पहियों की गणना में अश्वशक्ति


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मैंने अपनी Hyundai i10 Era (2011 मॉडल) में कुछ समय के लिए टॉर्क प्रो ऐप का इस्तेमाल किया है और यह मुझे पहियों पर हॉर्सपावर देता है। लेकिन मूल्य बहुत कम लगते हैं। समस्या का पता लगाने के लिए, मैंने टोक़ प्रो ऐप का उपयोग करके कार ओबीडी की गति को लॉग किया, स्वयं पहियों पर एचपी की गणना की और संख्या उन लोगों के साथ मेल नहीं खाती जो टोक़ प्रो मुझे दिखाता है।

इसलिए मैं थोड़ा उत्सुक हूं कि टॉर्क प्रो पहियों पर हॉर्सपावर की गणना कैसे करता है।

मैंने 1050 किलोग्राम के रूप में कार के वजन का उपयोग किया है। मैं एचपी की गणना पहियों पर करने के लिए उपयोग कर रहा हूं।

  1. HP = उस त्वरित / समय पर कार का KE वर्तमान पढ़ने और पिछले पढ़ने के बीच भिन्न होता है, जहाँ KE = 1/2 * m * ((वर्तमान गति) ^ 2 - (पिछली पढ़ने की गति) ^ 2)

  2. HP = द्रव्यमान * कार का त्वरण * वर्तमान गति।

मैं यह समझने में असमर्थ हूं कि एक बेमेल क्यों है? मैं पहियों पर एचपी की गणना कैसे करूं?

कृपया टोक़ प्रो का उपयोग करके लॉग किए गए डेटा का लिंक ढूंढें

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


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गणना के लिए आप किन इकाइयों का उपयोग कर रहे हैं? कुछ उदाहरण मूल्य यहाँ एक लंबा रास्ता तय करेंगे।
ज़ैद

मैं एसआई इकाइयों का उपयोग कर रहा हूं और 0.746
सौम्या सेन

हम्म्, मैंने आपके डेटा के साथ खेला ... लगता है कि Google स्वचालित रूप से परिवर्तनों को सहेजता है। क्या अब आपके पास एक अतिरिक्त कॉलम और आपके डेटा में एक ग्राफ है?
sweber

@sweber हां मैंने एक्सेल में टाइम कॉलम जोड़ा।
सौम्या सेन

आपको अपनी कार का द्रव्यमान कैसे मिला? क्या आपने ईंधन सहित वाहनों की सामग्री के वजन के लिए जिम्मेदार था? पेट्रोल का घनत्व लगभग .75 किलोग्राम / L
cdunn

जवाबों:


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टी एल; डॉ

आप जिस समस्या का सामना कर रहे हैं, वह आपकी गति के उतार-चढ़ाव और शक्ति की गणना के लिए थोड़े अलग तरीकों से सीमित संकल्प है। और अंत में, आपको पहियों पर शब्द की शक्ति के बारे में सोचना होगा ।

पहियों पर वास्तव में शक्ति क्या है?

मैं कहूंगा, यह सड़क पर पहियों द्वारा लागू की जाने वाली स्पर्शरेखा बल है (यानी बल जो आपको आगे बढ़ा रहा है) समय की गति। लेकिन यह आपकी मोटर द्वारा दी गई शक्ति नहीं है और न ही वह शक्ति जो आपको गति प्रदान करती है!

पहियों पर मोटर शक्ति बनाम शक्ति

आपकी मोटर से कुछ शक्ति पहले से ही ट्रांसमिशन ट्रेन में घर्षण और एयर-कंडीशन जैसे समुच्चय द्वारा खा ली जाती है। तेजी लाने पर यह और भी खराब हो जाता है: मोटर को सभी घूमने वाले भागों जैसे कि शाफ्ट, गियर व्हील और पहियों को स्पिन करना पड़ता है, जो कुछ शक्ति भी लेता है। जैसा कि जैद ने लिखा है, कार मोटर की तुलना में भारी लगती है।
तो पहियों पर बिजली हमेशा मोटर की शक्ति से कम होती है। लेकिन हम इसे यहां उपेक्षित कर सकते हैं, क्योंकि आप मोटर पावर से पहियों पर बिजली की गणना करने की कोशिश नहीं कर रहे हैं। एकमात्र बिंदु यह है कि पहियों पर बिजली को अपरिवर्तित पहियों को स्पिन करना पड़ता है, लेकिन चलो इसे भी उपेक्षित करते हैं।

घर्षण और खींचें

टायर सड़क पर लुढ़कते समय कुछ घर्षण का अनुभव करते हैं, और उच्च गति के साथ, ड्रैग अधिक महत्वपूर्ण हो जाता है। मुझे घर्षण के बारे में कोई जानकारी नहीं है, लेकिन ड्रैग के कारण होने वाली बिजली की हानि की गणना इस सूत्र द्वारा की जा सकती है

पी

जो हवा का घनत्व (1.2kg / m³), ​​गति, ड्रैग गुणांक (आपकी कार के लिए 0.32) और क्रॉस सेक्शन क्षेत्र (आपकी कार के लिए 2.1m area) का घनत्व लेता है। इस बारे में एक विचार प्राप्त करने के लिए, यहाँ एक चित्र है:

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लगभग 100 किमी / घंटा पर, पहियों पर बिजली की लगभग 10kW पहले से ही गति बनाए रखने के लिए खपत होती है। केवल पहियों पर शक्ति की अधिकता को त्वरण में डाल दिया जाता है!

पतला

इस पर निर्भर करते हुए कि आप गाड़ी चला रहे हैं- या ऊपर की ओर, कार को लाभ होता है या ऊर्जा का निवेश करना पड़ता है, जिसके माध्यम से गणना की जा सकती है

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सूत्र

आपने दो सूत्र दिए हैं:

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एक निश्चित अवधि के भीतर गतिज ऊर्जा को बदलने के लिए आवश्यक औसत शक्ति देता है । यह प्रतिबिंबित नहीं करता है कि शक्ति समय के साथ भिन्न हो सकती है। तात्कालिक शक्ति छोटे और कम अवधि का चयन करके प्राप्त किया जा सकता। मैं आपको इस बात से परेशान नहीं करना चाहता कि गणितज्ञों को विचलन कहते हैं , बस परिणाम आपका दूसरा सूत्र है:

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हालांकि, पहले सूत्र का औसत प्रभाव फायदेमंद हो सकता है यदि आपके मूल्यों की शुद्धता इतनी अच्छी नहीं है। और जब से आपका डेटा प्रति सेकंड एक बार लिया गया, तब तक यह एक बड़ा अंतर नहीं होना चाहिए कि आप किस फॉर्मूला का उपयोग करते हैं। लेकिन दूसरे सूत्र को त्वरण की आवश्यकता है, जो आपके डेटा में उपलब्ध नहीं है और बाद के गति मूल्यों से गणना करने की आवश्यकता है। इसका मतलब यह भी है कि दोनों सूत्र बिल्कुल समान परिणाम नहीं देते हैं (btw: त्वरण की गणना करने के लिए बेहतर तरीके हैं):

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मैंने आपके डेटा के लिए दोनों फ़ार्मुलों का उपयोग किया है, और वे गति के समान स्रोत के लिए काफी सुसंगत परिणाम देते हैं।

डेटा

ठीक है ... बहुत पाठ, लेकिन अभी तक डेटा पर कोई नज़र नहीं है, तो चलो करते हैं। मैंने दो चित्र तैयार किए हैं, प्रत्येक को गति, त्वरण और शक्ति दिखा रहा है। पहले पूरे दौरे को दिखाते हुए, समय-समय पर 25-100 तक की दूरी तय करता है। बड़ा करने के लिए क्लिक करें:

यहाँ छवि विवरण दर्ज करें यहाँ छवि विवरण दर्ज करें

खुशी से, जीपीएस और ओबीडी की गति ज्यादातर सुसंगत हैं, लेकिन हमेशा अपेक्षा के अनुसार एक छोटा अंतर होता है, और कभी-कभी, आपका जीपीएस सिग्नल खो गया था।

लेकिन आप 75 और 125 के दशक के उतार-चढ़ाव को भी देखेंगे। धीमी गति की तुलना में परिकलित त्वरण में ये ऊपर और नीचे कूदते हैं, जो वास्तविक त्वरण है। तो यह स्पष्ट है कि गणना की गई शक्ति कुल गड़बड़ है, हालांकि वास्तविक डेटा वहां लगता है। (इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि आप शक्ति की गणना करने के लिए किस सूत्र का उपयोग करते हैं, परिणाम समान है।)

मेरा सुधार

दूसरी छवि में एक वायलेट वक्र है, जो कि ओबीडी गति डेटा में 4 ग्रेड फ़िट की एक बहुपद है जो वास्तव में चिकनी वक्र प्राप्त करने के लिए है, जो अभी तक अच्छी तरह से गति का वर्णन करता है। इस वक्र का विचलन त्वरण डेटा में वास्तव में अच्छा बैठता है। पावर डेटा से पता चलता है कि आपकी कार का त्वरण अंत में सिर्फ 12kW के कारण हुआ था।

क्या यह संभव है? आपकी मोटर में लगभग 64kW @ 6000RPM है, यदि यह अधिक मजबूत है। लेकिन उस समय, यह लगभग 3400RPM पर चल रहा था, और लगभग 36kW वितरित कर सकता था। मैंने सिर्फ यह मान लिया कि आरपीएम के साथ शक्ति में रैखिक वृद्धि हुई है, जो कम या ज्यादा सच है। आप ड्राइव चेन में घर्षण के कारण 10-15% और ड्रैग के कारण 10kW को आसानी से घटा सकते हैं। जड़ता के लिए 12kW (= 3.6kW) का 30% घटाएं, जैसा कि जैद ने लिखा है, और आपको 17kW मिलता है। यह अभी भी 12kW से अधिक है, लेकिन एयर-कंडीशन, इंक्लाइन और अन्य प्रभाव इसे आसानी से समझा सकते हैं। (क्या आपने पेडल को फर्श पर गिरा दिया?)

आप क्या कर सकते है

यदि आपको पता नहीं है कि डेटा में फ़ंक्शंस को कैसे फिट किया जाए (EXCEL वास्तव में नहीं पता है), तो आप अपने गति मूल्यों को सुचारू करने के लिए विभिन्न तरीकों की कोशिश कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, एक नया कॉलम बनाएं और प्रत्येक पंक्ति में इस पंक्ति की गति के औसत, पहले और बाद की पंक्ति की गणना करें। हो सकता है, इसे कई बार दोहराएं या इसे अंतिम दो से अगली दो पंक्तियों तक विस्तारित करें।

टोक़ एप्लिकेशन

आपने देखा होगा कि टॉर्क द्वारा गणना की गई शक्ति भी कुछ उतार-चढ़ाव को दर्शाती है, हालांकि यह थोड़ा चिकना लगता है। हालांकि मुझे नहीं पता है कि टॉर्क पावर की गणना कैसे करता है, यह कुछ निम्न स्तर के स्मूथिंग को लागू करता है। यह भी ध्यान रखें कि आपके स्मार्टफोन में सिर्फ गति से कई अधिक डेटा स्रोत हैं, इसमें एक एक्सेलेरोमीटर भी है और इसकी जीपीएस स्थिति को जानता है। यह संभव है कि टॉर्क इस डेटा का भी इस्तेमाल करे। और अंत में, जीपीएस डेटा आमतौर पर प्रति सेकंड केवल एक बार उपलब्ध होता है, अन्य डेटा अधिक बार। मेरा मोबाइल प्रति सेकंड 15 बार अन्य सेंसर पढ़ सकता है। रिज़ॉल्यूशन आपके डेटा में आपके द्वारा की गई तुलना में अधिक है। तो यह कोई आश्चर्य की बात नहीं है कि इसकी गणना की गई शक्ति आपसे अलग है।
और: 58: 03.7 टोक़ 3349RPM पर 60.88kW की शक्ति का दावा करता है, यह आपकी मोटर के लिए असंभव है और निश्चित रूप से दिखाता है कि टोक़ सटीक डेटा भी नहीं देता है, ...


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अगला स्तर @sweber +1 यह सभी को 1 + का हकदार है
DucatiKiller


कृपया संलग्न स्प्रैडशीट की शीट 2 देखें (सभी कॉलम AZ), मैंने वास्तविक ओबीडी गति मानों का उपयोग करते हुए, जिस तरह से गति मानों का 1 क्रम चौरसाई, दूसरा क्रम चौरसाई का उपयोग करके एचपी की गणना की थी। कौन सा एक सही मूल्य के पास है? मेरा मतलब है कि 1sec से अधिक का एक रिज़ॉल्यूशन सही मान नहीं देगा, लेकिन कौन सा पास है? इसके अलावा कोई भी मान टॉर्क प्रो ऐप के मूल्यों से मेल नहीं खाता है, लेकिन टोक़ ऐप में प्राप्त 81.6131897 एचपी जैसे मूल्य स्पष्ट रूप से गलत हैं।
सौम्या सेन

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इन समीकरणों का उपयोग करते समय देखने के लिए दो चीजें

  • इकाइयों की संगति

    यदि आपका द्रव्यमान किलो में है, किमी / घंटा में गति और प्रति सप्ताह फर्लांग में त्वरण है, तो आपको अश्वशक्ति में शक्ति प्राप्त नहीं होने वाली है। आपकी सबसे सुरक्षित शर्त सभी इकाइयों को SI मीट्रिक में बदलना और अंतिम चरण के रूप में hp में परिवर्तित करना है।

    1000 hp = 746 kW
    
  • घूर्णी जड़ता में कारक

    अंगूठे का एक नियम कार के स्थिर द्रव्यमान के शीर्ष पर अतिरिक्त 20-30% शामिल करना है। तथ्य यह है कि घूर्णन इंजन और ड्राइवट्रेन घटक हैं इसका मतलब है कि कार थोड़ा भारी और स्थानांतरित करने के लिए अधिक कठिन महसूस करेगी।


दोनों समीकरणों की अपनी खूबियाँ और सीमाएँ हैं

  • बिजली = केई में परिवर्तन / समय में परिवर्तन

    यह समीकरण तब उपयोगी होता है जब त्वरण को मापा नहीं जाता है लेकिन वेग होता है। यह आमतौर पर OBD-II उपकरणों के साथ होता है।

    यदि वाहन इंलाइन पर यात्रा कर रहा है तो यह समीकरण सही नहीं है (परिणाम संभावित ऊर्जा में परिवर्तन)।

  • शक्ति = द्रव्यमान x त्वरण x गति

    यह समीकरण बिना किसी झुकाव के काम करता है, लेकिन त्वरण पर निर्भर करता है।


ध्यान दें कि इनमें से किसी भी समीकरण ने वायुगतिकीय खींच के प्रभाव को ध्यान में नहीं रखा है।


हाँ, मैं उचित SI इकाई के साथ समीकरणों का उपयोग कर रहा हूं, लेकिन टोक़ प्रो परिणामों के करीब / मेल नहीं कर सकता। क्या आप कृपया मेरे द्वारा साझा किए गए एक्सेल में काम करने में मेरी मदद कर सकते हैं।
सौम्या सेन

इससे पहले कि आप स्प्रेडशीट को ठीक करने की कोशिश करें, कागज़ पर गणना के साथ खेलने का प्रयास करें, या केवल यह देखने के लिए एक स्क्रैप स्प्रेडशीट पृष्ठ कि आप इसमें से कोई भी प्राप्त कर सकते हैं पूरी बात को ठीक करने की कोशिश करने से पहले काम कर सकते हैं।
cdunn

@ LCDunn मैंने कागज़ पर गणना करने की कोशिश की, यहाँ और वहाँ छोटे-छोटे मोड़ की कोशिश करें, लेकिन नहीं कर सका। मैंने भी hp की गणना करने के लिए ट्रैप स्पीड एक के रूप में इस समस्या को प्रोजेक्ट करने की कोशिश की, लेकिन यह परिणामों के पास कहीं नहीं था।
सौम्या सेन

1HP = 0.746Kw = 746 वाट
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