Autobedrijven maken reclame voor het vermogen van een motor bij verschillende toerentallen.
Auto 1: 80 pk bij 6000 tpm
Auto 2: 85 pk bij 6500 tpm
Wat betekent het vermogen bij verschillende toerentallen? Betekent het dat auto 1 meer vermogen heeft dan auto 2 omdat het bij een lager toerental is?
Of heeft het toerental geen invloed op de vermogensvergelijking?
Wat betekent het vermogen bij verschillende toerentallen? Betekent het dat Auto 1 een beter vermogen heeft dan Auto 2 omdat het bij een lager toerental is?
Het hangt ervan af.
Of heeft het toerental geen invloed op de vermogensvergelijking?
tl;dr: Het toerental van de vermogenspiek beïnvloedt de bruikbaarheid van de motor voor verschillende toepassingen.
Het “piekvermogen” is slechts één punt op de vermogensband van de motor. Idealiter zou je de hele curve willen weten (en hoe deze wordt beïnvloed door de temperatuur van de omgevingslucht, de hoogte, de luchtvochtigheid, de maanfases, etc.):
In deze figuur zien we de vermogens- en koppelcurves voor twee motoren (waar het koppel massief is en het vermogen gestippeld). Vergeet niet dat koppel de motor is die werkt op de assen en daarmee op de wielen en banden. Dit is wat de auto versnelt.
Als u het koppel van de motor bij een bepaald toerental kent, kunt u de pk’s bij dat toerental berekenen:
horsepower = (torque * rpm) / 5252
Toegegeven, de bovenstaande vergelijking is specifiek voor gekke keizerlijke oudheidkundige eenheden. Voer de juiste omrekeningsfactoren in als je in plaats daarvan metrische eenheden uit wilt voeren.
Heel terloops kun je je paardekracht (of “kracht” als je eenheid agnostisch bent) voorstellen als “datgene wat de snelheid handhaaft ondanks de weerstand”. We verwachten over het algemeen dat een voertuig met een hoog vermogen een hogere topsnelheid heeft (op voorwaarde dat het de versnelling heeft om die snelheid te bereiken).
Als je naar bovenstaande vergelijking kijkt, kun je ook zien dat in deze eenheden de vermogens- en koppelcurves altijd kruisen bij 5252 rpm (d.w.z. dat de scalaire waarden gelijk zijn, ook al zijn het totaal verschillende eenheden).
*Zo wat? *
Al het bovenstaande helpt je beter te begrijpen wat de fabrikant je vertelt. Wat ontbreekt is “wat wil je van een auto?”
Als je teruggaat naar de grafiek, kun je zien dat de blauwe lijn een koppelpiek heeft bij ongeveer 2500 toeren per minuut en dat deze pas bij ongeveer 4000 toeren per minuut afneemt. Dit betekent dat de auto vanaf een stop het gevoel heeft dat hij sterk wegtrekt, meteen. Echter, naarmate het toerental veel hoger wordt, lijkt de motor buiten adem te raken, waardoor deze bij 6000 toeren per minuut veel langzamer accelereert dan bij 1000 toeren per minuut. Kwalitatief gezien is dit wat we zouden verwachten van een normaal aangezogen motor met een grote cilinderinhoud.
De rode lijn heeft een koppelpiek bij ongeveer 5500. Het zal traag aanvoelen vanuit een stop en lijkt te ontwaken als de rpm’s toenemen. Van 5500 naar 7500 zal de rode motor de massieve motor met een behoorlijke marge naar buiten toe versnellen. Dit is ongeveer wat we zouden verwachten van een kleinere motor (en geforceerde injectie zou deze laattijdige piek alleen maar verhogen).
De vraag voor de klant is: *Welke vind je beter? *
Kwalitatieve samenvatting:
De vroege koppelpiek van de massieve lijn is leuk vanaf een staande start, maar je zult vroeg moeten schakelen (mechanisch voordeel inruilen om terug te keren naar de koppelpiek). Hopelijk heb je genoeg versnellingen om de topsnelheid te bereiken. Dit profiel heeft vaak de voorkeur in een straatauto.
De latere pieken van de stippellijn zijn vanaf een staande start traag, maar worden steeds spannender naarmate het toerental toeneemt. Je hoeft niet zo vroeg te schakelen om op piekvermogen te blijven, waardoor het mechanische voordeel voor meer toeren behouden blijft. Dit profiel heeft vaak de voorkeur in een racewagen.
Volledige toelichting: Ik heb low-end, high-end en (high-end + turbo) voertuigen en ik geef de voorkeur aan de laatste combinatie. Ik ben al jaren niet meer geïnteresseerd in het staan bij rood licht.
Ik kies de “flexibele” motor, in de bovenstaande grafiek, omdat deze in het 1000 tot 2500 toerengebied tot 30% meer pk’s heeft en in het 2500 tot 4500 toerengebied tot 15% meer pk’s. Waarom heb ik hier de voorkeur aan? Omdat ik in 99% van de tijd binnen deze toerengebieden meer vermogen zal produceren zonder veel lawaai of gedoe, met een betere levensduur van de motor - de motor zal meer vermogen produceren bij een lager toerental en dus minder motorslijtage, en ten slotte is er meer directe acceleratie wanneer ik moet versnellen zonder elke keer een versnelling lager te moeten schakelen, wat ik zou moeten doen in de piekmotor. Hoewel dit niet vaak wordt gezegd, heeft een motor met het dubbele van het koppel bij een bepaald toerental het dubbele van het PK bij datzelfde toerental. De vraag is of je de PK’s het liefst hebt als de motor een hoog toerental heeft of dat je het liefst hebt als de motor een wat gematigder toerental heeft. Het probleem is dat veel mensen kijken naar het pk-cijfer en denken dat dat bepaalt hoe sterk de motor voelt/versnelt bij de toerentallen waar de meeste mensen op rijden (dat is het 1500 tot 4000 toerengebied), en dat ze vaak teleurgesteld zullen zijn. Degenen die beweren dat de piekmotor (met hogere pk’s) beter is, zullen vaak degenen zijn die het niet erg vinden dat de motor minder lang meegaat en meer lawaai maakt. Mijn 10 jaar oude zoon, denkt dat auto’s met kapotte dempers de “sportiefste” en coolste zijn. Ik denk dat de motorkeuze hierboven vaak wordt bepaald door de categorie waarin men valt, die categorieën zijn de “coolness” versus de “sensibility” categorie.
Je hoeft je geen zorgen te maken over het toerental, alleen over wat de motor kan blussen. Motor 2 heeft meer vermogen, maar samen met verschillen in versnelling en al het andere betekent het feit dat hij meer toeren maakt niet veel. Het kan zijn dat de motor ongeveer dezelfde kracht uitoefent als die van auto 1 (koppel), maar iets sneller draait waardoor hij iets meer vermogen heeft. Kracht is eigenlijk niet hoe “sterk” de motor is, dat is het koppel. Het vermogen is in wezen het koppel vermenigvuldigd met hoe snel de motor draait. Maar afgezien van de techniek maakt het toerental waarbij het maximale vermogen wordt geproduceerd niet veel uit. Er zijn belangrijker dingen zoals de vorm van de koppelcurve, etc. die ze je niet vertellen.
Het toerental heeft geen invloed op de vermogensvergelijking.
Puur op basis van wat je hebt gezegd, zou Car 2 de motor beter hebben, ongeacht het toerental. Het zou 85 pk kunnen zijn bij 3000 toeren en het zou nog steeds beter zijn (en waarschijnlijk veel meer koppel!).
Dat is waar de versnelling voor is.
Als auto 2 een verhouding 6500/6000 keer = 13/12 keer de versnellingsverhouding van auto 1 heeft, levert dat een equivalent vermogen en kracht op de wielen.
Sommige mensen zeggen dat je op zoek moet gaan naar het motorkoppel. Eigenlijk zou je op zoek moeten gaan naar vermogen, want het koppel wordt vermenigvuldigd met de overbrengingsverhouding, maar het vermogen blijft constant. Dus, als je het vermogen en de snelheid van het wiel weet, weet je het koppel aan de wielen. Je kent het koppel op de motor niet, tenzij je de overbrengingsverhouding weet.
De mensen die zeggen dat je op zoek moet gaan naar motorkoppel hebben echter iets goed: als het schakelen lastig is (door bijvoorbeeld het rijden met een handgeschakelde versnellingsbak) en je geeft om het brandstofverbruik, is het handig dat het maximale vermogen zo dicht mogelijk bij het kruissnelheidsgebied ligt. Ook zal er een lichte schakelvertraging zijn, hoewel moderne automatische versnellingsbakken en CVT’s de vertraging kort maken. Merk op dat het zoeken naar koppel logischerwijs zal leiden tot turbogeladen motoren en vooral turobdiesels, die hun eigen merkwaardige problemen hebben. Ik zou zonder enige aarzeling kiezen voor een moderne hoogtoerige VVT niet-direct ingespoten natuurlijk aangezogen benzinemotor in plaats van een direct ingespoten torquey turbodiesel, als ik moet betalen voor het onderhoud van de auto aan het einde van zijn levensduur.
Mijn suggestie? Haal de krachtigere auto als beide een automatische versnellingsbak hebben. Zo niet, dan moet u serieus overwegen om een automatische versnellingsbak te gebruiken, want door de automatische versnellingsbak is al het motorvermogen heel gemakkelijk beschikbaar, alleen al door het gaspedaal in te trappen. Met een zeer geringe vertraging natuurlijk.
Natuurlijk gaat dit alles ervan uit dat de auto’s een gelijkwaardig gewicht hebben. Als auto 1 lichter is, kan hij zelfs sneller accelereren.
Dus, in plaats van naar vermogen te kijken, zou je kunnen kijken naar de acceleratie. De standaard is 0-100 km/u tijd, maar ik denk dat zoiets als 50-120 km/u relevanter zou zijn in de praktijk.
De doorslaggevende factor voor de output van een motor is BMEP. Remmen betekent effectieve druk. De afmetingen van de motoronderdelen zoals krukasworp, cilinderboringsdiameter en slag zijn bepalend voor de BMEP. Verdere overwegingen zijn volumetrisch rendement, ontstekingstijdstip en het aantal cilinders. Een motor kan worden ontworpen voor zuinigheid, of vermogen, of gewoon om afmetingen te hebben die passen onder een motorkap of een versnellingsbak. Dus het vermogen zal variëren voor wat de motor is ontworpen om te doen, kleine zuinige auto of muscle car. De meest geaccepteerde maatstaf voor het vermogen van een motor is de kilo Watt. Een groter aantal kilo Watt betekent niet altijd een betere motor, het is afhankelijk van het ontwerp. Eén pk is gelijk aan 0,746 kilo Watt. 1 pk is iets minder dan 1 pk. PS is een Duitse meting die samen met de paardenkracht die uit het algemeen gebruik is gevallen, maar steeds weer opduikt. Motorfabrikanten zullen altijd gebruik maken van beschrijvingen van hun product die het meest verleidelijk zijn voor hun doelgroep om de verkoop te maximaliseren.