El automóvil A tiene mayor potencia, pero el automóvil B tiene mayor par motor. ¿Cuál ganaría en una carrera de resistencia directa? [cerrado]

Supongamos que tenemos 2 autos con diferentes especificaciones.
El automóvil A tiene una especificación de potencia más alta pero una especificación de par más baja.
El automóvil B tiene una especificación de torque más alta pero una especificación de potencia más baja.

Supongamos que entran en una carrera de resistencia en una pista plana y recta. ¿Quién ganará la carrera?

Respuestas (4)

Quién ganará la carrera ?

Eso depende.

Dependiendo de las otras especificaciones, a saber

  1. las curvas exactas de par/potencia y
  2. las relaciones de transmisión de cada automóvil,

usted podría hacer que gane el auto A o que gane el auto B.

En primer lugar, solo para aclarar algo, porque esta pregunta parece tener la intención de preguntar "¿cuál es mejor, mayor potencia o mayor par?". Esa pregunta no tiene mucho sentido, porque la potencia y el par del motor de un automóvil no son independientes entre sí. Ambos tienen una relación estricta entre ellos. Dada la curva de potencia de cualquier motor, se puede calcular su curva de par y viceversa.

La potencia/par pico es menos importante que la CURVA de potencia/par

Con respecto al ejemplo específico sobre el que ha preguntado, una cosa que debe entender es que la potencia y el par especificados de un motor son generalmente la potencia máxima y el par máximo. El motor, en general, no produciría esa potencia o ese par en todo su rango de rpm de operación. Por lo tanto, los autos no producirían la misma potencia ni el mismo par desde el comienzo hasta el final de la carrera.

Lo que es más importante es la CURVA potencia/par, que nos dice el par/potencia producido por el motor en cada valor de rpm, en lugar del pico de par/potencia. Un automóvil puede tener un valor máximo más alto, pero ese valor máximo podría concentrarse solo a unas rpm específicas, mientras que el otro automóvil podría tener un valor máximo más bajo, pero podría estar en un rango de rpm más amplio, de modo que, en la mayoría de las rpm. rango, tendría un valor más alto que el otro automóvil, aunque su valor máximo podría ser más bajo.
Como se puede ver en el diagrama que tomo prestado de la respuesta de Knight Watch

ingrese la descripción de la imagen aquí

El motor del automóvil rojo tiene una potencia máxima más alta, pero el motor del automóvil azul tiene una potencia más alta en el rango de rpm de 0-5000.
De manera similar, cuando se trata de torque, el motor del automóvil azul tiene un torque máximo más alto, pero el motor del automóvil rojo tiene un torque más alto en el rango de rpm de 5000 y más.

Este diagrama es solo un ejemplo, y el automóvil con un valor máximo más alto aún podría ser más rápido. Pero, en general, solo el valor máximo no cuenta toda la historia, sin conocer el valor en un rango de rpm.

Por lo tanto, la especificación de potencia/par máximo no es lo único que determinaría el ganador. La potencia/torque en un rango de rpm también es importante.

El papel de la caja de cambios.

El otro factor decisivo importante serían las relaciones de transmisión utilizadas. Estos determinarán qué auto estará mejor capacitado para mantenerse en sus rpm operativas máximas durante la mayor parte de la carrera.

La distancia de carrera también importa

Un factor más que importaría es la duración de la carrera. Una carrera más corta podría favorecer a un auto, mientras que el otro auto podría ganar en una carrera más larga.

Entonces, para resumir, solo comparar la potencia máxima o el par máximo no daría una respuesta sobre quién ganará.

Para obtener la respuesta, necesita saber

  1. la curva potencia/par de cada coche
  2. las relaciones de transmisión de cada coche
  3. la distancia de la pista de principio a fin
    (suponiendo, por supuesto, que otras cosas como el peso del automóvil, etc. sean iguales).
Muchos buenos aspectos en esta respuesta, pero falta el ingrediente clave: la caja de cambios. Con el engranaje correcto, no importa qué tan rápido el motor deba girar para entregar la potencia máxima, la caja de cambios convertirá las RPM en la cantidad máxima de torque.
@cmaster-reinstatemonica HE mencionado el importante papel de la caja de cambios en la última parte de la respuesta. Por eso, no podemos decir quién ganará sin saber cuáles son las relaciones de transmisión utilizadas. SI ambos autos usaron una caja de cambios teóricamente perfecta, que SIEMPRE es capaz de mantener cada auto a las rpm donde entrega la máxima potencia, ENTONCES ganará el auto de mayor potencia. Pero las cajas de cambios del mundo real no logran ese tipo de perfección. Tienen que hacer compensaciones. Por lo tanto, en los autos del mundo real, la caja de cambios utilizada Y las curvas reales del motor pueden cambiar la carrera entre un auto u otro.
Lo mencionas de pasada, enterrado profundamente hacia el final de la pregunta. Eso es tan bueno como si no estuviera allí en absoluto. En cambio, lo que un lector capta es todo lo relacionado con las curvas de par que solo es interesante para el diseñador de la caja de cambios. En el producto final, un automóvil con motor y caja de cambios, la caja de cambios está diseñada para aprovechar al máximo la curva de par que proporciona el motor. Como tal, no tiene mucho sentido hablar sobre el torque del motor de un automóvil, el único dato relevante del motor es su potencia, y para el automóvil, debe agregar qué tan bien diseñada está su caja de cambios.
@cmaster-reinstatemonica " no tiene mucho sentido hablar del par del motor de un automóvil, el único hecho relevante del motor es su potencia " No es cierto. El par y la potencia no son independientes. Lo relevante es la CURVA potencia/par. Eso nos dice qué tan amplio es el rango de RPM que produce esa potencia/torque. El número único de par o potencia solo nos dice el valor máximo, que es menos relevante que el valor en un rango de rpm. Tomo el punto sobre el formato de la respuesta. Intentaré editarlo para mencionar la caja de cambios de manera más prominente.
La curva potencia/par real solo es relevante para el diseñador de la caja de cambios: les dice cuántas marchas se necesitan para cubrir un rango determinado de velocidades con una cierta potencia mínima en las ruedas. Para el conductor del automóvil, la única diferencia está en la frecuencia con la que necesita cambiar de marcha. O, si el cambio ocurre automáticamente (como en una configuración de doble embrague), es totalmente irrelevante, simplemente lo pisan y el motor/la transmisión entregan lo que están diseñados para entregar. En todos los casos, la potencia en las ruedas solo depende de la potencia máxima del motor, no del par máximo del motor.
@cmaster-reinstatemonica " la potencia en las ruedas solo depende de la potencia máxima del motor, no del par máximo del motor " No es cierto. Ese sería el caso, si tuviera una caja de cambios perfectamente ideal, que pudiera mantener el motor a las rpm de potencia máxima todo el tiempo. En el mundo real, no existen tales cajas de cambios. En cada cambio de marcha, las rpm cambian, por lo que las rpm no permanecen en el nivel máximo de potencia todo el tiempo. Por lo tanto, ni la potencia máxima ni el par máximo son los que deciden nada. La potencia/par vs rpm es lo importante. Y potencia/par no son mutuamente independientes.
Siempre supuse que la comprensión del conductor de la curva de potencia/par y las relaciones de transmisión de su automóvil en particular, combinadas con su habilidad y sentido del tiempo, también sería un factor en el que el automóvil gana. Tal vez el autor de la pregunta esté tratando de preguntar, "¿qué automóvil le da más ventaja al conductor?", Pero la pregunta literal de qué automóvil ganará parece ir más allá del vehículo por sí solo.
@ToddWilcox Supongo que todas las demás variables externas, como la comprensión, la habilidad, el tiempo, etc. del conductor, son iguales para ambos casos. Obviamente, si los controladores tienen niveles drásticamente diferentes, entonces importaría, pero estoy bastante seguro de que esa no es la intención del OP.
@wanderer Por supuesto, es cierto: el diseñador de la caja de cambios selecciona un rango de potencia en las ruedas que quiere lograr y diseña las relaciones de transmisión para que se ajusten. Ese rango de potencia tiene su valor máximo en el punto de máxima potencia del motor y su valor mínimo en una fracción de esa potencia que el diseñador de la caja de cambios está dispuesto a aceptar como compensación por menos marchas. Como tal, todo el rango de potencia en las ruedas depende casi exclusivamente de la potencia máxima que el motor puede entregar. No importa que la potencia en las ruedas tenga alguna ondulación, el rango que ocupa se deriva de la entrada de potencia máxima.
@cmaster-reinstatemonica " Ese rango de potencia tiene su valor máximo en el punto de potencia máxima del motor " No, el valor máximo del rango de potencia está en algún punto más allá de la potencia máxima del motor. Esta es también la razón por la que la potencia máxima no es el principio y el fin. " Como tal, todo el rango de potencia en las ruedas depende casi exclusivamente de la potencia máxima que el motor puede entregar ". Casi, pero no del todo. Depende de la potencia en el rango de rpm en el que operará el motor durante los cambios de marcha.
@cmaster-reinstatemonica " No importa que la potencia en las ruedas tenga alguna ondulación, el rango que ocupa se deriva de la entrada de potencia máxima ". El rango que ocupa será un rango que incluye rpm por debajo y por encima de las rpm de potencia máxima. Ese es mi punto, que la potencia pico/máxima no es el principio y el fin. La potencia en todo el rango de rpm es importante. Un automóvil puede tener una potencia máxima más baja, pero aún así tener una potencia más alta en un rango de rpm suficiente para vencer al automóvil con una potencia máxima más alta.
@wanderer Traté de aclararle mi línea o razonamiento, y lamento no haberlo dejado lo suficientemente claro. Sin embargo, no sé cómo podría hacerlo más claro. Como tal, le ruego que vuelva a leer cuidadosamente lo que he escrito y trate de comprender mi proceso de pensamiento. Porque de lo contrario, esta discusión no irá a ninguna parte y seguiremos hablando entre nosotros.
@ cmaster-reinstatemonica Lo mismo ocurre al revés. Yo también he fallado en dejarme claro. Es posible que desee escribir una nueva respuesta si realmente siente que tiene razón. . Y elabora tu punto de vista, no tendrás el límite de palabras de los comentarios.
Bueno, lo haría si no hubiera ya una respuesta que me satisficiera. Tal como está, emití mis votos de manera apropiada y dejé un comentario aquí para señalar el punto crucial que falta en esta respuesta, en mi humilde opinión. Simplemente no creo en publicar respuestas similares a las ya existentes; cuando escribo una respuesta, requiero que contenga cosas que nadie más ha mencionado todavía. Y cuando no tengo suficientes cosas nuevas para contribuir, prefiero ayudar a mejorar las respuestas existentes. Creo que eso es a) más amable con nuestros lectores, yb) les da a los autores las respuestas existentes una oportunidad de aprender.
" Emití mis votos apropiadamente y dejé un comentario aquí para señalar el punto crucial que falta en esta respuesta " Sí, usted ha emitido sus votos de acuerdo con lo que cree que es correcto y otros también han emitido sus votos de acuerdo con lo que creen que es correcto. De hecho, así es como se supone que funciona. " Y cuando no tengo suficientes cosas nuevas para contribuir, prefiero ayudar a mejorar las respuestas existentes ". Bien, genial. Ha dicho en qué no está de acuerdo con mi respuesta y le he dicho por qué creo que está equivocado. Estoy seguro de que piensas que estoy equivocado. no se que mas decir
Hay una última cosa sobre este sitio, que las personas generalmente no aprecian lo suficiente cuando son nuevas en él, ciertamente lo aprendí solo a lo largo de los años de contribución: las respuestas más votadas, las respuestas correctas y las respuestas útiles no son necesariamente lo mismo. Las respuestas más votadas suelen ser a) la primera respuesta que parece sensata yb) respuestas que reflejan la "sabiduría" común. Tenga en cuenta que la corrección no está en la lista. He visto este efecto una y otra vez: una respuesta de alta calificación y/o aceptada que era muy inferior a una respuesta de menor calificación, solo porque la mejor respuesta llegó tarde a la fiesta.
Yo mismo he borrado a veces mis propias respuestas clasificadas positivamente, solo porque una sola persona me demostró que mi respuesta era incorrecta. Y son exactamente esas personas las que más me han enseñado en este sitio. El punto es que no hay razón para confiar en la calidad de una respuesta bien recibida, a menos que pueda seguir su razonamiento y encontrar que su conclusión es sólida. Los votos son un buen indicador de qué respuestas pueden ser útiles, pero este indicador puede estar equivocado. Las respuestas de alto rango atraen votos principalmente porque ya tienen un alto rango y, por lo tanto, se leen con más frecuencia.
¿Quiere ampliar esta respuesta para señalar los efectos del peso y la tracción? La pregunta no parece asumir que son iguales y pueden verse afectados por las opciones de marcha, etc. Puede valer la pena abordar también los vehículos CVT y eléctricos.
@ttbek Solo asumo condiciones ideales ceteris paribus, es decir, el peso es el mismo para ambos autos, la tracción no es el factor limitante y es la misma para ambos autos. Los vehículos eléctricos son una discusión completamente diferente. OP pregunta sobre autos con motores de combustión interna. También siento que OP está preguntando sobre autos estándar con transmisión estándar en lugar de CVT. Está hablando de carreras de resistencia. No creo que las CVT se usen en carreras de resistencia, hay demasiada pérdida de potencia en las CVT

El coche A ganará si tiene la relación de transmisión final correcta. La potencia es (torque x RPM), por lo que un motor con alta potencia pero bajo torque desarrolla su potencia a altas RPM. Una vez que lo reduzcas adecuadamente, ganará la carrera.

Respuesta correcta. No hay más que eso. Todos los detalles técnicos son ajenos al problema. ¿Quieres aumentar la energía cinética de un objeto? Entonces lo que necesitas es energía.
gracias @Peter-ReinstateMonica
No es sólo la relación de transmisión final. Las relaciones de transmisión completas (mando final + caja de cambios) son importantes. Y... uno puede ganar la carrera con una energía cinética final más baja si la mayor aceleración es al principio.
Imposible saberlo, porque hay muchos otros factores involucrados. Para considerar un caso extremo, ¿qué vehículo gana una carrera de resistencia entre una bicicleta y un tren de carga de 100 vagones? El tren tiene mucha más potencia, pero tiene que acelerar mucha más masa y hacerlo con ruedas que tienen un coeficiente de fricción relativamente bajo.
@fraxinus Ahhhh... bueno. Si verdad. Se trata de la distancia total recorrida, no de la velocidad final. Joder, es un poco más complicado ;-).
@jamesqf Sí, bueno, ceteris paribus . Quiero decir, el Saturno V perdería la carrera a pesar de que su producción de energía/tiempo es la de Inglaterra. (Pero entonces, no era energía cinética de todos modos, pero aún así).

El número único de potencia o par no cuenta toda la historia.
Necesitas saber la banda de potencia de cada motor que es un gráfico que te dice la potencia/torque proporcionado en cada valor de rpm.

ingrese la descripción de la imagen aquí

El automóvil de mayor potencia aún puede quedarse atrás del automóvil de menor potencia si el automóvil de menor potencia puede proporcionar su potencia / par en un rango más amplio de rpm.

Torque es un fetiche para resolver las no idealidades de transmisión.

El poder gana la carrera. Pero no es la potencia máxima del motor, es la potencia media del motor para un determinado tipo de competición.

Uno puede encontrar fácilmente un camión o incluso un tractor con un par motor alucinante (desde el punto de vista de un carro de carreras) y una potencia de motor media (desde el punto de vista de un coche de carreras). Una carrera entre un automóvil y un camión generalmente no tiene sentido. Los tractores no son mejores.

Si uno se sumerge en las matemáticas de la aceleración, encontrará que la aceleración es proporcional al par en las ruedas . Esto no es lo mismo que el par en el volante del motor.

Hay una transmisión en el medio.

Y si se supone que la transmisión no tiene pérdidas (o tiene una eficiencia constante, lo que es casi cierto), se reduce a maximizar la potencia del motor.

Y ahora nos encontramos con que el motor no es tan simple. Tiene su potencia máxima a algunas rpm y menos a altas y bajas rpm. El conductor tiene que cambiar de marcha para mantener el motor cerca de su máxima potencia rpm.

La caja de cambios puede tener sus relaciones de transmisión ampliamente espaciadas y el conductor cambiará de marcha con menos frecuencia, dejando al motor más tiempo lejos de su máximo. Por otro lado, el tiempo necesario para cambiar de marcha será menor (y el tiempo utilizado para cambiar de marcha se pierde por la aceleración).

Y aquí, un motor de alto torque puede ayudar. Un poco.

El par máximo alto es un "proxy" para un pico de potencia amplio en el gráfico de potencia frente a rpm. No es un buen criterio, como le dirá cualquier motor diésel atmosférico, pero es un buen indicador del rendimiento de un motor similar en la aceleración.

Aparte de eso, el torque es solo un parámetro de diseño para la transmisión.

Si tiene el gráfico completo de potencia frente a la velocidad del vehículo en diferentes marchas, el par máximo no tiene ningún significado.

"Y si se supone que la transmisión no tiene pérdidas (o tiene una eficiencia constante, lo cual es casi cierto), todo se reduce a maximizar la potencia del motor". Pero creo que esto a menudo está bastante lejos de ser cierto fuera de las transmisiones continuamente variables o los vehículos eléctricos, ¿no?
No. No sé acerca de los CVT, pero los manuales tradicionales tienen una eficiencia más o menos constante por engranaje y no hay mucha diferencia entre los engranajes. Excepto cuando tienes una marcha directa que casi no tiene pérdida (pero solo existe en los autos 4x4 con tracción trasera o más tradicionales).
¿En realidad? No soy un experto en esto, pero schaeffler.com/remotemedien/media/_shared_media/… Parece mostrar que la primera marcha varía en casi un 10 %, eso no me parece ni cerca de una eficiencia 'más o menos constante'. simplemente 'menos'. Por supuesto, este tipo de lenguaje es subjetivo. La 5.ª marcha tiene una pequeña variación, claro, pero es enormemente diferente de la 1.ª marcha... no es lo que yo llamaría "no hay mucha diferencia". Pero no soy una persona de autos... ¿quizás estoy leyendo mal esto o no es confiable?
@ttbek El artículo está profundamente sesgado hacia las transmisiones automáticas. La transmisión manual de 5 velocidades que se muestra allí tiene 5.ª directa y es por eso que es mucho más eficiente que la 1.ª. No muestran 2, 3 y 4, pero creo que solo serán un poco mejores que el primero. Y luego, tanta variación en la eficiencia frente a la velocidad es algo nuevo para mí, probablemente debido a las peculiaridades de lubricación de esta caja de cambios en particular. Además, tenga en cuenta la frase de "carga parcial": está relacionada con el rendimiento normal en la calle y no con una carga de trabajo de competencia (es decir, potencia máxima). Esto también distorsiona la imagen.
¿Qué se entiende exactamente por eficiencia constante en este contexto? Supongo que se refiere a las pérdidas por fricción, pero ya ha mencionado por separado que la transmisión no tiene pérdidas. Entonces, ¿qué quiere decir exactamente con eficiencia constante?
@fraxinus Entran en marchas intermedias con más detalle, vea la figura 12. Tampoco estoy seguro de por qué cree que está tan sesgado a favor de las automáticas cuando incluyen cosas como la figura 10. Parece una descripción general equilibrada y fáctica. En retrospectiva, creo que las cifras son de eficiencia de combustible, no de eficiencia de transferencia de potencia. nap.edu/read/21744/chapter/7#172 reclama alrededor de 4 y 13% de pérdida de transmisión para manual y automático convencional, respectivamente. Todavía números que no consideraría despreciables, pero ciertamente mucho más en línea con lo que ha dicho.
en.wikipedia.org/wiki/Effective_torque afirma que "el par efectivo a menudo será un 5-15% más bajo que las clasificaciones del eje o del cigüeñal de un motor debido a una pérdida a través del tren motriz". pero sin cita.
Para aclarar, después de haber leído un poco más, creo que su respuesta es buena. youtube.com/watch?v=u-MH4sf5xkY y youtube.com/watch?v=lt7iUBE3_AE también ayudaron a mi comprensión. @wanderer Creo que por la eficiencia constante, quiere decir que cualquiera que sea la pérdida cuando no asumimos que es sin pérdidas, por ejemplo, 5%, en el tren motriz, que no es muy diferente a diferentes rpm.
@ttbek " cualquiera que sea la pérdida cuando no asumimos que es sin pérdidas, por ejemplo, 5%, en el tren motriz, que no es muy diferente a diferentes rpm " Si eso es lo que significa, entonces también estoy de acuerdo, eso no es una suposición muy irrazonable
El automóvil A tiene mayor potencia, pero el automóvil B tiene mayor par motor. ¿Cuál ganaría en una carrera de resistencia directa? [cerrado]
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v