Για να δούμε λοιπόν στην πράξη πόση δύναμη φτάνει στο σημείο επαφής του ελαστικού με το δρόμο χρειαζόμαστε το διάγραμμα ώσης, για να το κατασκευάσουμε χρειαζόμαστε τα εξής:
-καμπύλη ισχύος
-λόγους μείωσης ταχυτήτων
-λόγο μείωσης ενδιάμεσου κιβωτίου (transfer case, οι "αργες-γρήγορες" σχέσεις που έχουν πολλά τετρακίνητα μοντέλα)
-λόγο μείωσης διαφορικών
-διάμετρος τροχού
Με τα παραπάνω στοιχεία και με τη βοήθεια του τύπου που ακολουθεί προκύπτει το διάγραμμα ώσης,
ώση=(ισχύς/στροφές ανα λεπτό)*(λόγος μείωσης 1ης ταχύτητας)*(λόγος μείωσης transfer)*(λόγος μείωσης διαφορικού)*(2/διάμετρος τροχού)
(ομοίως για 2α,3η κλπ)
Οι καμπύλες που προκύπτουν για κάθε ταχύτητα είναι:
και το ενιαίο για όλες τις σχέσεις αντίστοιχο σχήμα:
Το παραπάνω διάγραμμα έχει στον οριζόντιο άξονα την ταχύτα κίνησης και στον κατακόρυφο την διαθέσιμη ώση (δύναμη) στους κινητήριους τροχούς.
Οπως είναι προφανές το διάγραμμα καμπύλων ώσης δεν είναι παρα το διάγραμμα της ισχύος ανηγμένο για κάθε σχέση του συστήματος μετάδοσης.Εδω μπορούμε να εντοπίσουμε μια απο τις συνηθέστερες παρεξηγήσεις:
Το να κρίνουμε πόσο δυνατό είναι ενα αυτοκίνητο με βάση την τιμή της μέγιστης ιπποδύναμης (ή ροπής) είναι σαν να πετάμε την καμπύλη απο το διάγραμμα και να κρατάμε μόνο 5 (αν έχουμε 5τάχυτο κιβώτιο) σημεία.Και μάλιστα αν δεν συνιπολογήσουμε τα μεγέθη του συστήματος μετάδοσης δεν μπορούμε να έχουμε ούτε τα σημεία αυτά καθώς δεν θα γνωρίζουμε την θέση τους ούτε στον οριζόντιο ούτε στον κατακόρυφο άξονα.
διαδρομή αναφοράς
Για να γίνουν τα παραπάνω πιο κατανοητά θα τα εφαρμόσουμε σε ενα παράδειγμα με αρκετές εφαρμογές ωστε να καλύψουμε τις περισσότερες περιπτώσεις. Για να δούμε λοιπόν πως μεταφράζεται το διάγραμμα ώσης στην πράξη θα το προβάλουμε σε μια διαδρομή αναφοράς.
Θεωρούμε την διαδρομή μιας μικρής πίστας, σχετικά κλειστής (για περισσότερα στο κουτάκι δίπλα) στην οποία ενας τυπικός γύρος μας δίνει το παρακάτω γράφημα με την ταχύτητα κίνησης του οχήματος σε κάθε σημείο:
Αμα αντιστοιχίσουμε την ώση για την ταχύτητα σε κάθε σημείο της πίστας (απο το διάγραμμα ώσης πιο πάνω) θα έχουμε το διάγραμμα ώσης/απόστασης για τη συγκεκριμένη πίστα (και τις συγκεκριμένες ταχύτητες κίνησης!).
Ετσι μπορούμε να δούμε σε κάθε σημείο την 'περίσσεια ώσης' που έχει το όχημά μας. Οσο περισσότερη τόσο μεγαλύτερη η ικανότητα του αυτοκινήτου να επιταχύνει ή να έλξει φορτίο.
.Θα μπορούσε κάποιος να πεί πως ενα δυνατότερο αυτοκίνητο θα είχε διαφορετική ταχύτητα ανα σημείο απο ενα άλλο ασθενέστερο όμως επειδή εδώ μας ενδιαφέρει η σύγκριση θα θεωρήσουμε πως όλα τα αυτοκίνητα που θα διατρέξουν την διαδρομή θα κινηθούν με την ταχύτητα αυτή και θα συγκρίνουμε το πλεόνασμα ώσης στο διάστημα της διαδρομής.(για περισσότερα βλ. παρατηρήσεις).
Επίσης για να εξετάσουμε το θέμα πιο ρεαλιστικά χωρίς να εισερχόμαστε σε οριακές καταστάσεις οπου τα αυτοκίνητα των παραδειγμάτων πιθανώς να μην μπορούσαν να ανταπεξέλθουν αλλα και για να έχουμε μια εικόνα πιο κοντά στη ρεαλιστική οδήγηση τα διαγράμματα για τα αυτοκίνητα υπολογίζονται στο 70% της ταχύτητας αναφοράς (εκτός αν αναφέρεται διαφορετικά), αρκετά πιο κάτω δηλαδή απο τον καλύτερο χρόνο πίστας (βλέπε κουτάκι δεξιά) που πάρθηκε σαν μέγεθος αναφοράς.
εφαρμογές:
η μεγαλύτερη μέγιστη ροπή (σε χαμηλές στροφές) δεν συνεπάγεται απαραίτητα μεγαλύτερη δύναμη.
Στο συγκεκριμένο παράδειγμα έχουμε 2 ίδια αυτοκίνητα με διαφορετικούς κινητήρες/συστήματα μετάδοσης και εντελώς διαφορετικά χαρακτηριστικά απόδοσης. Το ένα είναι turbo diesel και αποδιδει 109ps-4000rpm / 270Nm-1750rpm ενω το άλλο είναι ατμοσφαιρικό βενζινοκίνητο και αποδίδει 158ps-6200rpm / 213Nm-3300rpm. Θα εξετάσουμε κατα πόσον η πολύ μεγαλύτερη μέγιστη ροπή του πρώτου μεταφράζεται σε μεγαλύτερη ώση στον τροχό και σε ποιές ταχύτητες.
Στο παρακάτω διάγραμμα βλέπουμε συγκριτικά τα δυο διαγράμματα ώσης, παρατηρούμε πως το turbodiesel (μπλέ περιοχή) έχει προβάδισμα στις ταχύτητες εως 25χαω και απο εκεί και μετά υστερεί απο λίγο εως πάρα πολύ.
Εκ πρώτης όψεως θα λέγαμε πως επιβεβαιώνεται το γεγονός πως μεγαλύτερη ροπή (σε χαμηλές στροφές) μας δίνει και μεγάλη ώση, έστω και για ένα πολύ μικρό φάσμα ταχυτήτων (0-25χαω), παρατηρόντας όμως προσεκτικότερα το διάγραμμα θα δούμε πως ο πραγματικός λόγος δεν είναι άλλος παρα ο πολύ μεγάλος λόγος μείωσης στο σύστημα μετάδοσης του turbodiesel.
Στην καθομιλουμένη δηλαδή θα λέγαμε πως έχει πολύ πιο κοντές σχέσεις και μάλιστα πιο πυκνά διατεταγμένες (δηλαδή η 2α είναι πιο κοντά στην 3η απ'οτι οι αντίστοιχες του βενζινοκίνητου).
Ποιός είναι όμως ο λόγος που 2 ίδια κατα τα άλλα αυτοκίνητα έχουν τόσο διαφορετική κατανομή στις σχέσεις μετάδοσης? Η απάντηση είναι πως απλώς ο κατασκευαστής έχει ταιριάξει τα μεγέθη του συστήματος μετάδοσης στα χαρακτηριστικά του κάθε κινητήρα. Ετσι το turbodiesel με το πολύ μικρό εύρος απόδοσης σε σχέση με τον βενζινοκινητήρα αλλα και με την αδυναμία του απο πλευράς ισχύος αναγκάζεται να έχει αρκετά κοντές σχέσεις ωστε να καλύψει τις αδυναμίες αυτές.
Στην πράξη ανάγοντας τα διαγράμματα ώσης στον γύρο της πίστας (με ταχύτητα στο 70% της ταχύτητας αναφοράς) βλέπουμε πως το ισχυρότερο βενζινοκίνητο (ρόζ περιοχή) υπερισχύει παντού μιας και κινούμαστε στην περιοχή άνω των 25χαω οπου έχει πλεονέκτημα.
Αν χαμηλώσουμε πολύ την ταχύτητα κίνησης στον γύρο (40% ταχύτητας αναφοράς) ωστε να κινηθούμε σε πολύ μικρές ταχύτητες βλέπουμε πως σε κάποια σημεία το turbodiesel έχει προβάδισμα σε κάποιες περιοχές οπου η ταχύτητα πέφτει πάρα πολύ αν και πάλι συνολικά είναι αρκετά υποδεέστερο
Στο σημείο αυτό θα εξετάσουμε μια άλλη εκδοχή, αν θεωρήσουμε πως το βενζινοκίνητο μοντέλο είχε λίγο κοντύτερη τελική σχέση μετάδοσης (πολύ εύκολη μετατροπή για το συγκεκριμένο μοντέλο) άρα και αντίστοιχα 'κοντες' με το turbodiesel σχέσεις θα προκύψει το παρακάτω διάγραμμα ώσης.
Βλέπουμε πλέον πως το βενζινοκίνητο μοντέλο με την λίγο κοντύτερη τελική σχέση μετάδοσης είναι δυνατότερο σε όλο το φάσμα ταχυτήτων με μικρή ή μεγάλη διαφορά.Επίσης βλέπουμε πως επειδή δεν αλλάξαμε τις σχέσεις μετάδοσης αλλα την τελική σχέση του διαφορικού οι καμπύλες απλώς μετακινήθηκαν προς τα αριστερά και οι ταχύτητες εξακολουθούν να είναι αραιά διατεταγμένες.
Η αναγωγή στη διαδρομή αναφοράς (πάλι με το 40% της ταχύτητας αναφοράς) επιβεβαιώνει την υπεροχή σε δύναμη του βενζινοκίνητου ατμοσφαιρικού μοντέλου (ρόζ περιοχή) και στις πολύ χαμηλές ταχύτητες.
Βλέπουμε λοιπόν πως ενα αυτοκίνητο με μεγαλύτερη μέγιση ροπή και αποδιδόμενη σε χαμηλότερες στροφές δεν είναι απαραίτητα και πιο δυνατό στην πράξη.
Ειδικότερα για τα ντίζελ ο λόγος που είναι αρκετά δημοφιλή στα επιβατικά, αλλα και ο κανόνας στα επαγγελματικά, δεν είναι η μεγαλύτερη δύναμη τους (για δεδομενη τεχνολογική στάθμη ο βενζινοκινητήρας είναι πολύ ισχυρότερος) αλλα η πολύ μικρή κατανάλωση και η καλή αξιοπιστία/αντοχή.
Τα πλεονεκτήματα αυτα οφείλονται στην μεγάλη σχέση συμπίεσης με την οποία λειτουργεί ενας κινητήρας ντίζελ η οποία συνεπάγεται μεγάλο βαθμό θερμοδυναμικής απόδοσης (μικρή κατανάλωση) και απαιτεί ανθεκτική κατασκευή (αντοχή). Βέβαια περισσότερες λεπτομέρειες ξεφεύγουν απο τον σκοπό του άρθρου αυτού.
........................
Συνεχίζετε