הבדלים בין הספק למומנט

[TShavit]

אנסה להסביר באמצעות דוגמאות (בחיי, אני צריך לכתוב את זה אחת ולתמיד בצורה מסודרת ולהעלות את זה לרשת, ובכל פעם שהשאלה הזו תעלה אתן לינק במקום לכתוב מחדש...).

קח גולף דיזל, מנוע 2.0 ל' עם 140 כ"ס. יש למנוע הזה מומנט מירבי של 32.6 קג"מ, שמושגים ב-1,750 סל"ד. מצד שני קח גולף R32, עם מנוע בנזין V6. גם כאן המומנט המירבי הוא 32.6 קג"מ, והם מושגים ב-2,500 סל"ד.

ה-R32 קורעת את הדיזל. מ-0 ל-100 היא מהירה יותר בערך ב-3 שניות (6.5 שנ' לעומת 9.3, בגרסאות ידניות), ובמהירות המירבית יש הבדל של כמעט 50 קמ"ש.

ל-R32 יש אמנם אותו מומנט מירבי, אבל הספק מקסימלי של 250 כ"ס. הפרש של 110 כ"ס, כמעט 80% יותר.

ואגב, אם היינו נותנים ל-R32 יחסי העברה סופר-קצרים שמגבילים אותה לאותה מהירות מקסימלית כמו ה-TDI, ההפרשים ב-0 ל-100 היו עוד יותר דרמטיים.

דוגמה קצת אחרת: קיה מג'נטיס דיזל מול בנזין. שתיהן 2.0 ל'. לבנזין יש 144 כ"ס, לדיזל 140 כ"ס. לבנזין יתרון קל ב-0 ל-100 (הפרש של 2 עשיריות בגרסה הידנית) וגם 8 קמ"ש יותר במהירות המירבית. זאת למרות שבמומנט יש לדיזל יתרון מכריע - 31.1 קג"מ ב-1,800 סל"ד לעומת 19.3 קג"מ שמגיעים רק ב-4,250 סל"ד.

 

מישהו עוד חושב שהאמירה הפשטנית "מומנט=תאוצה" נכונה?

 

טל

[ZX2.0]

לפני כמה ימים ראיתי את התוכנית 'פיפט גיר', שם נערכה תחרות בין אסטרה בנזין לאסטרה דיזל (איני זוכר את הנתונים אבל בם היו שקולים יחסית).

 

במיאוץ למאה קמ"ש הבנזין עקפה את הדיזל בקלילות. כאשר הם ערכו תחרות מנסיעה, כלומר (אני לא זוכר את המהירות המדויקת,אל תתפסו במילה) בערך מ-80-120 קמ"ש ניצחה כבר האסטרה דיזל.

 

כאשר הם לקחו אותן למסלול הבנזין פרצה בכוח ועקפה את הדיזל אבל לאחר כמה פניות הדיזל הדביקה ואף עקפה את הבנזין (שתיהן היו כבר בתנועה-מן הסתם).

 

אפשר לסכם זאת כך- 0-100 כוח-סוס חשוב יותר. ממצב נסיעה (בכל מהירות) המומנט הוא המכריע.

[tzvipper]

אפשר לסכם זאת כך- 0-100 כוח-סוס חשוב יותר. ממצב נסיעה (בכל מהירות) המומנט הוא המכריע.

 

מסכים ל-100%.

 

יתר על כן רציתי להוסיף, שביום יום, הדיזל נותן תמורה טובה יותר בגלל האצות ביניים, אלא אם כן אתם מתכוונים לעשות פתיחות.

[Smiro]

קראתי באתר פעם שהמומנט הרב במנוע דיזל מתקזז מאוד כאשר הוא יורד לגלגלים בגלל ההילוכים הקצרים.

לכן לדעתי, בהאצות מעמידה אין יתרון גדול על בנזין אבל בהאצות ביניים ההאצה מהירה מזו של הבנזין.

אשמח לקבל תיקון או הערה בנושא.

[נהג רגוע]

הדרך הטובה ביותר להבין את זה לעומק, וגם הפשוטה ביותר בעצם, זה לזכור דבר אחד:

הכוח והתאוצה של האוטו נובעים מכמות הכוח שהגלגלים מעבירים לכביש, לחלק למשקל הרכב שהכוח הזה דוחף.

הכי נוח להתייחס לכוח ביחידות של קילוגרמים, לכן ברגע שהגלגלים מעבירים כוח לכביש של 500 קילוגרם, והרכב שוקל 1000 ק"ג, התאוצה תהיה 500/1000 כלומר 0.5 g.

עכשיו שים לב, בשום מקום בנתונים של רכב, לא מפורסם נתון של "כוח הדחף" של הגלגלים בכביש.

חלק מהסיבה לזה היא שהכוח הזה משתנה קצת עם הסל"ד של הרכב והוא לא קבוע.

אבל העניין האמיתי שהכוח שהגלגל מוריד לכביש תלוי לחלוטין בהילוכים של הרכב. אני בטוח ששמת לב שבהילוך הראשון הכוח הרבה יותר חזק מאשר שני, שני חזק יותר משלישי בהבדל גדול וכך הלאה.

להמחשת דברי- רכב חלש מאוד שנמצא בהילוך ראשון, יהיה חזק יותר מאימפרזה טורבו בהילוך חמישי.

אז כדי לא להתחיל לפרסם נתונים בסגנון- כוח בהילוך ראשון הוא 500 ק"ג, בהילוך שני 300 ק"ג, בשלישי 200 ק"ג וכך הלאה, מפרסמים פשוט הספק ומומנט.

תזכור שגם אם היו מפרסמים כוח דחף לכל הילוך, הרי משקל הרכב משנה מאוד.

500 ק"ג על פיז'ו 205 ששוקלת 1000 ק"ג, יתן תאוצה של 0.5g , אותו כוח על BMW סדרה 7 ששוקלת 2 טון, יתן תאוצה של 0.25 g . בדיוק חצי.

לכן, אם כבר, היה רצוי לתת נתוני תאוצות בכל הילוך בסגנון: הילוך ראשון 0.5g , הילוך שני 0.3g , הילוך שלישי 0.2g וכו'

אבל גם זה לא מספיק!

רכב א' עם תאוצה בהילוך ראשון של 0.5g יהיה חזק יותר מרכב ב' עם תאוצה של 0.4g בהילוך ראשון, אבל מי אמר שהילוך ראשון ברכב אחד שווה להילוך ראשון ברכב אחר?

 

אם ברכב א' הילוך ראשון מגיע ל 50 קמ"ש, וברכב ב' הילוך ראשון מגיע ל 70 קמ"ש, אז רכב ב' יהיה חזק יותר.

לתת תאוצה של 0.4g כשאתה כבר נע ב 70 קמ"ש, זה הרבה יותר מרשים מאשר לתת 0.5g אבל רק עד 50 קמ"ש, כי אז אתה נאלץ להעביר להילוך שני ולהגיע ל 70 קמ"ש כשאתה בהילוך שני שהוא הרבה יותר חלש.

 

אז כדי להימנע מכל הסיבוך הזה שכתבתי, מפרסמים הספק.

הספק הוא לא כוח, אבל הספק הוא היכולת לייצר כוח כשאתה כבר נע במהירות.

 

למנוע יש הספק מירבי מסוים שלא משתנה, אבל הכוח שהגלגלים דוחפים את הכביש הולך ופוחת ככל שהמהירות עולה, מכיוון שיש הכרח גם לעלות בהילוכים.

רכב עם פי 2 יותר הספק, בהנחה שהוא באותו משקל, יתן פי 2 יותר תאוצה, וזאת כשאנחנו בודקים את התאוצה באותה מהירות בשני הרכבים.

שים לב, שכדי שנתון ההספק שאני כל הזמן מדבר עליו אכן ישחק תפקיד, המנוע חייב להסתובב בסל"ד מסוים שבו היצרן פרסם שהמנוע באמת מייצר את ההספק המרבי שלו, מה שאתה קורא בנתונים. למשל אם ההספק המרבי הוא 120 כ"ס ב 6000 סל"ד, אז רק כאשר המנוע באזור 5500-6500 אפשר להגיד שאכן ההספק הוא 120 כ"ס.

 

אם תסע 100 קמ"ש בהילוך שני, תהיה ב6500 סל"ד ותייצר 120 כ"ס, ותקבל תאוצה מסוימת.

אם תשאר באותה מהירות, עם אותו הרכב, ותעלה להילוך רביעי, אתה תקבל הרבה פחות כוח דחף.

כי למרות שאתה עדיין נוהג ברכב עם 120 כ"ס, אתה עכשיו ב 3000 סל"ד, ושם יש הרבה פחות הספק, נניח 60 כ"ס בלבד.

ולכן כוח הדחף האמיתי בפועל יהיה רק חצי.

[נמרוד33]

אי אפשר להשליך על התאוצה הצפוייה של רכב מנתוני המומנט או ההספק שלו.

 

אם כבר לתמצת את כל הפיזיקה למשפט אחד, אז התאוצה של רכב היא פונקציה של יחס המשקל/הספק שלו.

 

אם תבדוק תגלה שיש מתאם טוב מאד בין נתון התאוצה 0-100 קמ"ש לבין יחס משקל/הספק, ולא משנה בכלל מה כלי הרכב - מכונית, אופנוע, משאית, אוטובוס... בכלל זה הנתון שעליו צריך לדבר עליו, להספק או למומנט בפני עצמם - כ"ס וקג"מ אין משמעות, אלא כשאנחנו משווים כלים באותו משקל. הבעייה היא שלרוב הכלים הם לא באותו משקל... זה בולט בתחום הג'יפים - מגיע רכב עם 250 כ"ס וכולם מתפעלים אבל כשמחלקים את זה במשקל הרכב מקבלים אותו היחס בדיוק כמו בטויוטה קורולה או מזדה3. והפלא ופלא - הביצועים - תאוצה ומהירות סופית - הם פחות או יותר אותו דבר...

[Night Driver]

 

מישהו עוד חושב שהאמירה הפשטנית "מומנט=תאוצה" נכונה?

 

טל

 

האימרה נכונה לאותו הרגע בדיוק. 100 סל"ד קדימה המומנט יורד והמנוע מאבד מכוחו. אם גרף המומננט היה ישר לכל טווח הסל"ד היית מקבל גם מומנט גבוה יותר.

[נהג רגוע]

נכון תאוצה=מומנט זה ממש לא מדויק.

מומנט בגלגלים, או מה שקראתי לו כוח דחף, זה מה שיוצר את התאוצה.

יותר מומנט בגלגלים באמת = יותר תאוצה, אבל כמו שכתבתי, השאלה היא באיזה מהירות נסיעה עוד יש לאוטו יכולת לספק את המומנט הזה בגלגלים. אם כאשר המהירות עולה המנוע עולה לסל"ד גבוה ומאבד כוח, אז איבדנו תאוצה.

אם כדי לא להגיע לסל"ד גבוה הנהג העלה הילוך, עדיין איבדנו תאוצה.

היכולת להמשיך ולדחוף גם כאשר האוטו כבר נע, ונע במהירות, מושגת ע"י הספק גבוה. ברגע שיודעים הספק, אפשר לדעת תאוצה משוערת של הרכב. אלא אם כן יש "חורים גדולים" בין ההילוכים, ואז האוטו לא מממש את הפוטנציאל שלו להאצה (מפסיד קצת).

[senda]

אי אפשר להשליך על התאוצה הצפוייה של רכב מנתוני המומנט או ההספק שלו.

 

אם כבר לתמצת את כל הפיזיקה למשפט אחד, אז התאוצה של רכב היא פונקציה של יחס המשקל/הספק שלו.

 

אם תבדוק תגלה שיש מתאם טוב מאד בין נתון התאוצה 0-100 קמ"ש לבין יחס משקל/הספק, ולא משנה בכלל מה כלי הרכב - מכונית, אופנוע, משאית, אוטובוס... בכלל זה הנתון שעליו צריך לדבר עליו, להספק או למומנט בפני עצמם - כ"ס וקג"מ אין משמעות, אלא כשאנחנו משווים כלים באותו משקל. הבעייה היא שלרוב הכלים הם לא באותו משקל... זה בולט בתחום הג'יפים - מגיע רכב עם 250 כ"ס וכולם מתפעלים אבל כשמחלקים את זה במשקל הרכב מקבלים אותו היחס בדיוק כמו בטויוטה קורולה או מזדה3. והפלא ופלא - הביצועים - תאוצה ומהירות סופית - הם פחות או יותר אותו דבר...

 

מה שאתה אומר די מוגבל למהירויות הנמוכות של מתחת ל 100 קמ"ש, מעל המהירויות האלו זרימת האוויר משפיעה הרבה יותר מהמשקל ולכן רכב חזר יותר ייסע מהר יותר.

 

קח גיפ ששוקל 2 טונות ובעל 218 כוחות סוס (X3 לדוגמא). לטענתך רכב כזה אמור אותו הדבר כמו כל רכב משפחתי, מבחיקה מדוייקת התברר שלרכב הזה יש בדיוק את אותו יחס הספק משקל כמו למזדה 2. בדיקה בניהם בפועל מראה שהמזדה 2 מאיצה 0-100 ב 12.5 שניות, ה X3 ב 7.7

 

ה X3 מגיעה גם ל 210 קמ"ש, הרבה מעבר ל 168 של המזדה 2.

 

בכל מקרה הרבה משפטים שגויים היו פה היום:

1. מה שחשוב זה היחס הספק משקל.

2. הספק קובע 0-100, מומנט קובע מהירות בסיבובים.

 

יש המון תורה שמסבירה על הדברים האלו והמון משפיעים. משקל, יחסי העברה, רצועת מומנט וכו.

 

רצועת מומנט:

יכולים להיות שני רכבים עם אותו הספק ואותו מומנט. נגיד הספק 150 סוסים ומומנט 20 קג"מ. אבל רכב אחד יהיה בשיא המומנט מסל"ד 2000 ועד 6000, ואילו הרכב השני יהיה בשיא המומנט מסל"ד 4500 ועד 6000. אז לשניהם הספק דומה אבל ההתנהגות תהיה שונה לגמרי. גם ב 0-100 ובעיקר במסלול.

 

יחסי העברה - קיצור יחסי העברה מספקים יותר כוח אבל עד מהירויות נמוכה יותר. חייבים להיות תלויים בסוג המנוע.

 

וכמובן יחס הספק משקל - שעליו כבר הסברתי.

 

יכול להיות מעניין אם אחד ממומחי הפורום יוכל לנסות לסכם את העניינים...

[X plane]

לעוד מישהו נהיה כאב ראש מכל זה?

לפי מה שאני הבנתי (שכרגע אני לא בטוח שזה נכון) זה הספק נותן מהירות סופית, ומומנט נותן האצה.

[primekart]

בלי כאב ראש. הכל ברור.

 

http://www.netcar.co.il/magazin/milon.asp#34

[OSH205]

אם בענייני תאוצות עסקינן אז בואו לא נשכח שיש חוץ ממומנט וכ"ס גם את הגיר (יחסי העברה, מס' ההילוכים, אופי הפעולה שלו - יש דגמים של קונצרן פןלסווגן שהדיזלים דווקא יותר מהירים {DSG}) משקל הרכב, מבנה הרכב (אוירודינמיות) הדיפרנציאל (ברכבים כבר יותר חזקים) ואפילו לצמיגים שהרכב נועל, זאת כאשר אנו יוצאים מנקודת ההנחה שהנהג הוא אותו הנהג...

 

מנסיון (עשיר) על מספר (גדול) ומגוון של רכבים שנהגתי עליהם אנשים יתפלאו על ההבדלים בין הנייר לשטח, ולא אני לא מדבר (רק) על תחושה אלא על נתונים.

 

דרך אגב, דוגמא קצרה, בכביש ישר מכונית עם יותר קג"מ ופחות כ"ס (שוב בכלליות) תעקוף אחת עם יותר כ"ס ופחות קג"מ ברמזור, אך תמלאו את הרכבים או לחילופין סעו איתם בעליות קשות וארוכות המכונית בעלת יותר כ"ס תשמור אמונים בצורה יותר טובה לנתונים בכביש הישר - כשהיא ריקה, משמע פחות תרגיש את העליות - את המשקל הנוסף. (שוב בהנחה שהן פחות או יותר דומות אך לא בהכרח)

 

דוגמאות אישיות לדוגמא מעל - סוויפט חדשה (102 כ"ס גיר אוטומט "מסורתי" 4 הילוכים ארוכים) אל מול גרנדה פונטו (77 כ"ס גיר רציף 5 הילוכים) כביש ישר אין הבדל וברמזור הפונטו אפילו קצת בורחת, תמלאו אותן באנשים או שסתם סעו איתן לירושלים ותראו מי מרגישה יותר "טבעית"

(למקרה שלא עומדות אצלכם בחניה השתיים הנ"ל אני אגלה שזו הסוויפט)

 

דרך אגב, לא כל ההאצות נעשות 0-100 כך שהנתון לא תמיד רלוונטי, מי שמגיעה ראשונה ל-100 לא בהכרח מגיעה ראשונה ל-70 ולא בהכרח מאיצה ראשונה מ-80 ל-120. (סתם נראה לי רלוונטי).

 

דרך אגב (2), מנוע מכויל לעיתים בכוונה ליותר מומנט ופחות כ"ס (בד"כ פותר אותנו מלהגיע לסל"ד גבוה בשביל להרגיש את הכח) - התוצאה, רכב עם קצת פחות כ"ס וקצת יותר קג"מ בסל"ד קצת יותר נמוך, מרגיש הרבה יותר חזק.

(הונדה עשתה דבר דומה עם הסיוויק, עד 2000-1 125 כ"ס, הדגם שהחליף, פחות או יותר אותו המנוע שכוון (מהלך קדחXקוטר הבוכנה) ל-110 כ"ס שלווים והרבה פחות צווחים).

[נמרוד33]

קח גיפ ששוקל 2 טונות ובעל 218 כוחות סוס (X3 לדוגמא). לטענתך רכב כזה אמור אותו הדבר כמו כל רכב משפחתי, מבחיקה מדוייקת התברר שלרכב הזה יש בדיוק את אותו יחס הספק משקל כמו למזדה 2. בדיקה בניהם בפועל מראה שהמזדה 2 מאיצה 0-100 ב 12.5 שניות, ה X3 ב 7.7

 

ה X3 מגיעה גם ל 210 קמ"ש, הרבה מעבר ל 168 של המזדה 2.

 

 

ב.מ.וו X3-2.5si שוקלת 1805 ק"ג על 218 כ"ס (8.3 ק"ג/כ"ס) ומזדה 2 סטנדרטית 980 ק"ג על 103 כ"ס (9.5 ק"ג/כ"ס) שזה לא בדיוק אותו דבר, גם נתון התאוצה של אותה ב.מ.וו הוא 8.5 שניות ל100 קמ"ש ולא כמו שכתבת (מקור). ההבדל בביצועים בין שתי המכוניות באחוזים מהנתונים הרשמיים (שזה מה שיש לנו...) אמנם גדול יותר מהבדל באחוזים ביחסי משקל הספק, אבל לא במידה שהנתונים השגויים גרמו לך לחשוב. ההסבר הוא כמובן כמו שציינו כאן - מערכת העברת הכוח, ובמקרה זה ההבדל בין תיבות ההילוכים (4 מול 6 הילוכים) משפיע בבירור הן על התאוצה והן על המהירות הסופית.

 

נושא האוירודינמיקה נכון, ככל שהמהירות עולה חשיבות המשקל היחסית יורדת אבל ממש לא נעלמת. אבל הדיון היה על תאוצה ומבחינת נתונים רשמיים שאנחנו דנים עליהם, זה קודם כל 0-100 קמ"ש, תחום שבו האוירודינמיקה עדיין זניחה.

 

אני ממשיך להתעקש שהנתון הראשון שצריך לעניין אותכם כשאתם באים לבחון ביצועים של כל כלי רכב גלגלי, הוא יחס משקל/הספק - כמה ק"ג על כל כ"ס. תמשיך בבקשה לחשב את הנתון הזה עבור כל כלי רכב שאתה נתקל בו, ויהיה לך הרבה יותר מסודר בראש. כמובן שכדאי להשתדל לעשות את זה עם נתונים אמיתיים.

[בן ה]

אתם נותנים השוואה בין דיזל לבנזין.

ברוב רכבי הדיזל ההכפלה של המומנט בהילוך הכי גבוה(נניח 5) תהיה כמעט לחצי מאשר ברכב בנזין.

בכל הילוך ישנו הכפלה של המומנט וכל שההילוכים עולים ככה ההכפלה יורדת(למשל:הילוך ראשון-מוכפל 12,ועומתו בדיזל מוכפל 10) במקרה הזה הדיזל יותר חזק בהילוך ראשון בגלל ההכפלה של המומנט(זה נניח שני רכבים זהים) אולם בהילוך חמישי ברכב בנזין המומנט יוכפל ב6 ולעומתו הדיזל יוכפל ב3.

לכן גם אם לבנזין יהיה מומנט של 22 ולדיזל מומנט של 35,בהאצה בהילוך 5 לבנזין יהיה יתרון.

 

קשה להשוות בין רכב בנזין לדיזל,יחסי העברה שונים,מנוע שונה וכ'ו.

 

בן.

[נהג רגוע]

קשה להשוות בין רכב בנזין לדיזל,יחסי העברה שונים,מנוע שונה וכ'ו.

 

בן.

 

בדיוק.

מה שקובע זה כוח בגלגל מחולק במשקל הרכב. ויותר מכך, השינוי בעוצמת הכוח הזה כאשר הרכב נע במהירות יותר ויותר גדולה.

כדי לא להסתבך - יחס הספק משקל משקלל בעצם את כל הגורמים ונותן מושג לא רע בכלל על יכולת התאוצה של הרכב.

 

המאזדה 2 עשתה 11.5 במבחן תאוצה ואכן אמרו שהיא מרגישה זריזה יותר מהנתון הרשמי של 12.5

אגב המאזדה 3 גם לה נתון רשמי של 12.5 עם בערך אותו ההספק והרבה יותר משקל. בפועל היא עשתה 14.4 במבחן של אוטו.