Farklı viteslerde devir konusu

[Mathias]

Selam herkese,

Sorun aslında basit. Bir araç 1. viteste 2000 devirle giderken tükettiği yakıt ile, 5. viteste 2000 devirle giderken tükettiği yakıt aynı mı. Eğer aynı ise neden en ideal 90 km hızla giden araçların yaktığı yakıt en uygun kabul ediliyor.

Bu araçta turbo, charger olmadığını varsayalım lütfen. Ayrıca kaşınanlara bir soru daha ;

bu variable turbo olayında (porsche olayı) kanatçıkların kısılması düşük devirde geçen gazın hızını arttıyor ve böylece düşük devirde türbin kanatları dönüyor sonuçta turbo lag azalıyor diyelim.
O kanatçıklar olmasa da bütün gazz geçse ama yavaş olsa gene de aynı etkiyi yapmayacak mı. Yani 2x hızında x/2 gaz geçiyor. Diğerinde x hızında x gaz geçmiyor mu?. Yani formüle bakamadım ve tabii ki bu kadar basit değildir ama debiyi azaltıp hızı arttırmak daha mı iyi burda. Eğer öyleyse nasıl?

En kabası 1 kişi var 40 km ile koşuyor, 4 kişi var 10 km ile koşuyor. Bunların ürettikleri güç faklı mı gibi?

Umarım EN AZINDAN sorularım anlaşıldı.

[onurf]

2. vites 2000 devirle gidilirken 5. vites 2000 devirle gitmek aynı benzini yakmaz. Hız arttıkça arabanın yaktığı benzin miktarıda artar, hava direnci vs vs daha bi ton değişken vardır ama kafa yormak lazım

[Vodan]

Hayır vites dişlisinin çapı daha düşük olduğu için 1. viteste daha çok yakacaktır.

Bisiklet kullanmışsan bunu bilmelisin. Mesela pedal dişlisini ele alalım. Zincir, 3 dişlinin en iç taraftaki dar olanındayken pedalı kolay çevirirsin fakat nekadar çok çevirirsen çevir alacağın yol kısıtlıdır. Bu sırada boşa sarfettiğin enerji yüksektir.

Öte yandan zincir 3. ve en geniş dişlideyse pedalı aynı sayıda çevirerek daha çok yol alırsın.

Duran bi bisikleti bu dişlideyken hareket ettirmeye çalışırsan zorlanırsın ama hıznı almış bir bisikletteysen pedalı çevirmekte de zorlanmazsın. Böylece daha az enerji sarfetmiş olursun.

[Vodan]

Turbo olayındaysa kanatçıklar olmasa turbo dönmeyeceğinden dolayı hiçbir kazanç sağlayamazsın.

Bu kanatçıklar geçen havayı sıkıştırmak ve aynı havadan daha fazla verim alabilmek için yön değiştiriyor ve egzoz gazı karşısına bir direnç çıkartıyor. Eğer bu direnç yüksek fakat egzoz gazı yetersizse geçiş sağlanamıyor ve salyangoz dönemiyor. Kanatçıklar fazla açık ve egzoz gazı yeterliyse de verimsiz oluyor.

En basit olarak ağzından nefes vermeyi örnek gösterebiliriz. Ağzımız açıkken nefes verdiğimizde çıkan havanın taziki ile ıslık çalar vaziyette verdiğin nefesin taziği farklıdır. Nefes kuvveti aynı bile olsa daha küçük bir delikten çıkmaya çalıştığı için daha kuvvetlidir.

[Vodan]

Bu variable turbo geometry olayıda Porsche'da olan bişey değildir.

Benim Astra'nında turbosu değişken geometrili örneğin. Hyundai Accent VGT'lerinde turboları değişken geometrili.

Bir çok arabada turbonun devreye girme deviri 2000 iken değişken geometrili turbo bulunan araçlarda bu 1750 olur. 250dd farkeder yani.

Rolanti devrinin 900dd olduğunu kabul edersek değişken geometrili turbonun şapkadan tavşan çıkartamadığından bahsedebiliriz. Sadece turbo lagı biraz aşağıya çekebilmektedir.

Porsche gibi büyük motor hacimli araçlarda zaten turbo lagı farketmek zor olduğundan sorun yaşanmaz ve VGT yeterli kabul edilir ancak Astra 1.3 CDTI gibi küçük hacimli motorlara sahip araçlarda turbo lag ciddi bir dezavantaj anlamına gelir ve ne yaparsanız yapın Turbo + Kompresör kullanmadan sadece değişken geometrili turbo kullanarak o turbo lagı pasifize edemezsiniz.

[Kharon]

Bir sure once 320d coupe basliginda dizel motorlarla ilgili bisey yazmistim,

Kharon said:

Fakat suda bi gercek ki cogu dizel araba ekonomik oldugu icin degil, ekonomik olmak icin uretiliyor, tork egrileri ve maksimum guc egrilerinin kesistigi yer arabanin teorik minumum yakit sarfiyati oldugu devir oldugu icin vites oranlarini genelgecer hiz limitlerine gore duzenliyorlar: ornegin 60-70 sehir ici hiz limiti 3. vites 2400rpm , 120-130 otoban hiz limiti, 5. vites 2600rpm gibi.

Onurf' unda bahsettigi gibi hiz arttikca yerle lastikler arasindaki surtunme, hava vb gibi direnc degiskenleri artacagi icin teoride tuketim artacaktir,
fakat Vodan in verdigi bisiklet ornegindeki gibi hizini almis aractaki eylemsizlik artacagi icin deviri ve torku lastiklere iletmek daha az guc isteyecektir. Sonucta bi cisme hareket kazandirmak ile cismin hareketinin devamini saglamak arasinda oldukca buyuk guc farklari var.
Burda muhendisler devreye girer saniyorum, cunku hangisi daha buyuk bir etmen bilemiyorum, ama termodinamige gore kaybolan gucun daha fazla olmasi gerekir.

90km/s sabit hiza gelince, bu nispeten ortalama bi hiz olmus, her aracin onceki alintidada bahsettigim hadiseye gore tork ve guc egrileri farkli olacagindan vites oranlarina gore tuketimi farkli olacaktir,

fakat ayni deviri ceviren coktan hareketini kazanmis bi aracin ayni tuketimi vermesi gerekir diye dusunuyorum, 1. vites ve geri vitesi ilginc oranlari yuzunden istisna kabul edebiliriz belki ama digerlerini bende merak ettim.

[matama]

5 inci viteste 2000 devirde giderken yaktigin benzindeki en buyuk etken surtunmedir. Hava direnci.

[paramecium]

Selam,

matama ve diğer belirten arkadaşların söylediği gibi esas problem sürtünme ve rüzgar direncidir. Hız arttıkça oluşan direnç artacağı için tüketim artar.

Turbo olayına gelince ise;
Senin formülde havanın debisinden yararlanılıyor. Aslında yararlanılan havanın kinetik enerjisidir. Oradan yapılan şey şu:
A kesitinden V hızında geçen havanın geçiş kesiti A/2 yapılarak, 2V hızında(kayıplar göz ardı ediliyor, kayıplar 1,9-1,95V etki ettirebilir) ilerlemesi sağlanır. Böylece havanın kinetik enerjisi artar ve türbin kanatlarını daha hızlı çevirir. Bu gaz türbinlerinde de aynı şekilde olmaktadır. Önemli olan kısılma ile havanın ideal hıza çıkartılmasıdır. E(k)=1/2.m.V^2 olduğu için enerji hızın karesi ile orantılıdır. Yukardaki eşitlikte Q(debi)=sbt olduğu için P(basınç)'e bağlı olan V her zaman artacaktır. Sonra bahsettiğim kinetik enerji falan filan işte :)

Şöyle örnekleyelim olanı;
10kg taşın 0,1m/s hızla yapacağı etki ile
1kg taşın 1m/s hızla yapacağı etki aynı mıdır?

Saygılar.

[matama]

hatta soyle bir durum var

alakasiz bir arac ama

hani su almanlarin japonlarin calistigi havada giden trenler varya. Mesela onlardada hiz 500km yi gectigi an o kadar pahaliya geliyorku eski tip trenlere donmeyi dusunuyorlar yine.

cunku hava direnci katlanarak artiyor.

[Sintisyzer]

hava direncinin artmasından baska bide 1/2mv^2 oldugu icin, hızı 100 e cıkarmak icin gereken enerjiyle 200 e cıkarmak icin gereken enerji 2 kat degil 4 kat fark ediyo

[paramecium]

Selam,

Patinaj kendini aşıyor, fizik kurallarına el atıyor. Yakında birisi 'Termodinamiğin Sıfırıncı Kanunu' diye ortaya çıkarsa hiç şaşırmam :P

Saygılar.

[Mathias]

turbo olayı için teşekkürler. E(K)=1/2mv^2 tabi ki o anda aklıma gelmemiş ama devir konusu bence halen sallantıda.

Çünkü iddaa ettiğinize göre 1.viteste 2000 devir ile 5.viteste 2000 devir arasında tüketim farkı var çünkü sürtünme katsayısı araç hareket halinde veya sabit iken değişiyor, hava sürtünmesi var tamam bunu da anladım.

Hadi sürtünmeyi sabitten alalım. İlk hareketi verdik diyelim onla uğraşmaya gerek yok. ( yok x=0.4 tü şimdi x=0.2 oldu gibi, sabit olsun x). Mesala aynı olay denizde de yaşanıyor. 2200 devirde giden motor 3000 devir yaptığı zaman hızı 8 knot'tan 10 knot'a çıkıyor. Özel bir hidrodinamik yapısı yoksa ( katamaran/trimaran gibi sürtünme azaltıcı ) bu fark bu kadar az oluyor. Ama olay burada teknenin hızını etkiliyor. yani şöyle düşünün Aynı motoru bir normal tekneye, bir de sürtünmesi az olan katamaran'a koyalım. iki motoruda 2500 devirde çalıştıralım. Tabii ki katamaran daha hızlı gidecektir ancak Yakıt tüketimi fark etmeyecektir.

Buna araçlarda sadece vitesi ekliyoruz şu an yani bence 1.viteste 2000 devirde ne yakıt harcıyorsa 5.viteste de aynı yakıtı harcıyor. Değişen dış etkenler ( sürtünme, direnç gibi) sadece hızımızı etkiliyor.

Aranızdan biri çıkıp 1.vites 2000 devirde compression rate değişiyor, içeri püskürtülen hava ve yakıt miktarı aynı kalmıyor demedi. Bu yüzden diyorum ki eğer iki viteste de ben 2000 devir yapıyorsam ve motorun otto/diesel döngüsü aynı ise benim sadece hızım değişir, içerideki dönüşüm değişmez ve aynı miktarda enerji tüketir ve üretirim.

Yani ben gaz pedalına 5 newton kuvvet ile bastığımda 1.viteste 4000 devir olurken 5.viteste ancak 1500 olabiliyorsa tamam. O zaman gaz kontrolü bende ve devir sayısı araç zorlandığı için aynı miktar gaz ile değişken. Bu yüzden optimum nokta 3.viteste 2000 deviri sağlamak ve 90km sabitlemek gibi. BU son paragrafta yazdığımda bir yanlışlık yok sanırım ama gene de bir bakın lütfen. Ben bir ara 2000 devir her viteste aynı miktar gaz kullanımı ile aynı sandım da.

[paramecium]

Selam,

Anlamaya çalıştığım kadarıyla soruna cevap vermeye çalışayım;
Sen gaz pedalını %40 konuma 1. viteste getirdiğinde motor 2000rpm yapıyor diyelim ve tüketim değeri de Y olsun.

Sen, 5. viteste gaz pedalını yine %40 konuma getirdiğinde motor gerekli olan devire çıkmaya çalışacak. Fakat bu aşamada hava sürtünmesinden dolayı (diğer enerji kayıplarını yok sayıyoruz) motor ürettiği enerjinin bir kısmını bu direnci yenmek için harcayacak. Harcadığı zaman da istenen devire çıkamayacak. Hal böyle olunca, mecburen daha fazla yakıt ile istenen devire ulaşmaya çalışacak.

Motorlarda(endüstriyel uygulamalarda) teknik veriler verilirken şu belirtilir;
-boşta devir ve tüketim
-yükte devir ve tüketim

Motordan sen güç çekmeye başladığın anda tüketim değerleri artacaktır; sen nekadar devir sabit dersen de.

Eğer sürtünmeyi ihmal eder ve t0 ve tx anındaki sürtünme değerlerini sabit alırsan senin söylediğin gerçekleşir.

Ayrıca, sabit şanzıman oranları nedeniyle devir ile hızın oranı birinci derece formülle bağlantılıdır. 'Deviri etkilemez, hızı etkiler' yanlış bir düşünce olur :)

Akışkanlar mekaniği der ki;
Pd=1/2.ρ.V^3.A.Cd

Pd=gerekli kuvvet
ρ=akışkanın yoğunluğu
V=ilerleme hızı
A=referans kesit
Cd=katsayı (ölçüsel bir katsayıdır ve otomobiller için 0,25-0,45 arası bir değer alınır)

Şu alıntıya da bakmakta fayda var:

said:

Note that the power needed to push an object through a fluid increases as the cube of the velocity. A car cruising on a highway at 80 km/h may require only 10HP(7.5kW) to overcome air drag, but that same car at 160 km/h requires 80HP(60kW). With a doubling of speed the drag (force) quadruples per the formula. Exerting four times the force over a fixed distance produces four times as much work. At twice the speed the work (resulting in displacement over a fixed distance) is done twice as fast. Since power is the rate of doing work, four times the work done in half the time requires eight times the power.

Hız devire bağlı bir değer olduğuna göre bence soruna cevap olmuştur. Tabi kastettiğin bu ise :P Başka birşey sorduysan bana kötü anıları(akışkanlar mekaniği) tazeletmeye bağlayacaksın :D

Saygılar.

[Kharon]

paramecium said:

sen, 5. viteste gaz pedalını yine %40 konuma getirdiğinde motor gerekli olan devire çıkmaya çalışacak. Fakat bu aşamada hava sürtünmesinden dolayı (diğer enerji kayıplarını yok sayıyoruz) motor ürettiği enerjinin bir kısmını bu direnci yenmek için harcayacak. Harcadığı zaman da istenen devire çıkamayacak. Hal böyle olunca, mecburen daha fazla yakıt ile istenen devire ulaşmaya çalışacak.

Ben soruyu anladigim kadariyla cevaplamaya calisayim cunku sorunun cevabini bende oldukca merak ettim.

Simdi gaz pedalinin %4o veya %xy konumunda olmasi soruya yanit bulmuyor cunku: Diyelim ki 40km/h hizla gidelim, ben kotu bi surucuyum(! =]) vede vitesi yanlis attim, 3 viteste devirinde olmadigi icin motor devir normlarina cikabilmek icin ve tork egrilerinin altinda kaldigi icin( muhtemelen rolantiye yakin olacaktir) tuketimi artiricak. Fakat birde pro bir surucu olarak 3. viteste 62-63km/h hizla sabit 2160(salliyorum elbette) devir yakalamis olalim, buda aracin agirlik/surtunme/tork/guc gibi degiskenlerinin optimum noktasi olsun.
Eger ki tum bu degiskenleri ayni tutabilirsek(surtunme degisicek fakat surtunme para'nin ustteki mesajindaki alintida da soylendigi gibi 110km ye kadar gayet mantikli guc sinirlari icerisinde sonra 160-200-250 gibi ust sinirlarda inanilmaz degerlere cikiyor)
Simdi burdan soruyu ben tekrar sorayim, kalkis vitesini goz ardi edip 2. viteste optimum hizda(atiyorum bu vites icin 25km/h dur.) 2160 devir ceviriginde yakit tuketimi 3.8l/100km dir. Bunu 4. viteste 76km/h hizla giderken(evet yine bu vites icin degiskenlerin optimum degerindeki hizi) 2200rpm de yine ayni mi tuketir?

Ben yol bilgisayarinin yalancisiyim, evet eger ki ben 4. viteste yaklasik 2200 devirlerde geziniyorsam ve hizim 75-80 arasindaysa bilgisayar her daim 4lt/100km yaziyor, ayni sekilde 5. viteste 110-115 siniri icerisinde 2200rpm de yine 4lt/100km tuketim gosteriyor. yani basit bi mantikla buradan bu hizlarimi ve devirimi korursam(yokus vs yok) belli bir mesafeyi iki vitestede ayni tuketim verileriyle tamamliycam,ayni ekonomide olucak, sadece yuksek hizla daha cabuk gidicem.

Eger bende yanlis anlamadiysam bu ornek tum viteslere genelgecer olarak soylenebilir mi?

[luzumsuz karmasik ve uzun oldu umarim anlatabildim]

[ginaly]

ben de hiçbişi bilmeden yorum yapayım,

tüm devir değerleri aynı olsun, birinde 2. vites 20kmh ile diğer durumda 4. vites 80kmh ile gidelim.

20 ile 80 kmhlik hızlar arasında mutlak suretle bir enerji farkı gerekir. bu enerji de daha çok yakıt tüketerek sağlanır.

of süper ya liseden kalma birbölüikiemvekare formülünü kullanıyorum (:

neyse bana bakmayın siz eheh.

[paramecium]

Selam,

4lt/km değeri normal olabilir. Neden? Belki o motor 1lt/100km ile yetinebilecek(gereken güç bakımından) ama motorun devrini koruyabilmesi için ihtiyacı olan min. yakıt miktarı 4lt/100km'dir.

Sonuçta, siz yokuş aşağı giderken vitesi boşa aldığınızda yol bilgisayarı ne diyor? O durumda motordan hiç güç çekilmemesine rağmen yine de tüketim oluyor değil mi? Aynı şey rolanti devri için de geçerli.

Belli bir min. sınırın altında yakıt sevki mümkün olmayacağı için belki de o 4lt/100km'lik değer eşik değeridir motorun :) Motora 4lt/100km sevk edilirken, istenen gücü üretmesi için yeterli olan yakıt değeri 1,5-3,5lt/100km değerleri arasında dalgalanıyor olabilir.

Saygılar.

[Mathias]

Tamamdır kafamda bu konu ile ilgili 2 farklı soru işareti vardı, ikisi de kalktı. Ben daha bu dönem aldım da termodinamik hocaya soramadan dönem bitti, wikipedia'dan falan da çok araştıramadım. Açıklamalar için herkese teşekkürler ayrıca.

Hem hız&devir bağıntısı hem de sürtünmelerin hıza ve devire etkisi aydınlandı kafamda :):

[paramecium]

Selam,

Seni aydınlatırken biz yandık :P

Saygılar.

[Kharon]

paramecium said:

Belli bir min. sınırın altında yakıt sevki mümkün olmayacağı için belki de o 4lt/100km'lik değer eşik değeridir motorun :) Motora 4lt/100km sevk edilirken, istenen gücü üretmesi için yeterli olan yakıt değeri 1,5-3,5lt/100km değerleri arasında dalgalanıyor olabilir.

Evet ortada kayip olan gucun oldugu asikar, burada kimse itiraz etmiyor sanirim. Fakat benim onermem optimum degerler saglandiginda ayni devirde kaybolan gucunde ayni olacagidir. demek istedigim evet belki 1lt yeterli ama 2. vites dede fazladan devir koruyabilmek icin 3 lt yakiliyor , 5. viteste de.Yani ayni devirde tuketimin ve guc kaybinin ayni olacagi. umarim anlatabildim.

Ve evet motorun esik degeri mantigida cok yerindeydi fakat yokus asagi yaklasik 5-10 derecelik megillerde 1.5-2.5lt/100km de gordugum oluyor, (bu arada belirteyim araclar 307 1.6hdi, ibiza 1.4tdi, hep benzer sonuclar)

Benim bildigim esik degeri hdi motorda 1lt den asagisini okuyamiyor, tdi larda ise 1lt/100km nin altinda veya arac 0km de iken lt/saat cinsinden sonuc veriyor.

Burdan benim merak ettigim baska bi problem cikiyor, acaba yol bilgisayarlari o anda emme manifoldu(veya motoru ne besliyorsa-sallamis olabilirim)ndan gecen yakit miktari degilde, gaza basma orani ve devir/hiz 'a gore mi hesaplaniyor?

Bende aydinlanmak ve aydinlatmaktan ziyade ortaligi karistirdim sanirim, hhehe =P

Birde hazir ortam musaitken ben de bir soru sorayim,
yokus asagi bos viteste inmek mi daha ucuza gelir, yuksek viteste mi inmek(5? 6?)?

motor sanzumandan bagimsizken rolantide de olsa calisiyor bunu herkes bilir, fakat yokus asagi vitesdeyken deviri lastikler sagladigi icin yakit tuketimi neredeyse 0 a kadar iniyor, fakat surtunme daha fazla olacagi icin alinan yol kisa(aktarma organlari, motoru dondurmek vs) kim ne dusunuyor merak ediyorum?
not: bos vites tehlikelidir, ekonomi icin riske girmeye degmez tartismasi yapmayalim lutfen. Sadece olayin mekanigi...

[paramecium]

Selam,

Motorlarda;
Enjektörün debi değeri biliniyor. Bunu t zamanında kaç defa yaptığı da biliniyor. Hız aşikâr. O zaman 100km boyunca ortalama kaç lt harcanacağı hesaplanabilir.

Elektronik sağolsun; debi/kapasite(doğru kelimeyi bulamadım) oranları tanımlandığı için rahatlıkla bu hesabı yapabiliyor. Ehh hata payları her zaman bâki ;)

Saygılar.

[paramecium]

Selam,

Viteste inersen eğer motor aracın ataleti ile döner. Ama bir yandan da gaza basılmadığı için motor devirlenmek istemez. Yokuşun eğimine bağlı olarak, bir hızda sabitlenir ve yokuş inilir. Benim tahminime göre(atıyorum); güç üretimine ihtiyaç olmadığı için motora rolantiden fazla yakıt sevk edilmez diye düşünüyorum.

Bence ama :D

Saygılar.

[MrMarvelous]

Doğru düşünüyorsun.

Hatta günümüzdeki enjeksiyonlu motorlarda (ki artık bugün üretilen bütün arabalar böyle) vitesteyken yokuş aşağı inerken enjektörler kapandığından motor 0lt benzin yakıyor. Yani Viteste inerken motor hiç benzin harcamıyor.

Rölantide ise 1600cc lik bir motor aşağı yukarı saatte 1.5L benzin tüketir. Artık fren mekanizmaları motordan bağımsız olduğu için yokuş aşağı boşta inmek geçmişteki kadar tehlikeli değil. Sadece yokuş aşağı inerken fren yapmak için ihtiyacınız olan güç daha fazla olduğundan frenlere daha çok yüklenirsiniz.

[moriQ]

Motor kompresyonu olayını ben çok kullanıyorum.hem ekonomik hem çevreye duyarlı.
atıyorum kırmızı yanıyor ilerde 5 den 4 e çekip gaz vermiyorum, 3,2 derken gaza-frene basmadan yeşil yanıyor.

özellikle otobanlarda 160 la yokuşu çıkıp 120 sabit hızla ve 0 emisyonla inmek çok zevkli oluyor.

[matama]

motor kompresyonunun motorun omruyle ilgili bir dezavantaji var diye biliyorum ben yalniz emin degilim. Onada dikkat edin..

[MrMarvelous]

İçinde yakıt olmadan gereksiz yere devir çeviriyor motor, fazladan aşınma sebebi tabi...

ama şunu okuyan kaç kişi arabasını 100.000km kullanacak ki? 2. sahibi düşünsün onu :D