Регистрация Войти
Вопрос

Расчёт крутящего момента колеса по крутящему моменту двигателя

Похоже, что крутящий момент и число оборотов двигателя можно получить через шину CAN грузового автомобиля. Я хотел бы оценить тяговое усилие на колесах, исходя из этих двух значений.



Как мне рассчитать крутящий момент на колёсах? Разве мне не понадобится передаточное число, которое, похоже, нельзя получить из шины CAN?



(этот вопрос также задавали на сайте physics.stackexchange)
Авто и транспорт

Перевод вопроса с Mechanics Stack Exchange
Лицензия: CC BY-SA (2.5–4.0)
Оригинальный вопрос: https://mechanics.stackexchange.com/questions/24638/computing-wheel-torque-from-engine-torque
1
+ Читать

10 Комментариев

  1. На самом деле ЭБУ сам рассчитывает крутящий момент в автомобилях с автоматической коробкой передач, чтобы знать, в какой последовательности переключать передачи.
    Этот показатель доступен,
    его можно считать в режиме реального времени с помощью сканера OBDII

  1. Основы довольно просты.



    Двигатель создаёт определённый крутящий момент N и определённую мощность P при заданных оборотах в минуту. Кроме того, существует следующая зависимость между мощностью и крутящим моментом:



    P = C * N * RPM


    где C — константа для преобразования всех этих странных единиц измерения. Для N, P в единицах СИ это 



    C = pi / 30


    Если не учитывать потери, то можно сказать, что энергия передаётся от двигателя к колёсам без изменений



    C * N_motor * RPM_motor = C* N_wheel * RPM_wheel
    

    
N_wheel = N_motor * RPM_motor / RPM_wheel


    Число оборотов колеса можно легко вычислить, зная скорость и окружность качения колеса R_wheel. (Имейте в виду, что окружность качения меньше геометрической окружности, так как шина гибкая.



    Поскольку вас больше интересует сила сцепления F_wheel, то



    N_wheel = F_wheel * R_wheel


    и вот



    F_wheel = N_motor * RPM_motor / (RPM_wheel * R_wheel)


    Поскольку это также v = pi * RPM_wheel * R_wheel / 30 (скорость в м/с), вы можете написать



    F_wheel = N_motor * RPM_motor * pi / (v * 30)


    Это значит, что если у вас есть данные о крутящем моменте, который в данный момент развивает двигатель, об оборотах двигателя и скорости грузовика, вы можете рассчитать общую силу, воздействующую на дорогу.
    Странно, что передаточные числа не указаны, но они скрыты в соотношении RPM_motor / RPM_wheel или RPM_motor / v.





    На самом деле существует множество существенных потерь, как написал Paulster2 в своём комментарии.
    В каждом подшипнике и каждом зубчатом колесе есть трение, которое отнимает часть крутящего момента и мощности. Если этот крутящий момент постоянен, то потери мощности будут линейно зависеть от частоты вращения этой детали, но обычно крутящий момент увеличивается с ростом частоты вращения, поэтому потери мощности растут ещё быстрее.

    Это означает, что потери не являются постоянными, они зависят от частоты вращения и передачи!

    Один интересный факт: сцепление передаёт мощность/крутящий момент за счёт трения. При проскальзывании сцепления крутящий момент одинаков на обоих валах, но мощность теряется из-за разницы в оборотах...





    И чтобы ещё раз прояснить ситуацию: вам действительно нужен измеренный крутящий момент двигателя, а не максимальный крутящий момент при заданных оборотах.
  1. Я вам не верю. Я хорошо разбираюсь в идентификаторах сервисов 01, и такого животного там нет. Если только вы не говорите о запросе водителя на процент крутящего момента двигателя или что-то в этом роде.
  1. Это крутящий момент «колеса» или крутящий момент «двигателя» с учётом потерь или без?
  1. Фантастический ответ, sweber. Два вопроса: а) Невозможно определить точную окружность качения колеса без, скажем, установки датчиков на колесо, верно? б) Достаточно ли показаний крутящего момента с шины CAN для ваших расчётов?
  1. Перекрёстные публикации на Stack Exchange крайне нежелательны. meta.stackexchange.com/questions/64068/…
  1. Можно ли как-то изменить ваш ответ, чтобы он учитывал работу стандартного «открытого» дифференциала? Как бы вы изменили его, чтобы он учитывал работу дифференциалов с ограниченным проскальзыванием или блокировкой, и предполагал ли бы он, что сцепление с дорогой не нарушено и ни одно из колёс не пробуксовывает? В переднеприводных автомобилях как бы вы учли угол проскальзывания, когда колёса не находятся в положении прямо перед автомобилем, и могло бы это также учитывать разницу в угле поворота колёс из-за особенностей геометрии рулевого управления и влияния различных эффективных угловых весов на нагрузку?
  1. а) Расстояние легко измерить, когда колесо сделало... скажем, 10 оборотов. Однако окружность качения также меняется в зависимости от нагрузки и давления в шинах. б) Я не знаю. Но, как уже было сказано, на всей линии передачи от двигателя к колёсам существует множество потерь, о которых точно не известно, — до 20 %. Это уже делает расчётное значение довольно неточным, так что какое значение имеет неточное измерение крутящего момента двигателя?
  1. Прошу прощения за дублирование, но я ценю уникальную точку зрения Paulster2. Я думаю, что смогу создать модель, которая будет оценивать общее механическое преимущество в зависимости от скорости транспортного средства (следовательно, частоты вращения колёс) и частоты вращения двигателя. Моя модель также будет учитывать потери в трансмиссии и т. д., чтобы дать точную оценку тягового усилия. Спасибо всем.
  1. Вы хотите узнать, какой крутящий момент передается на колеса на каждой передаче? Если да, то для любого транспортного средства это будет очень сложно сделать, потому что величина паразитных потерь для каждого транспортного средства будет разной. Существует общее эмпирическое правило: при стандартной механической коробке передач вы теряете ~15 % л. с. на крутящий момент, а при автоматической — ~18–20 %. Это всего лишь эмпирические правила. Передаточное число дифференциала будет одинаковым для всех транспортных средств, но может отличаться в зависимости от марки/модели. Передаточное число главной передачи также будет отличаться. Сложно рассчитать.
Вы уже ответили на этот вопрос