Calcul de la puissance aux roues


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J'ai utilisé Torque Pro App pendant un certain temps dans ma Hyundai i10 Era (modèle 2011) et cela me donne de la puissance aux roues. Mais les valeurs semblent bien inférieures. Pour découvrir le problème, j'ai enregistré la vitesse OBD de la voiture à l'aide de l'application Torque Pro, calculé moi-même la puissance aux roues et les chiffres ne correspondent pas à ceux que Torque Pro me montre.

Je suis donc peu curieux de savoir comment Torque Pro calcule la puissance aux roues.

J'ai utilisé le poids de la voiture à 1050 kg. Formules que j'utilise pour calculer les HP aux roues:

  1. HP = KE de la voiture à cet instant / heure diff entre la lecture actuelle et la lecture précédente, où KE = 1/2 * m * ((vitesse actuelle) ^ 2 - (vitesse de lecture précédente) ^ 2)

  2. HP = masse * accélération de la voiture * vitesse actuelle.

Je n'arrive pas à comprendre pourquoi y a-t-il un décalage? Comment calculer Hp aux roues?

Veuillez trouver le lien vers les données enregistrées avec Torque Pro

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


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Quelles unités utilisez-vous pour les calculs? Quelques exemples de valeurs iraient loin ici.
Zaid

J'utilise des unités SI et je convertis en hp en multipliant 0,746
Soumya Sen

Hmmm, j'ai joué avec vos données ... Il semble que Google enregistre automatiquement les modifications. Avez-vous maintenant également une colonne supplémentaire et un graphique dans vos données?
sweber

@sweber Oui, j'ai ajouté la colonne de temps dans Excel.
Soumya Sen

Comment avez-vous trouvé la masse de votre voiture? Avez-vous pris en compte le poids du contenu des véhicules, y compris le carburant? La densité de l'essence est d'environ 0,75 kg / L
cdunn

Réponses:


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TL; DR

Le problème que vous rencontrez est la résolution limitée de votre vitesse plus les fluctuations et les approches légèrement différentes pour calculer la puissance. Et enfin, il faut penser au terme puissance aux roues .

Quelle est exactement la puissance aux roues?

Je dirais que c'est la force tangentielle appliquée par les roues sur la rue (c'est-à-dire la force qui vous pousse en avant) multipliée par la vitesse. Mais ce n'est pas la puissance délivrée par votre moteur ni la puissance qui vous accélère!

Puissance moteur vs puissance aux roues

Une partie de la puissance de votre moteur est déjà absorbée par la friction dans le train de transmission et par des agrégats comme la climatisation. C'est encore pire lors de l'accélération: le moteur doit faire tourner toutes les pièces tournantes comme les arbres, les roues dentées et les roues, ce qui prend également un peu de puissance. C'est comme l'écrivait Zaid, la voiture semble plus lourde que le moteur.
La puissance aux roues est donc toujours inférieure à la puissance du moteur. Mais nous pouvons le négliger ici, car vous n'essayez pas de calculer la puissance aux roues à partir de la puissance du moteur. Le seul point est que la puissance des roues doit faire tourner les roues non entraînées, mais négligeons cela également.

Friction et traînée

Les pneus subissent une certaine friction lorsqu'ils roulent dans la rue, et avec une vitesse plus élevée, la traînée devient plus importante. Je n'ai aucune idée du frottement, mais la perte de puissance due à la traînée peut être calculée par cette formule

P

qui prend la densité de l'air (1,2 kg / m³), ​​la vitesse, le coefficient de traînée (0,32 pour votre voiture) et la section transversale (2,1 m² pour votre voiture). Pour vous faire une idée, voici un schéma:

entrez la description de l'image ici

À environ 100 km / h, environ 10 kW de puissance aux roues sont déjà consommés juste pour maintenir la vitesse. Seul l'excès de puissance aux roues est mis en accélération!

Pentes

Selon que vous conduisez vers le bas ou vers le haut, la voiture gagne ou doit investir de l'énergie, qui peut être calculée via

entrez la description de l'image ici

Les formules

Vous avez donné deux formules:

entrez la description de l'image ici

donne la puissance moyenne nécessaire pour changer l'énergie cinétique dans une période donnée. Cela ne signifie pas que la puissance peut varier dans le temps. La puissance instantanée peut être obtenue en choisissant des périodes de plus en plus courtes. Je ne veux pas vous déranger avec ce que les mathématiciens appellent la déviation , juste le résultat est votre deuxième formule:

entrez la description de l'image ici

Cependant, l'effet de moyenne de la première formule peut être bénéfique si la précision de vos valeurs n'est pas aussi bonne. Et puisque vos données ont été prises une fois par seconde, la formule que vous utilisez ne devrait pas faire une grande différence. MAIS la deuxième formule a besoin d'une accélération, qui n'est pas disponible dans vos données et doit être calculée à partir des valeurs de vitesse suivantes. Cela signifie également que les deux formules ne donnent pas exactement le même résultat (btw: il existe de meilleures méthodes pour calculer l'accélération):

entrez la description de l'image ici

J'ai utilisé les deux formules pour vos données, et elles donnent des résultats assez cohérents pour la même source de vitesse.

Les données

OK ... Trop de texte, mais ne regardez pas encore les données, alors faisons-le. J'ai préparé deux images, chacune montrant la vitesse, l'accélération et la puissance. La première montrant la visite complète, zoom sur la plage de temps 25-100s. Cliquez pour agrandir:

entrez la description de l'image ici entrez la description de l'image ici

Heureusement, les vitesses GPS et OBD sont généralement cohérentes, mais il y a toujours une petite différence comme prévu, et parfois, votre signal GPS a été perdu.

Mais vous remarquerez également des fluctuations, par exemple à 75 et 125. Ces sauts de haut en bas sont plus importants dans l'accélération calculée que dans la tendance lente, qui est l'accélération réelle. Il est donc clair que la puissance calculée est un gâchis total, bien que les données réelles semblent être à l'intérieur. (Peu importe la formule que vous utilisez pour calculer la puissance, le résultat est le même.)

Mon amélioration

La deuxième image contient une courbe violette, qui est un polynôme de raccord de 4e année dans les données de vitesse OBD pour obtenir une courbe vraiment lisse, qui décrit pourtant bien la vitesse. L'écart de cette courbe s'intègre très bien dans les données d'accélération. Les données de puissance révèlent que l'accélération de votre voiture a été causée par environ 12 kW au final.

Est-ce faisable? Votre moteur a environ 64 kW à 6000 tr / min, s'il est le plus puissant. Mais à cette époque, il fonctionnait à environ 3400 tr / min et pouvait fournir environ 36 kW. Je viens de supposer que la puissance augmentait linéairement avec RPM, ce qui est plus ou moins vrai. Vous pouvez facilement soustraire 10 à 15% en raison du frottement dans la chaîne d'entraînement et 10 kW en raison de la traînée. Soustrayez 30% de 12 kW (= 3,6 kW) pour l'inertie, comme l'a écrit Zaid, et vous obtenez 17 kW. C'est encore plus de 12 kW, mais la climatisation, les pentes et autres effets pourraient facilement expliquer cela. (Avez-vous enfoncé la pédale au sol?)

Ce que tu peux faire

Si vous ne savez pas comment intégrer les fonctions dans les données (EXCEL ne le sait pas vraiment), vous pouvez essayer différentes approches pour lisser vos valeurs de vitesse. Par exemple, créez une nouvelle colonne et dans chaque ligne, calculez la moyenne de la vitesse de cette ligne, la ligne avant et après. Peut-être, répétez cela plusieurs fois ou étendez-le aux deux derniers rangs aux deux rangées suivantes.

L'application Torque

Vous avez peut-être remarqué que même la puissance calculée par Torque montre des fluctuations, bien qu'elle semble un peu plus fluide. Bien que je ne sache pas exactement comment Torque calcule la puissance, il semble appliquer un certain lissage de bas niveau. Gardez également à l'esprit que votre smartphone a beaucoup plus de sources de données que la vitesse, il dispose également d'un accéléromètre et connaît sa position GPS. Il est possible que Torque utilise également ces données. Et enfin, les données GPS ne sont généralement disponibles qu'une fois par seconde, les autres données plus souvent. Mon mobile peut lire les autres capteurs 15 fois par seconde. La résolution est également supérieure à celle que vous avez dans vos données. Il n'est donc pas étonnant que sa puissance calculée diffère de la vôtre.
Et: à 58: 03.7, Torque revendique une puissance de 60,88 kW à 3349 tr / min, cela est impossible pour votre moteur et montre clairement que Torque ne donne pas non plus de données précises ...


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Niveau suivant @sweber +1 Il mérite TOUS les +1
DucatiKiller


Veuillez consulter la feuille 2 de la feuille de calcul ci-jointe (toutes les colonnes AZ), j'ai calculé le hp comme vous l'avez mentionné, en utilisant les valeurs de vitesse OBD réelles, le lissage du 1er ordre des valeurs de vitesse, le lissage du 2e ordre. Laquelle est proche d'une valeur correcte? Je veux dire qu'une résolution supérieure à 1 s ne donnerait pas une valeur correcte, mais laquelle est proche? De plus, aucune valeur ne correspond aux valeurs de l'application Torque Pro, mais des valeurs telles que 81,6131897 ch obtenues dans l'application Torque sont manifestement erronées.
Soumya Sen

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Deux choses à surveiller lors de l'utilisation de ces équations

  • Cohérence des unités

    Si votre masse est en kg, la vitesse en km / h et l'accélération en furlongs par semaine², vous n'obtiendrez pas de puissance en chevaux. Votre pari le plus sûr est de convertir toutes les unités en métrique SI et de convertir en HP comme étape finale.

    1000 hp = 746 kW
    
  • Facteur d'inertie rotationnelle

    Une règle de base est d'inclure 20-30% supplémentaires au-dessus de la masse statique de la voiture. Le fait qu'il y ait des composants rotatifs du moteur et de la transmission signifie que la voiture "se sentira" un peu plus lourde et plus difficile à déplacer.


Les deux équations ont leurs mérites et leurs limites

  • Puissance = changement de KE / changement de temps

    Cette équation est utile lorsque l'accélération n'est pas mesurée mais que la vitesse l'est. C'est généralement le cas avec les appareils OBD-II.

    Cette équation n'est pas vraie si le véhicule se déplace sur une pente (entraîne un changement d'énergie potentielle).

  • Puissance = masse x accélération x vitesse

    Cette équation fonctionne quelle que soit l'inclinaison, mais dépend de l'accélération.


Notez qu'aucune de ces équations n'a pris en compte l'effet de la traînée aérodynamique.


Oui, j'utilise les équations avec l'unité SI appropriée, mais je ne peux pas correspondre / s'approcher des résultats de Torque Pro. Pouvez-vous m'aider à travailler dans l'excel que j'ai partagé.
Soumya Sen

Avant d'essayer de réparer la feuille de calcul, essayez de jouer avec le calcul sur papier, ou une page de feuille de calcul de rebut juste pour voir que vous pouvez faire fonctionner tout cela avant d'essayer de réparer le tout.
cdunn

@cdunn J'ai essayé de calculer sur papier, d'essayer de petits ajustements ici et là, mais je n'ai pas pu. J'ai même essayé de projeter ce problème en tant que vitesse de piège pour calculer la puissance, mais ce n'était pas du tout proche des résultats.
Soumya Sen

1HP = 0.746Kw = 746 watts
Old_Fossil
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