Le aziende automobilistiche pubblicizzano la potenza di un motore a diversi giri/min.
Auto 1: 80 PS a 6000 giri/min
Auto 2: 85 PS a 6500 giri/min
Cosa significa la potenza a diversi giri/min? Significa che la Car 1 ha una potenza migliore della Car 2 perché è a più bassi giri/min?
Oppure il numero di giri non influisce sul confronto delle potenze?
Cosa significa la potenza a diversi giri al minuto? Significa che l'auto 1 ha una potenza migliore dell'auto 2 perché è a regimi inferiori?
Dipende.
Oppure il numero di giri non influisce sul confronto della potenza?
tl;dr: Il numero di giri del picco di potenza influisce sull'usabilità del motore per diverse applicazioni.
Il numero di “potenza di picco” è solo un punto sulla banda di potenza del motore. Idealmente, si vorrebbe conoscere l'intera curva (e come è influenzata dalla temperatura dell'aria ambiente, dall'altitudine, dall'umidità, dalle fasi lunari, ecc.):
In questa figura, vediamo le curve di potenza e di coppia per due motori (dove la coppia è solida e la potenza è punteggiata di cavalli). Ricordiamo che torque è il motore che lavora sugli assi e, quindi, le ruote e i pneumatici. Questo è ciò che accelera la macchina in avanti.
Se si conosce la coppia del motore ad un particolare numero di giri, si può calcolare la potenza in cavalli a quel numero di giri:
horsepower = (torque * rpm) / 5252
Abastanza ovvio, l'equazione di cui sopra è specifica per le unità imperiali dei vecchi tempi. Inserire i fattori di conversione appropriati se invece si desidera ottenere unità metriche.
Molto casualmente, si può immaginare la potenza in cavalli (o “potenza” se si è agnostici di unità) come “ciò che mantiene la velocità nonostante la resistenza”. In genere ci aspettiamo che un veicolo ad alta potenza abbia una velocità massima più elevata (a condizione che abbia la marcia per raggiungere quella velocità).
Osservando l'equazione di cui sopra, si può anche vedere che, in queste unità, le curve di potenza e di coppia si incrociano sempre a 5252 giri/min (cioè, i valori scalari sono uguali anche se sono unità totalmente diverse).
** E allora? **
Tutto questo vi aiuta a capire un po’ meglio ciò che il costruttore vi sta dicendo. Quello che manca è “cosa vuoi da un'auto?”
Tornando al grafico, si può notare che la linea blu ha un picco di coppia a circa 2500 giri al minuto e che non scende fino a circa 4000 giri al minuto. Questo significa che, da una fermata, l'auto si sentirà come se si allontanasse fortemente, subito. Tuttavia, man mano che i giri diventano molto più alti, il motore sembrerà senza fiato, accelerando molto più lentamente a 6000 giri/min di quanto non fosse a 1000 giri/min. Qualitativamente, questo è quello che ci si aspetterebbe da un motore di grossa cilindrata normalmente aspirato.
La linea rossa ha un picco di coppia a circa 5500. Si sentirà lenta da un arresto e sembrerà svegliarsi all'aumentare dei giri al minuto. Da 5500 a 7500, il motore rosso supererà di un margine significativo l'accelerazione del motore solido. Questo è più o meno quello che ci si aspetterebbe da un motore più piccolo (e l'iniezione forzata non farebbe che aumentare questo picco di giri al minuto).
La domanda per il cliente è: che cosa le piace di più?
Riassunto qualitativo:
Il picco di coppia iniziale della linea solida è divertente fin dall'inizio, ma è necessario spostarsi in anticipo (vantaggio meccanico per tornare al picco di coppia). Si spera che abbiate abbastanza ingranaggi per raggiungere la velocità massima. Questo profilo è spesso preferito in un'auto stradale.
I picchi successivi della linea tratteggiata sono lenti da una partenza in piedi, ma diventano progressivamente più eccitanti con l'aumentare dei giri. Non sarà necessario spostarsi subito per rimanere ai picchi di potenza, mantenendo il vantaggio meccanico per più giri. Questo profilo è spesso preferito in un'auto da corsa.
Dichiarazione completa: ho posseduto veicoli di fascia bassa, alta e (alta + turbo) e preferisco l'ultima combinazione. Sono molti anni che non mi interessa stare in piedi partendo da un semaforo rosso.
Scelgo il motore “flessibile”, nel grafico sopra riportato, perché nella gamma da 1000 a 2500 giri/min ha fino al 30% di CV in più e nella gamma da 2500 a 4500 giri/min ha fino al 15% di CV in più. Perché preferisco questo? Perché nel 99% dei casi mi troverò all'interno di queste gamme di giri, il motore produrrà più potenza senza molto rumore o confusione, con una migliore longevità del motore - il motore produrrà più potenza ad un numero di giri inferiore e quindi meno usura del motore, e infine ci sarà più accelerazione istantanea quando dovrò accelerare senza dover cambiare una marcia ogni volta, cosa che dovrei fare nel motore di punta. Anche se non viene detto spesso, un motore con il doppio della coppia a un determinato numero di giri ha il doppio dei cavalli a quello stesso numero di giri. La domanda è se si preferisce avere l'HP quando il motore è ad altissimi giri o se si preferisce averlo quando il motore funziona a giri più moderati. Il problema è che molte persone guardano il picco di HP e pensano che questo determinerà quanto il motore si sente forte/accelera ai regimi a cui la maggior parte delle persone guida (cioè tra i 1500 e i 4000 RPM), e spesso rimarranno deluse. Coloro che sostengono che il motore a picco (con un picco di CV più alto) sia migliore, spesso saranno quelli che non si preoccupano di ridurre la vita del motore, di aumentare il rumore. Mio figlio di 10 anni, pensa che le auto con marmitte rotte siano le più “sportive” e cool. Penso che la scelta del motore di cui sopra sarà spesso determinata dalla categoria in cui si rientra, che è la categoria “coolness” contro la categoria “sensibilità”.
Non c'è bisogno di preoccuparsi del numero di giri, solo di quello che il motore è in grado di spegnere. Il motore 2 ha più potenza, ma insieme alle differenze di marcia e tutto il resto, il fatto che faccia più giri non significa molto. Potrebbe essere che il motore spenga circa la stessa forza della vettura 1 (coppia) ma giri un po’ più velocemente, quindi ha un po’ più di potenza. La potenza non è in realtà quanto “forte” sia il vostro motore, questa è la coppia. La potenza è essenzialmente la coppia moltiplicata per la velocità di rotazione del motore. Ma a parte i dettagli tecnici, il numero di giri al quale viene prodotta la sua potenza massima non ha molta importanza. Ci sono cose più importanti come la forma della curva di coppia, ecc. che non vi dicono.
Il numero di giri non influisce sul confronto di potenza.
Basandosi solo su quello che avete detto, la Car 2 avrebbe il motore migliore indipendentemente dal numero di giri. Potrebbe essere 85 PS a 3000 giri/min. e sarebbe comunque migliore (e probabilmente con molta più coppia!).
Ecco a cosa serve la marcia.
Se l'auto 2 ha un rapporto 6500/6000 volte = 13/12 volte il rapporto di marcia dell'auto 1, fornirà potenza e forza equivalenti alle ruote.
Alcuni dicono che si dovrebbe cercare la coppia del motore. In realtà, si dovrebbe cercare la potenza, perché la coppia è moltiplicata per il rapporto di trasmissione, ma la potenza rimane costante. Quindi, se si conosce la potenza e la velocità delle ruote, si conosce la coppia alle ruote. Non si conosce la coppia al motore, a meno che non si conosca il rapporto di trasmissione.
Le persone che dicono che si dovrebbe cercare la coppia del motore hanno qualcosa di giusto, tuttavia: se il cambio è scomodo (ad esempio per la guida di un cambio manuale) e ci si preoccupa del risparmio di carburante, è utile che il numero di giri massimo di potenza sia il più vicino possibile al numero di giri di crociera. Inoltre ci sarà un leggero ritardo nel cambio, anche se i moderni cambi automatici e i CVT rendono il ritardo breve. Si noti che la ricerca della coppia porterà logicamente a motori turbo e soprattutto ai turobidoni, che hanno i loro problemi peculiari. Io sceglierei senza alcuna esitazione un moderno motore a benzina ad alta velocità VVT non a iniezione diretta ad aspirazione naturale invece di un turbodiesel a iniezione diretta, se dovessi pagare la manutenzione dell'auto alla fine della sua vita.
Il mio suggerimento? Prendete l'auto più potente se entrambi hanno un cambio automatico. In caso contrario, dovreste prendere in seria considerazione il cambio automatico, perché il cambio automatico rende tutta la potenza del motore molto comodamente disponibile semplicemente pavimentando l'acceleratore. Con un ritardo molto leggero, naturalmente.
Naturalmente, tutto questo presuppone che le auto abbiano un peso equivalente. Se l'auto 1 è più leggera, in realtà può accelerare più velocemente.
Quindi, invece di guardare alla potenza, si potrebbe guardare all'accelerazione. Lo standard è 0-100 km/h, ma credo che qualcosa come 50-120 km/h sarebbe più rilevante nei casi di utilizzo nella vita reale.
Il fattore decisivo per l'uscita di un motore è il BMEP. La pressione effettiva media dei freni è la pressione effettiva. Le dimensioni dei componenti del motore, come il lancio dell'albero motore, il diametro del foro del cilindro e la corsa, decideranno il BMEP. Ulteriori considerazioni saranno l'efficienza volumetrica, la fasatura dell'accensione e il numero di cilindri. Un motore può essere progettato per l'economia, o la potenza, o semplicemente per avere dimensioni per adattarsi sotto un cofano o un gruppo di trasmissione. Quindi la potenza varia a seconda di ciò per cui il motore è stato progettato, piccolo veicolo economico o muscle car. La misura più comunemente accettata per la potenza di un motore è il chilo Watt. Un numero maggiore di chilo Watt non sempre significa un motore migliore, ma dipende dalla progettazione. Un cavallo di potenza è pari a 0,746 kilo Watt. 1 PS è leggermente inferiore a 1 cavallo. PS è una misura tedesca che, insieme alla potenza in cavalli, è caduta fuori dall'uso generale ma continua ad apparire. I costruttori di motori utilizzeranno sempre le descrizioni del loro prodotto che saranno le più seducenti per il loro pubblico di riferimento per massimizzare le vendite.