שאלה בנוגע ליחס העברה סופי וסל"ד המנוע

[אביעד_הלאלי]

אני אשאל אחרת זאביק.

אם נקטין את שטח המגע של הצמיג עם הקרקע, המנוע יצטרך פחות כוח כדי להזיז את הרכב, לא?

[moriseven]

יש דבר שנקרא התנגדות הצמיגים לגלגול שזה תלוי במקדם התנגדות הצמיגים לגלגול וב - mg, מקדם התנגדות הצמיגים לגלגול תלוי ברדיוס הצמיג ובמרחק שהריאקציה זזה (גלגל בתנועה)
הנסוחאות :

התנגדות הצמיגים לגלגול = מקדם התנגדות הצמיגים לגלגול mg X

מקדם התנגדות הצמיגים לגלגול= המרחק שהריאקציה זזה קדימה / רדיוס הגלגל

לפי מה שאני הבנתי אמנם נראה שככל שרדיוס הגלגל יותר גדול, כלומר היקף הצמיג יותר גדול, אז מקדם התנגדות הצמיגים לגלגול קטן (רדיוס הגלגל במכנה) אבל ישנה גם התלות במרחק שהריאקציה זזה וככל שהיקף הצמיג יותר גדול אז גם המרחק שהריקציה זזה יותר גדול.
לפי מה שאני יודע מקדם התנגדות הצמיגים לגלגול הוא קבוע במהירויות נמוכות (עד שמונים קמ"ש) וגדל ככל שהמהירות עולה מ - 80 קמ"ש לכן גם במהירויות גבוהות המנוע מתאמץ יותר להזיז את הרכב עם צמיגים גדולים יותר (וכמובן שלא נשכח את התנגדות הרוח במהירות גבוהה)

מה שלי חסר פה זה איפה התלות ברוחב הצמיג? האם זה אומר שאנחנו יכולים לשים צמיג רחב מאוד אבל שיהיה באותו היקף והתנגדות לא תשתנה ולא תהיה השפעה על מאמץ המנוע?

עוד דבר שמעניין הוא לדוגמא במכוניות ספורט ששמים צמיג בעל חתך נמוך,כלומר עיקר רדיוס הגלגל נקבע על ידי גודל הג'נט האם זה בעצם בשביל להקטין את התנגדות הצמיגים לגלגול ובכך בעצם גם את ההספק המבוזבז? כמובן שצמיגים כאלה כמובן גם יותר קלים מה שמשפיע בוודאי וגם יותר רחבים ובעלי שטח מגע גדול מה שמחזיר אותי בעצם לשאלה איפה התלות ברוחב הצמיג?

מחכה לתשובת המומחים : קיד,נמרוד, אסף, חנן מקווה שלא שכחתי מישהו :?


תודה מראש,



מוריס

[זאביק]

אני אשאל אחרת זאביק.

אם נקטין את שטח המגע של הצמיג עם הקרקע, המנוע יצטרך פחות כוח כדי להזיז את הרכב, לא?

זה נכון, אבל די זניח.
זה משפיע על שני משתנים.
בצורה פחותה על ההתנגדות בין הכביש לגלגל.
וגם (כמו שמוריס כתב) הצמיג שוקל פחות, לכן המנוע מתאמץ פחות לסובב את הגלגל.

אבל, המטרה שלך היא לא לסובב את הגלגל !!!!!!
המטרה שלך היא לייצר עבודה - להעביר מסה לאורך דרך מסויימת בזמן מסויים !!!!!!
אם אתה מגדיל את הגלגל, למעשה אתה מגדיל (עבור סל"ד מסויים) את העבודה הנעשית (כי הרכב עובר יותר דרך באותו זמן).
אבל, אתה לא מגדיל את המנוע, שמייצר את הכח לעבודה זו. לכן למנוע יותר קשה לספק את את הכח לעבודה הזו.
הגדלת יחס ההעברה הסופי, למעשה מביא את כמות העבודה הנדרשת חזרה למצב המקורי - הרכב יעבור את אותה דרך באותו זמן = אותה עבודה נעשית, ולכן אותו מנוע מספיק.

ההשפעה הזו (כח, עבודה) הרבה יותר משמעותית מההשפעה הזניחה של החיכוך והמשקל.

עוד דבר שמעניין הוא לדוגמא במכוניות ספורט ששמים צמיג בעל חתך נמוך,כלומר עיקר רדיוס הגלגל נקבע על ידי גודל הג'נט האם זה בעצם בשביל להקטין את התנגדות הצמיגים לגלגול ובכך בעצם גם את ההספק המבוזבז?

הסיבה לזה היא בעיקר יציבות.
פחות אויר בצמיג = הצמיג פחות "נמרח" בזמן סיבוב מהיר. לגומי (דופן הצמיג) יש הרבה פחות חופש לזוז ימינה-שמאלה, ולכן הרכב יציב יותר.

הסיבה שלא עושים את זה בכל מכונית נוסעים היא שפחות אוויר = פחות שיכוך וזו אחת הסיבות שרכב ספורט יותר "קשה" מרכב משפחתי.

ברכבי שטח, המטרה היא בדיוק הפוכה.
הרבה אוויר = הרבה דופן:
1) נוחות (יש יותר מרווח להוריד אוויר)
2) הצמיג כן "נמרח" על הסלעים ונותן אחיזה יותר טובה.

[אביעד_הלאלי]

זאביק תודה על התשובה הממצה.
הנושא הזה מאוד מעניין אותי, כנראה שאחקור עליו עוד באינטרנט (אלא אם כן יש איזה סופר מומלץ...).

[אביעד_הלאלי]

לאחר ששוטטתי קצת באינטרנט מצאתי את הטבלה הנ"ל:
http://www.4lo.com/calc/geartable.htm

עם מס' נוסחאות לחישוב יחסי העברה וסל"ד מנוע.

רובנו נוסעים עם צמיגים 31" ויחסי העברה סטנדרטים. לפי הטבלה שבאתר הנ"ל מס' סיבובי
המנוע במהירות 65MPH/104KMH עם:
הצמיגים המקוריים - 27": 2677 סל"ד.

צמיגים 31" הוא: 2332 סל"ד (המומלץ הוא 2628 סל"ד עם יחסי העברה של 3.73).
צמיגים 33" הוא : 2191 סל"ד (המומלץ הוא 2588 סל"ד עם יחסי העברה של 3.91).
הפרש של 141 סל"ד.

עבור צמיגים 44" הוא: 1643 סל"ד (המומלץ הוא 2626 סל"ד עם יחסי העברה של 5.13)
שכאן באמת רואים צניחה מהותית מאוד, כי המנוע אפילו לא מגיע לתחום העבודה היעיל שלו...

האם ההפרש בין צמיג 31" ל- 33" של אותם 141 סל"ד הוא קריטי לפעולה תקינה של המנוע?

(או שמסתכלים על ההפרש של סל"ד המנוע עם הצמיג המקורי 27"-31"- 2677-2332 =345 סל"ד).

[חנן-ג'יפולוג]

תחשוב שזה לא רק עניין של לשמור על הסל"ד היעיל במנוע, אלא גם היחס בין סיבובי המנוע ובין מהירות הרכב, ובגלל שהיחס הזה יורד מספרית כשאתה מגדיל גלגלים, הכוח שהמנוע יכול להוריד לכביש, בהילוך נתון ובמהירות נתונה, קטן יותר .

ובצורה אחרת של חשיבה, אל תחשוב רק על מומנט המנוע, אלא גם על ההספק שלו. המומנט אולי לא משתנה המון עם שינוי של 350 סל"ד, ביחס למומנט ב2000 סל"ד , אבל הספק המנוע יורד בכ 17 אחוז.

[אביעד_הלאלי]

אוקיי אז אם אני מבין נכון,
כשאתה משנה יחסי העברה אתה שומר על מס' סיבובי המנוע ביחס לגודל הגלגל, אך מקטין את המהירות הסופית.
לפי הנוסחא:

(ככל שיחס העברה גדל המהירות קטנה. ערכתי מס' חישובים ובכל שינוי של יחסי העברה כלפי מעלה יצא לי שהמהירות הסופית שונה בכעשר קמ"ש)
כלומר, יחס הפוך- אם נצא מנקודת הנחה שמדובר באותו צמיג לפני השינוי ואחרי השינוי.
עבור צמיג בעל קוטר גדול המרחק שהוא עובר גדול יותר, לכן היחס נשמר פחות או יותר. (וזאת הרי המטרה של יחסי העברה לא?)
אם נשים לב לטבלה שנתתי הרי מס' סיבובי המנוע פחות או יותר זהה לכל גודל של צמיג, לאחר שינוי של יחסי העברה.
כתוצאה מכך נשמרת עבודת המנוע (גם מבחינת הספק וגם מומנט) בתחום היעיל שלו.