Potenza al calcolo delle ruote


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Ho usato l'app Torque Pro per un po 'di tempo nella mia Hyundai i10 Era (modello 2011) e mi dà potenza alle ruote. Ma i valori sembrano essere molto meno. Per scoprire il problema, ho registrato la velocità OBD dell'auto utilizzando l'app Torque Pro, ho calcolato l'Hp alle ruote e i numeri non corrispondono a quelli mostrati da Torque Pro.

Quindi sono un po 'curioso come fa Torque Pro a calcolare la Potenza alle ruote.

Ho usato il peso dell'auto come 1050 kg. Formule che sto usando per calcolare HP alle ruote:

  1. HP = KE dell'auto in quell'istante / tempo diff tra la lettura corrente e la lettura precedente, dove KE = 1/2 * m * ((velocità corrente) ^ 2 - (velocità di lettura precedente) ^ 2)

  2. HP = massa * accelerazione dell'auto * velocità attuale.

Non riesco a capire perché c'è una discrepanza? Come calcolo l'Hp alle ruote?

Trova il link ai dati registrati usando torque pro

https://docs.google.com/spreadsheets/d/1eZxozvG0V3nrKHPZKqIkYovqNh_lM4PNuZLkozNVVoo/edit?usp=sharing


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Quali unità stai usando per i calcoli? Alcuni valori di esempio farebbero molta strada qui.
Zaid,

Sto usando unità SI e sto convertendo in hp moltiplicando 0,746
Soumya Sen

Hmmm, ho giocato con i tuoi dati ... Sembra che Google salvi automaticamente le modifiche. Ora hai anche una colonna aggiuntiva e un grafico nei tuoi dati?
dolce

@sweber Sì, ho aggiunto la colonna del tempo in Excel.
Soumya Sen,

Come hai trovato la massa della tua auto? Hai tenuto conto del peso dei contenuti del veicolo, incluso il carburante? La densità della benzina è di circa 0,75 kg / L
cdunn,

Risposte:


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TL; DR

Il problema che stai riscontrando è la risoluzione limitata della tua velocità più le fluttuazioni più approcci leggermente diversi per calcolare la potenza. E infine, devi pensare al termine potenza alle ruote .

Che cos'è esattamente la potenza alle ruote?

Direi che questa è la forza tangenziale applicata dalle ruote sulla strada (cioè la forza che ti spinge in avanti) per la velocità. Ma questa non è la potenza erogata dal tuo motore né la potenza che ti accelera!

Potenza motore vs. potenza alle ruote

Parte della potenza del tuo motore è già consumata dall'attrito nel treno di trasmissione e da aggregati come l'aria condizionata. È ancora peggio quando si accelera: il motore deve far girare tutte le parti rotanti come alberi, ruote dentate e ruote, che richiedono anche un po 'di potenza. È come scrisse Zaid, la macchina si sente più pesante per il motore di quanto non sia.
Quindi la potenza alle ruote è sempre inferiore alla potenza del motore. Ma possiamo trascurarlo qui, poiché non stai cercando di calcolare la potenza delle ruote dalla potenza del motore. L'unico punto è che la potenza delle ruote deve far girare le ruote non azionate, ma trascuriamo anche questo.

Attrito e resistenza

Le gomme subiscono un certo attrito mentre rotolano sulla strada e, a velocità più elevata, la resistenza diventa più importante. Non ho idea dell'attrito, ma la perdita di potenza dovuta alla resistenza può essere calcolata con questa formula

P

che prende densità di aria (1,2 kg / m³), ​​velocità, coefficiente di resistenza (0,32 per la tua auto) e area della sezione trasversale (2,1m² per la tua auto). Per avere un'idea a riguardo, ecco un diagramma:

inserisci qui la descrizione dell'immagine

A circa 100 km / h, circa 10kW di potenza alle ruote sono già consumati solo per mantenere la velocità. Solo l'eccesso di potenza alle ruote viene messo in accelerazione!

pendenze

A seconda se stai guidando in discesa o in salita, l'auto guadagna o deve investire energia, che può essere calcolata tramite

inserisci qui la descrizione dell'immagine

Le formule

Hai fornito due formule:

inserisci qui la descrizione dell'immagine

fornisce la potenza media necessaria per cambiare l'energia cinetica entro un determinato periodo. Ciò non riflette che la potenza può variare nel tempo. La potenza istantanea può essere ottenuta scegliendo periodi sempre più brevi. Non voglio disturbarti con ciò che i matematici chiamano deviazione , solo il risultato è la tua seconda formula:

inserisci qui la descrizione dell'immagine

Tuttavia, l'effetto della media della prima formula può essere utile se la precisione dei tuoi valori non è così buona. E poiché i tuoi dati sono stati presi una volta al secondo, non dovrebbe fare una grande differenza quale formula usi. MA la seconda formula necessita di accelerazione, che non è disponibile nei dati e deve essere calcolata dai valori di velocità successivi. Questo significa anche che entrambe le formule non danno esattamente lo stesso risultato (a proposito: ci sono metodi migliori per calcolare l'accelerazione):

inserisci qui la descrizione dell'immagine

Ho usato entrambe le formule per i tuoi dati e danno risultati abbastanza coerenti per la stessa fonte di velocità.

Dati

OK ... Davvero molto testo, ma non guardiamo ancora i dati, quindi facciamolo. Ho preparato due foto, ognuna delle quali mostra velocità, accelerazione e potenza. Il primo che mostra l'intero tour, ingrandisce l'intervallo di tempo 25-100s. Clicca per ingrandire:

inserisci qui la descrizione dell'immagine inserisci qui la descrizione dell'immagine

Fortunatamente, la velocità GPS e OBD sono per lo più coerenti, ma c'è sempre una piccola differenza come previsto e, a volte, il segnale GPS è stato perso.

Ma noterai anche fluttuazioni, ad esempio a 75 e 125 secondi. Questi salti su e giù sono più importanti nell'accelerazione calcolata rispetto alla tendenza lenta, che è la vera accelerazione. Quindi è chiaro che la potenza calcolata è un disastro totale, anche se i dati reali sembrano essere lì dentro. (Non importa quale formula usi per calcolare la potenza, il risultato è lo stesso.)

Il mio miglioramento

La seconda immagine contiene una curva viola, che è un polinomio di un 4 ° grado nei dati di velocità OBD per ottenere una curva davvero regolare, che tuttavia descrive bene la velocità. La deviazione di questa curva si adatta molto bene ai dati di accelerazione. I dati di potenza rivelano che l'accelerazione della tua auto è stata causata da circa 12kW alla fine.

È fattibile? Il tuo motore ha circa 64kW a 6000 giri / min, se è il più forte. Ma a quel tempo, funzionava a circa 3400 giri / min e poteva erogare circa 36kW. Ho appena ipotizzato che la potenza aumentasse in modo lineare con RPM, il che è più o meno vero. È possibile sottrarre facilmente il 10-15% a causa dell'attrito nella catena di trasmissione e di 10 kW a causa del trascinamento. Sottrai il 30% di 12kW (= 3,6kW) per inerzia, come ha scritto Zaid, e ottieni 17kW. Questo è ancora più di 12kW, ma l'aria condizionata, le pendenze e altri effetti potrebbero facilmente spiegarlo. (Hai calciato il pedale fino a terra?)

Cosa puoi fare

Se non sai come adattare le funzioni ai dati (EXCEL non lo sa davvero), potresti provare diversi approcci per appianare i tuoi valori di velocità. Ad esempio, crea una nuova colonna e in ogni riga calcola la media della velocità di questa riga, la riga prima e dopo. Forse, ripeterlo più volte o estenderlo alle ultime due fino alle successive due righe.

L'app Torque

Potresti aver notato che anche la potenza calcolata da Torque mostra delle fluttuazioni, anche se sembra un po 'più liscia. Anche se non so come esattamente la coppia calcoli la potenza, sembra applicare un livellamento di basso livello. Inoltre, tieni presente che il tuo smartphone ha molte più fonti di dati rispetto alla sola velocità, ha anche un accelerometro e conosce la sua posizione GPS. È possibile che anche Torque utilizzi questi dati. E infine, i dati GPS sono generalmente disponibili solo una volta al secondo, gli altri dati più spesso. Il mio cellulare è in grado di leggere gli altri sensori 15 volte al secondo. La risoluzione è anche superiore a quella che hai nei tuoi dati. Quindi non c'è da meravigliarsi se la sua potenza calcolata differisce dalla tua.
E: A 58: 03.7 Torque afferma una potenza di 60,88 kW a 3349 giri / min, questo è impossibile per il tuo motore e dimostra sicuramente che anche Torque non fornisce dati precisi ...


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Next level @sweber +1 Merita TUTTI i +1
DucatiKiller


Si prega di consultare il foglio 2 del foglio di calcolo allegato (tutta la colonna AZ), ho calcolato l'HP come descritto, utilizzando i valori di velocità OBD effettivi, il livellamento dei valori di velocità del 1 ° ordine, il livellamento del 2 ° ordine. Qual è vicino a un valore corretto? Voglio dire una risoluzione maggiore di 1 sec non darebbe un valore corretto, ma quale è vicino? Inoltre, nessun valore corrisponde ai valori dell'app Torque Pro, ma valori come 81.6131897 CV ottenuti nell'app Torque sono ovviamente errati.
Soumya Sen,

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Due cose a cui prestare attenzione quando si usano queste equazioni

  • Coerenza delle unità

    Se la tua massa è in kg, la velocità in km / he l'accelerazione in lunghezze alla settimana², non otterrai potenza in cavalli. La tua scommessa più sicura è convertire tutte le unità in metrica SI e convertirle in hp come passaggio finale.

    1000 hp = 746 kW
    
  • Fattore di inerzia rotazionale

    Una regola empirica è quella di includere un ulteriore 20-30% in cima alla massa statica della vettura. Il fatto che ci siano componenti rotanti del motore e della trasmissione significa che l'auto "sentirà" un po 'più pesante e più difficile da spostare.


Entrambe le equazioni hanno i loro meriti e limiti

  • Potenza = cambio in KE / cambio nel tempo

    Questa equazione è utile quando l'accelerazione non viene misurata ma la velocità lo è. Questo è generalmente il caso dei dispositivi OBD-II.

    Questa equazione non è vera se il veicolo sta viaggiando su una pendenza (provoca un cambiamento di energia potenziale).

  • Potenza = massa x accelerazione x velocità

    Questa equazione funziona indipendentemente dall'inclinazione, ma dipende dall'accelerazione.


Si noti che nessuna di queste equazioni ha preso in considerazione l'effetto della resistenza aerodinamica.


Sì, sto usando le equazioni con l'unità SI corretta, ma non riesco ad avvicinarmi / avvicinarmi ai risultati di Torque Pro. Potete per favore aiutarmi ad allenarmi nell'eccellenza che ho condiviso.
Soumya Sen,

Prima di provare a correggere il foglio di calcolo, prova a giocare con il calcolo su carta o una pagina di foglio di calcolo di scarto solo per vedere di te può farlo funzionare prima di provare a risolvere il tutto.
cdunn,

@cdunn Ho provato a calcolare su carta, provare piccole modifiche qua e là, ma non ci sono riuscito. Ho anche provato a proiettare questo problema come quello della velocità della trappola per calcolare i CV, ma non era affatto vicino ai risultati.
Soumya Sen,

1HP = 0.746Kw = 746 watt
Old_Fossil
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