车轮功率


10

我在现代i10时代(2011年型号)中使用Torque Pro App已有一段时间,它为我带来了强劲的动力。但是价值似乎要少得多。为了找出问题所在,我使用Torque Pro应用程序记录了汽车OBD速度,自己计算了车轮的Hp值,该数字与Torque Pro向我显示的数字不匹配。

所以我很好奇Torque Pro如何计算车轮的马力。

我用的汽车重量为1050公斤。我用来计算车轮HP的公式:

  1. HP =当时汽车的KE /当前读数与前一个读数之间的时间差,其中KE = 1/2 * m *((当前速度)^ 2-(先前的阅读速度)^ 2)

  2. HP =质量*汽车加速度*当前速度。

我无法理解为什么不匹配?如何计算车轮的Hp?

请找到使用torque pro记录的数据的链接

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


2
您使用什么单位进行计算?一些示例值在这里会大有帮助。
Zaid

我正在使用SI单位并通过乘以
0.746

嗯,我一直在处理您的数据...似乎Google会自动保存更改。现在,您的数据中是否还有其他列和图形?
sweber '16

@sweber是的,我在Excel中添加了time列。
Soumya Sen

您是如何找到自己的汽车的?您是否考虑了包括燃油在内的车辆重量?汽油密度大约为0.75千克/升
cdunn

Answers:


10

TL; DR

您遇到的问题是速度的分辨率有限,加上波动以及计算功率的方法略有不同。最后,您必须考虑术语“ 车轮动力”

车轮的动力到底是什么?

我会说,这是车轮施加在街道上的切向力(即,将您向前推动的力)乘以速度。但这不是电动机提供的功率,也不是使您加速的功率!

电机功率与车轮功率

电动机中的一些动力已经被传动系统中的摩擦和诸如空调之类的聚集物消耗掉了。加速时甚至更糟:电动机必须旋转所有旋转零件,例如轴,齿轮和车轮,这也需要一些动力。正如Zaid所写,汽车感觉比马达重。
因此,车轮处的功率始终低于电动机的功率。但是在这里我们可以忽略它,因为您不是试图通过电动机功率来计算车轮的功率。唯一的一点是,车轮的动力必须使未驱动的车轮旋转,但是我们也要忽略这一点。

摩擦和阻力

轮胎在街道上滚动时会遇到一些摩擦,而速度越高,阻力越重要。我不知道摩擦,但是可以通过此公式计算由于阻力引起的功率损耗

P

它需要空气密度(1.2kg /m³),速度,阻力系数(对于您的汽车为0.32)和横截面积(对于您的汽车为2.1m²)。为了对此有所了解,下面是一个图表:

在此处输入图片说明

大约以100 km / h的速度行驶时,车轮上大约已消耗了10 kW的功率,只是为了保持速度。只有车轮多余的动力才会加速!

倾斜度

根据您是下坡还是上坡行驶,汽车会获得能量或必须投入能量,这可以通过以下方式计算:

在此处输入图片说明

公式

您给出了两个公式:

在此处输入图片说明

给出在给定时间内改变动能所需的平均功率。这并不表示功率会随时间变化。的瞬时功率可以通过选择短周期来获得。我不想打扰数学家所说的 偏差,只是结果是您的第二个公式:

在此处输入图片说明

但是,如果值的精度不太好,则第一个公式的平均效果可能会有所帮助。而且由于您的数据每秒被获取一次,因此使用的公式不会有太大的不同。但是第二个公式需要加速,这在您的数据中不可用,需要从后续速度值中计算出来。这也意味着两个公式的结果都不完全相同(顺便说一句:有更好的方法来计算加速度):

在此处输入图片说明

我将这两个公式用于您的数据,并且对于相同的速度来源,它们给出的结果非常一致。

数据

好吧...文本太多了,但是还没有看数据,所以让我们开始吧。我准备了两张图片,每张图片都显示了速度,加速度和功率。第一个显示整个游览,放大到25-100s的时间范围。点击放大:

在此处输入图片说明 在此处输入图片说明

令人高兴的是,GPS和OBD的速度基本保持一致,但是总是存在与预期相差很小的差异,有时您的GPS信号丢失了。

但是您也会注意到波动,例如75s和125s。在计算出的加速度中,这些向上和向下的跳跃比实际趋势即慢速趋势更为突出。因此很明显,尽管实际数据似乎位于其中,但计算出的功率却是一团糟。(使用哪个公式计算功效并不重要,结果相同。)

我的进步

第二个图像包含一条紫色曲线,该曲线是4级拟合的多项式到OBD速度数据中,以获得真正平滑的曲线,该曲线很好地描述了速度。该曲线的偏差确实非常适合加速度数据。功率数据表明,您的汽车加速最终仅由约12kW引起。

这可行吗?如果功率更大,则电动机的功率约为64kW @ 6000RPM。但是当时,它的运行速度约为3400RPM,可提供约36kW的功率。我只是假设功率随RPM线性增加,这或多或少是正确的。由于传动链中的摩擦,您可以轻松减去10-15%;由于阻力,您可以轻松减去10kW。如Zaid所写,减去12kW的30%(= 3.6kW)的惯性,就得到17kW。这仍然超过12kW,但是空调,倾斜和其他影响很容易解释。(您将踏板踩到底了吗?)

你可以做什么

如果您不知道如何使函数适合数据(EXCEL并不真正知道),则可以尝试其他方法来平滑速度值。例如,创建一个新列,然后在每一行中计算该行(前后行)的速度平均值。也许重复几次,或将其扩展到最后两行到下两行。

扭矩应用

您可能已经注意到,即使Torque计算出的功率也有些波动,尽管看上去似乎更平滑一些。尽管我不知道Torque如何精确计算功率,但似乎应用了一些低级平滑。另外请记住,您的智能手机不仅具有速度,还具有更多的数据源,还具有加速度计,并且知道其GPS位置。Torque也可能会使用此数据。最后,GPS数据通常每秒只能获得一次,而其他数据则更为频繁。我的手机可以每秒读取15次其他传感器。分辨率也高于数据中的分辨率。因此,难怪它的计算能力与您的不同。
并且:在58:03.7,Torque在3349RPM时要求60.88kW的功率,这对您的电动机来说是不可能的,并且绝对表明Torque也无法提供精确的数据...


1
下一级别@sweber +1值得所有+1
DucatiKiller


请参阅所附电子表格的第2页(所有AZ列),我确实按照您提到的方法使用实际OBD速度值,速度值的一阶平滑,二阶平滑来计算hp。哪一个接近正确的值?我的意思是,大于1秒的分辨率不会给出正确的值,但是哪个值接近?同样,没有任何值与Torque Pro应用程序的值匹配,但是在Torque应用程序中获得的像81.6131897 hp这样的值显然是错误的。
Soumya Sen

5

使用这些方程式时要注意的两件事

  • 单位一致性

    如果您的质量以千克为单位,速度以km / h为单位,加速度以每星期的弗隆数²,您将不会获得马力。最安全的选择是将所有单位转换为SI公制,最后转换为hp。

    1000 hp = 746 kW
    
  • 转动惯量因素

    经验法则是在汽车的静态质量的基础上再增加20-30%。发动机和动力传动系统组件处于旋转状态,这意味着汽车将“感觉”起来有点重,并且很难移动。


这两个方程都有其优缺点

  • 功率= KE变化/时间变化

    当未测量加速度但测量速度时,此方程很有用。OBD-II设备通常是这种情况。

    如果车辆倾斜行驶(导致势能变化),则该方程式不成立。

  • 功率=质量x加速度x速度

    该方程与倾斜无关,但是取决于加速度。


请注意,这些方程式均未考虑空气阻力的影响。


是的,我正在使用具有正确SI单位的方程式,但无法匹配/接近Torque Pro结果。您能帮我在共享的Excel中解决问题吗?
Soumya Sen

在尝试修复电子表格之前,请尝试在纸上计算,或在电子表格的废纸页上查看,您可以在尝试修复整个内容之前使其中的任何功能正常工作。
cdunn

@cdunn我尝试在纸上进行计算,请在此处和此处进行一些小的调整,但不能。我什至试图将这个问题预测为陷阱速度来计算马力,但结果远未达到。
Soumya Sen

1HP = 0.746Kw = 746瓦
Old_Fossil
By using our site, you acknowledge that you have read and understand our Cookie Policy and Privacy Policy.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.