Differenciálmű Fordulatszám Számítás: Teljesítmény és Nyomaték Összefüggése

Sokan azt gondolják, hogy a gépsárkány a nyomatékmaximumnál húz a legjobban, holott ez egy óriási tévedés. Nem ott fog a legjobban húzni. Persze a teljesítménymérő pad erőmérő celláját bizony ott terheli majd meg a legjobban, de a való életben kicsit más a helyzet. Most egy adott fokozatról beszélünk.

Ahogy elkezdjük forgatni a gépet, a teljesítményünk egyre nő, és ezzel együtt a menetellenállásunk is, ami egyáltalán nem lineáris. A kettő közötti differencia (különbség) - ha van - gyorsítja a járművünket. Ez a differencia a mi gyorsító teljesítményünk. Értelemszerűen ez a differencia mértéke az adott pillanatban határozza meg, hogy hol és mennyire fog húzni a gépünk.

Ennek a gyorsító teljesítménygörbének az alakjai például a különböző sebességfokozatokban mások lesznek, mivel a teljesítményigény is összetett és közel sem lineáris. Értelemszerűen a végfokozat felé közeledve egyre meredekebben fog növekedni a teljesítményigény. Itt jön képbe az ideális váltási pont is.

A váltási pontot úgy kell megválasztani, hogy a gyorsulásunk folyamán ez a gyorsító teljesítmény mindig a lehető legnagyobb legyen. Parasztosan fogalmazva, képzeljünk el egy dombot, amin mindig keresztülfutunk. Baloldalról kezdjük jobbra (ahogy emelkedik a fordulatszám), egyre feljebb és feljebb, elérünk a csúcsra, majd lejjebb. Ezután teleportáljuk magunkat (fokozatot váltunk), majd újra baloldalra, a hegy lábához kerülünk és futunk felfelé. Valahogy így megy ez. A lényeg az, hogy átlagosan mindig a legmagasabban legyünk.

Értelemszerűen ehhez túl kell futni a hegycsúcson, mert ha már a hegycsúcsnál teleportáljuk magunkat, akkor nagyon mélyen visszaesünk a hegy lábához. Azonban az életben nem ez számít, hanem az a nemrégiben emlegetett gyorsító teljesítményünk, az a bizonyos különbségi görbe, ami az egyes fokozatokban változó alakot fog mutatni, mert nem lineárisan nő a teljesítményigény a sebesség előrehaladtával.

Mercedes 200D differenciálmű hibaelhárítás

Ha fordulatszám alapján végigkövetjük, valami olyasmi fog kijönni ideális váltási pontokra - végsebességre áttételezve a gépet -, hogy alacsony fokozatokban viszonylag jól túlforgatjuk (persze karakterisztika függő a dolog), majd a sebességfokozatok előrehaladtával csökkenteni fogjuk a túlforgatás mértékét már csak érzésre is, egészen a végfokozatig, amikor egyáltalán nem forgatjuk túl, sőt nem is tudnánk túlforgatni, mivel a teljesítménycsúcs elérésekor befog állni az egyensúlyi állapot, amikor a menetellenállás teljesítményértéke eléri a keréken leadott teljesítményünket, azaz elértük a végsebességet.

Először is a zárt, nyitott váltókról akartam beszélni, de itt még nem tartunk, hogy megértsük, hogy ez miért is jó. El kell jutnunk oda, hogy mi viszi előre a gépet.

Tehát van ez a hülyeség, hogy a marketinges bullshit generátorok a főtengelyen mért nyomatékkal árulják portékájukat, amivel kb. a tulaj kitörölheti, mert az égvilágon semmit sem mond önmagában ez a paraméter. Miért is? Először is leszögezném, hogy a teljesítmény = nyomaték * fordulatszám. Nem vagyok hajlandó most SI mértékegységekben számolni az egyszerűség kedvéért, szóval az Nm*rpm teljesítményt jelent, aki akarja kiszámolhatja.

Eleve elmondom, hogy most egyelőre pillanatnyi teljesítményről beszélünk. Tehát ez egy olyan érték, amit a motor az adott pillanatban fog teljesíteni, amikor az adott fordulatszámnál van. Sem előtte, sem utána. Ott egészen más teljesítmények jönnek ki.

Halad egymás mellett két motor azonos aeroval, azonos gördülési ellenállással azonos sebességgel az adott pillanatban. Az időt most megállítottuk, mindegyikünknek van mondjuk 2 virtuális tuningunk, az egyik lead mondjuk 10Nm-t 10000rpm-es fordulaton éppen, mert mondjuk egy jobbfajta 70es tuning. A másik meg mondjuk egy 36-os löketű, 45-ös furatú 57ccm-es marhaság, aminek kicsit nyitottabb a vezérlése és mondjuk lead 7Nm-t 17000rpm-en. A marketinges bullshit szerint az 57ccm-es esélytelen, hiszen kétharmada a főtengelyen mért nyomaték, szóval a 70-es másfélszer úgy megy állítólag. De hála istennek ez csak az ő torz agyszüleményük. Mert a keréken lévő pillanatnyi nyomatékunkat bármennyire is hihetetlen, de a főtengelyen a pillanatnyi teljesítmény határozza meg.

Ignis differenciálmű javítási útmutató

A váltó alapelve az, - ha a hajtáslánci veszteségektől eltekintünk,- hogy a bemenő teljesítményünk egyenlő lesz a kimenő teljesítményünkkel. (hozzáteszem, hogy most a váltó alatt a hajtásláncban lévő összes áttétel összegét nézzük, a lánckerekes áttétel is egy nyomatékváltó. Azaz, ha pl. lmondtuk, hogy motorjaink azonosak és azonos sebességgel haladnak. Tehát ebből az következik, hogy a kerékfordulat is megegyezik. Legyen mondjuk 500 fordulat/perc. Ezek nagy értékeknek tűnnek, nem számoltam ki mekkora sebességhez tartozik, de helytálló.

De mondok jobb példát. Ha én teszek mondjuk a motoromra egy új csövet, amivel nem emelem a nyomatékot, csak kitartom mondjuk 1500rpmel tovább, tehát 10%-al, akkor értelemszerűen 10%-os teljesítménynövekedést tapasztalunk. Ilyenkor ha azonos csúcssebességet szeretnék elérni mint korábban (persze most már nagyobbra is képes), akkor értelemszerűen 10%-al nagyobb áttétellel kell dolgoztatni a motort. Nem számolok, de tegyük fel, hogy egy egyel kisebb lánckerék csere pont eléri ezt a 10%-os áttétel növelést. És mint tudjuk, mi fog változni otthon saját motorunkon egyel kisebb első lánckerékkel? Jobban fog húzni a motor, de alacsonyabb végsebességet fog elérni.

A hajtásláncba bemenő teljesítmény és a kimenő sem változott. A bemenő teljesítményünk maradt a 2.7kW x 5500rpm. A kimenő fordulatszámunkat meg csökkentettük, tehát hogy a kimeneten is azonos teljesítmény maradjon meg, értelemszerűen növekedni fog a keréken mérhető nyomatékunk. Az én esetemben viszont az új csővel 10%-al nagyobb fordulatot tudok elérni, 10%-al nagyobb teljesítmény. És a 10%-al nagyobb áttétel ellenére nem fogok 10%-al lassabban haladni a korábbi csöves változathoz képest, mert ezt a megnövekedett fordulatszám kompenzálja, tehát azonos sebességet érek el. Viszont a keréken lévő nyomatékom szintúgy megnő 10%-al.

Szóval ezzel azt szerettem volna bemutatni, hogy keréken lévő nyomatékot lehet szimplán elérni a forma1-hez hasonlóan a fordulatszám esztelen növelésével. Ami azért jó út, mert a fordulatszám növekedésével az átmenő levegő/oxigén mennyiség arányosan növekszik. És minél több oxigén jut át a rendszeren időegység alatt, annál több benzint tudunk benne elégetni.

Az, hogy egy motor milyen széles sávban tud húzni, százalékban kifejezendő. Értelemszerűen egy 20000rpm-et forgó gépnél 5000rpm egy 25%-os tartomány. Egy 10000rpm-et tudó gépnél 50%. Egy szélesebb sávban dolgozó motor sokkal rugalmasabb, dinamikusabb. Mint élesen, egy csúcsra dolgozó motor. Két azonos csúcsteljesítményű motor közül a szélesebb sávban dolgozó motor a jobb. Persze egy forgós, csúcsban dolgozó motor pont azért forog, hogy ne azonos teljesítménye legyen mint egy úgynevezett nyomatékos gépnek, hanem lényegesen nagyobb.

Az Audi differenciálmű megfelelő olaja

Kicsit váltunk, ideálisan. CVT-vel. Az rpm ki, tehát a kimenő fordulatszám gyakorlatilag attól függ mennyivel megyünk. Szóval Mki = Pbe / rpmki. Ha az rpmki-nk adott, mert az annyi amennyivel megyünk, akkor a legnagyobb Mki-hez a legnagyobb Pbe érték fog tartozni.

Váltós motornál már kicsit más a helyzet, ott egy adott fokozatban tényleg a nyomatékcsúcsnál van a legnagyobb mérhető nyomaték, de azért van a váltó hogy váltsunk. És így már egészen nem ilyen lesz a helyzet és pont véletlenül az adott helyzetben elérhető legnagyobb nyomaték ott is a teljesítménycsúcs fele lesz. Tudom most sok ember lelkivilágát összetörtem, de a fizikát még a marketingesek sem tudták átírni.

A való élet szerint meg az f1-es autó is jobban megy, mint a 2000-es dízel, meg a Gixer 600 is mint az Mt01. Az a tapasztalatom, hogy ezzel az autószerelők, sőt, jó pár gépészmérnök sincs tisztában. Csakhogy nekünk váltós gépünk van így már nem olyan rózsás a helyzet. Mivel nem tudjuk állandóan csúcsteljesítményen tartani a gépet (valójában a robik fokozatmentes váltóján sem olyan rózsás a helyzet, mert bizony a hajtáslánci vesztesége nagyobb, magyarul több erő kell a hajtáslánc működéséhez). Ez aggodalomra ad okot.

Na most mégis mi van? Az előzőek alapján eljutottunk oda, hogy a keréken lévő pillanatnyi teljesítmény, és a kerék fordulatszáma meghatározott, mert tövig nyomjuk a gázt, az adott pillanatban lead valamekkora powert a gép és valamennyivel megyünk, ezért van egy pillanatnyi fordulatunk is a keréken. Meg van az adott pillanatban egy teljesítményigényünk, amit a gördülési ellenállás és az aero tesz össze. Egyesben, alacsony sebességnél nagy, mert akkor kicsi a menetellenállás, de üveghangon nagy teljesítményt ad le a motorunk és húz mint a barom. Szóval cél az, hogy az adott pillanatban mindig a lehető legnagyobb teljesítményt hozzuk ki.

Nézzük, mihez tudunk nyúlni, mondjuk a fokozatok számához. Nyilvánvaló, hogy ha mondjuk van egy 2.7kW-os motorunk és 3 gangunk, ami mondjuk egyenletesen van elosztva, akkor elég széles sávban kell üzemeltetni a motorunkat. De mivel a mi 2.7kW-os motorunk nem olyan hogy mindenhol úgy megy, mint a villanymozdony, ezért ez szívás, mert olyan részeken is használnunk kell a motort ahol nem igazán megy. Főleg hegymenetben szívás ez. Mert hiába húz jól mondjuk 2.-ban tetőn, betesszük 3.-ba és kiesünk a sávból, csak lassulás következik, mert nagyobb lesz a teljesítményigényünk az emelkedő miatt, mint amit 3.-ba váltva alacsony fordulaton lead a gépünk. Erre jó az, hogy ha megsokszorozzuk a fokozatokat. Mondjuk 6-ra. Ha egyenletesen osztjuk szét a fokozatokat, akkor máris látjuk, hogy gyakorlatilag szinte végig a csúcsteljesítmény közelében tudjuk tartani a mókát.

Szóval a teljes gyorsulásunk alatt lényegesen nagyobb átlagos teljesítménnyel tudtunk gyorsulni. Persze az igazi a végtelen fokozatszám lenne, ami van is a robogókban, de mint írtam az sem mézes-mázas, mert nagy a vesztesége.

A másik járható út az, hogy ha nekünk megfelelően optimalizáljuk a fokozatok kiosztását. Vegyünk egy egyszerű példát. Pl. F1-es autó. Ha sebességgel arányosan kiosztanánk a hét fokozatot, mondjuk nagy leszorító erő mellett, ahol lenne mondjuk 320km/h-s végsebesség, akkor mit tudom én mondok has számot az egyes mondjuk 60km/h-ig tartana. Hát ez ultrapoénos lenne. Ez egy úgynevezett nyitott váltó, szétszórt fokozatokkal.

Az lenne, hogy betennéd 1.-be és kaparna, betennéd 2.-be és kaparna, betennéd háromba és akkor is kaparna. Ahova meg kellene folyamatosan a csúcsteljesítmény körüli pillanatnyi teljesítmény, nagysebességnél, ott meg nem tudnánk a közelében sem lenni, mert kiesnénk a sávból. Ez így ultragáz. Meg eleve mi értelme van egy olyan egyes fokozatnak, amiben értelmetlenül kapar csak az autó teli gázra. Ez motornál pl. egykerékre állás formájában jelenik meg. Értelemszerűen ha kerékre áll, akkor ott már nem tudunk úgy gyorsítani, mint a talajon. Szóval ez nekünk nem jó.

A megoldás az, hogy zártabb fokozatkiosztást választunk. Méghozzá pl. f1-es analógiában egy olyan 1-es fokozatot, amiben 120-140-160-180 km/h-ig elgyorsíthatunk és utána nem sokkal sűrűn követik egymást a fokozatok. No így van ez a mi kétütemű motorunknál is, ami aztán tényleg arról híres, főleg egy kiélezett gép, hogy szeret keskeny sávban üzemelni, de ott aztán igazán erőteljesen.

Anno a Gp sorozatban, amikor volt 50-es, 80-as kategória, mindenféle szabályozás nélkül akkor tű éles gépeket csináltak, 3 hengeres 50ccm-es gépet, ami 22000-re dolgozott, 11 fokozatú váltóval üzemelt, aminek a vezetése azért komoly versenyzői tudást igényel. Szóval hegyes motorra ezért kell az 5 gang, de még jobb lenne a 6.

Szörnyűségeket is lehet persze csinálni. Nagyon egyszerű. Meg kell venni az úgynevezett hosszú négyes fokozatot. Na van egy olyan amilyen kiosztású négyes váltónk, ha ennek an egyedikét lecseréljük erre, akkor bizony széthúzzuk a tetején és 3.-ban szanaszét kell forgatni szerencsétlent, hogy negyedikben éppen hogy csak elkezdjen pöfögni. Kb. a telirakott platós ifa is ilyen, aki vezetett már ilyet, az tudja milyen. Ez egy épületes baromság.

Ami még nagyobb, amikor a 3 gangos váltó 3.-jára tesszük fel ezt a csodafokozatot. Ehhez már iszonyat nagy merészség kell, vagy tényleg valami egyenáramú soros gerjesztésű villanymotor, hogy áthúzza a fokozatok közötti különbséget. Na szóval aki így akar plusz sebességre szert tenni, hát hadd ne mondjam meg, hogy mit gondolok róla. De nem szeretnék senkit sem megbántani, mivel mindenki magának akar jót.

Ennél van egy sokkal egyszerűbb megoldásunk, ha a lánckereket cserélgetjük, azzal békén hagyjuk az amúgy sem tökéletes kiosztást, de legalább nem rontunk rajta. Tegyük fel, hogy valami baromi jó erőben van a motorunk, családi okok miatt hagyjuk a 4-es váltót olyan tuningot csinálunk rá, hogy a Gp csapatok 2050-ig szerződést kínálnak nekünk és Dubai összes kincsét. Szóval a motorunk kiforgatja mint a szél a gyári 4-es váltót 17-es első lánckerékkel és még tovább akarna menni. Még ekkor sem fogunk venni hosszú 4-es fokozatot. Hanem veszünk egy úgynevezett 70-es kuplungkosarat, amivel változtatunk a primer áttételen (nem bántva a kiosztást) és még gyorsabban megy a motorunk.

Ezután ha balkukik maradunk és a motorunk még ezt is leforgatja a gyári négyes váltóval, akkor veszünk hosszú négyet. De kb. a legeslegutolsó lépés lenne elcseszni a váltó amúgy sem túl jó kiosztását. Ami egy gyári négy, és van egy ötödikünk, az legyen mondjuk a hosszú négy (kétféle 5 gangos váltó létezik, különböző 5. fokozattal).

Hogy eloszlassak néhány tévhitet egy 5 gangos váltóval normális tulajnál egy grammal nem fog gyorsabban menni a motor, mert mondjuk az adott összeállítást 4 gangos váltóval és 5 gangos váltóval is végsebességre áttételezi. Tehát mondjuk egy 5 gangos váltót az adott helyzetben 13-as lánckeróval használta, korábban a 4 gangos váltót 15-össel és végre ugyannyit ment. A gyorsulásban viszont lesz különbség. Ezt már értenünk kellene hogy miért.

Ez éppen így van a 3 és 4 gangos váltó között is. Csak ott az utolsó fokozat azonos, ezért nincs szükség lánckerék cserére. Belátható, hogy 3 ganggal sosem tudod annyira a csúcsteljesítmény közelében tartani a fordulatszámot, mint a 4 fokozatú váltó eseténél. És a négyfokozatú váltót sem úgy, mint egy ötfokozatút.

Az ne zavarjon meg senkit hogy az 5. fokozat fogaskerékpár fogszámai mások, mint a 4-es vagy 3-as váltó esetén. Ez S51 3 sebességes 3. fokozata esetén 11.385. (a primer hajtás, fokozat fogaskerékpár és lánchajtás szorzata), négysebességes 4. fokozata esetén szintúgy 11.384. Ki nem számolom, de 5 gangos váltó 13-as lánckeróval kb. azonos , 11 körüli lesz, de biztos pont nem annyi, de ez csak azért nem lehetséges, mert mondjuk 13,4fogú lánckereket nem kapni, első,hátsóval lehet variálni, akár pont ki is jöhet, de meghagyom másnak a kombinálást. :)

Szóval cél az, hogy az adott pillanatban mindig a lehető legnagyobb teljesítményt hozzuk ki. Ha adott a keréken lévő pillanatnyi teljesítmény és a kerék fordulatszáma, akkor az ideális váltási pont megtalálásával maximalizálhatjuk a gyorsulást.

A váltó alapelve az, hogy a bemenő teljesítmény egyenlő a kimenő teljesítménnyel. A keréken lévő pillanatnyi nyomatékot a főtengelyen a pillanatnyi teljesítmény határozza meg. A fordulatszám növelésével az átmenő levegő/oxigén mennyiség arányosan növekszik, ami lehetővé teszi több benzin elégetését.

A szélesebb sávban dolgozó motor rugalmasabb és dinamikusabb, mint egy élesen, egy csúcsra dolgozó motor. A megfelelő fokozatok kiosztásával a csúcsteljesítmény közelében tarthatjuk a motort, ami nagyobb átlagos teljesítményt eredményez a gyorsulás során.

A differenciálmű működése

A következőkben összefoglalom a legfontosabb pontokat:

• Teljesítmény és nyomaték: A teljesítmény a nyomaték és a fordulatszám szorzata.
• Gyorsító teljesítmény: A gyorsító teljesítmény a motor által leadott teljesítmény és a menetellenállás közötti különbség.
• Ideális váltási pont: Az ideális váltási pontot úgy kell megválasztani, hogy a gyorsító teljesítmény a lehető legnagyobb legyen.
• Fokozatok száma: A több fokozat lehetővé teszi, hogy a motort a csúcsteljesítmény közelében tartsuk.
• CVT váltó: A CVT váltóval a kimenő fordulatszám a sebességtől függ, így a legnagyobb teljesítményhez a legnagyobb bemenő teljesítmény tartozik.

Az autószerelők és gépészmérnökök gyakran nincsenek tisztában ezekkel az összefüggésekkel. Fontos, hogy a váltós gépeinket a csúcsteljesítmény közelében tartsuk, hogy a lehető legjobb gyorsulást érjük el.

A váltóáttételek optimalizálása kulcsfontosságú a jármű teljesítményének maximalizálásához. A zártabb fokozatkiosztás, mint például a Forma-1-ben, lehetővé teszi, hogy a motor a legszűkebb, de legerőteljesebb sávban üzemeljen.

A lánckerekek cseréjével finomhangolhatjuk az áttételt anélkül, hogy a váltó kiosztását elrontanánk. A kuplungkosár cseréjével a primer áttételt is módosíthatjuk, tovább növelve a motor teljesítményét.

Egy 5 gangos váltó nem feltétlenül gyorsabb, mint egy 4 gangos, ha mindkettőt végsebességre áttételezik. A gyorsulásban viszont különbség lesz, mivel az 5 gangos váltóval jobban a csúcsteljesítmény közelében tartható a motor fordulatszáma.

Teljesítmény és nyomaték kapcsolata

Az alábbi táblázat összefoglalja a különböző váltótípusok jellemzőit:

tags: #differenciálmű #fordulatszám #számítás

• Eladó Skoda 120 váltók
• Kuplung karbantartási útmutató
• CBF1000 hibaelhárítás
• Gyújtótrafó vásárlási tippek Mondeo Mk1-hez
• Minden, amit a Vespa főtengelyről tudni kell