Calculando o torque da roda a partir do torque do motor

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Parece possível obter o torque e as rotações do motor em um barramento CAN de caminhão. Eu gostaria de estimar a força de tração nas rodas, considerando esses dois valores.

Como devo calcular o torque nas rodas? Eu não precisaria de uma relação de marchas, que não parece obtida no barramento CAN?

(também fez esta pergunta em physics.stackexchange)

engine obd-ii torque can-bus user1889776
fonte
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Você está pedindo para obter uma saída de valor de torque nas rodas em qualquer marcha? Nesse caso, isso seria muito difícil de ser feito para qualquer veículo, porque a quantidade de perda parasitária de um veículo será diferente. Existe uma regra geral de que você perde ~ 15% hp / tq através do trem de força de um veículo com uma transmissão por turno padrão, enquanto você perde ~ 18-20% com um automático. Estas são apenas regras de ouro. A relação de transmissão diferencial será estática em qualquer veículo, mas poderá ser diferente entre marcas / modelos. A relação de transmissão final também será diferente. Difícil de calcular.
Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2
A colocação cruzada no Stack Exchange é altamente desencorajada. meta.stackexchange.com/questions/64068/…
DucatiKiller 14/01
Desculpas pelo cruzamento, mas eu aprecio a perspectiva única de Paulster2. Meu pensamento é que eu deveria ser capaz de criar um modelo que calcule a vantagem mecânica total da velocidade do veículo (daí a rotação das rodas) e as rotações do motor. Meu modelo também levará em consideração as perdas de transmissão, etc., para obter uma boa estimativa da força de tração. Obrigado a todos.
precisa saber é o seguinte

Respostas:

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O básico é bastante simples.

O motor gera um certo torque Ne uma certa potência Pem uma determinada RPM. Além disso, a relação entre potência e torque é:

P = C * N * RPM

onde Cé uma constante para converter todas essas unidades ímpares. Pois N, Pem unidades SI, é

C = pi / 30

Negligenciando qualquer perda, a energia é conservada do motor para as rodas, para que você possa dizer

C * N_motor * RPM_motor = C* N_wheel * RPM_wheel

N_wheel = N_motor * RPM_motor / RPM_wheel

O RPM da roda pode ser facilmente derivado da velocidade e da circunferência de rolamento da roda R_wheel. (Lembre-se de que a circunferência do rolamento é menor que a circunferência geométrica, pois o pneu é flexível.

Como você está mais interessado na força de tração F_wheel, é

N_wheel = F_wheel * R_wheel

e entao

F_wheel = N_motor * RPM_motor / (RPM_wheel * R_wheel)

Como também é v = pi * RPM_wheel * R_wheel / 30(velocidade em m / s), você pode escrever

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

Isso significa que, se você realmente tiver o torque que o motor fornece atualmente, a rotação do motor e a velocidade do caminhão, poderá calcular a força total aplicada à rua. É estranho que as relações de transmissão não apareçam, mas estão ocultas na relação RPM_motor / RPM_wheelou RPM_motor / v.

Na realidade, existem muitas perdas não negligenciáveis, como Paulster2 escreveu em seu comentário. Todo rolamento e cada roda dentada tem algum atrito, diminuindo um pouco de torque e potência. Se esse torque for constante, a perda de potência será linear às RPMs desta parte, mas, geralmente, o torque aumentará com as RPMs; portanto, a perda de potência aumentará ainda mais rapidamente com as RPMs.
Isso significa que a perda não é constante, varia com a rotação e a velocidade!
Um fato interessante: uma embreagem transfere potência / torque por atrito. Para uma embreagem deslizante, o torque é o mesmo nos dois eixos, mas a energia é perdida devido à diferença de RPM ...

E para deixar claro novamente: Você fazer precisa a medida do torque do motor, torque máximo em determinado RPM não é o que você precisa.

sweber
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Resposta fantástica, sweber. Duas perguntas: a) Não há como determinar a circunferência precisa da roda sem dizer, instalar sensores na roda, correto? b) A leitura de torque do barramento CAN é suficiente para os cálculos acima?
user1889776
a) É fácil medir a distância quando a roda fez ... digamos 10 rotações. No entanto, a circunferência do rolamento também muda com a carga e a pressão dos pneus. b) não sei. Mas, como foi dito, existem muitas perdas não conhecidas com precisão de até 20% em toda a linha de transmissão do motor às rodas. Isso já torna o valor calculado bastante impreciso; portanto, o que importa uma leitura imprecisa de torque do motor?
sweber
Sua resposta pode ser refatorada de alguma maneira para atender às ações de um diferencial "aberto" padrão. Como você o alteraria para atender a diferenças limitadas de deslizamento ou bloqueio e assume que a aderência não foi excedida e que nenhuma roda está girando. Em aplicações de tração dianteira, como atender ao ângulo de deslizamento quando as rodas não estão na posição reta à frente e também pode atender a diferenças no ângulo da roda devido ao design da geometria da direção e aos efeitos de diferentes pesos de canto efetivos na carga.
Steve Matthews
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Na verdade, pessoal, a ECU calcula o torque em carros de transmissão automática, para saber como mudar em uma boa sequência. Esse número é acessível. Você pode lê-lo a partir de dados ao vivo do dispositivo de scanner obdii

Sufyan
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Esse torque é "roda"? "Torque do motor? quais perdas estão incluídas ou não?
Solar Mike
Eu não acredito. Conheço os PIDs do Service 01, e não existe esse animal. A menos que você esteja falando sobre a solicitação do motorista da porcentagem de torque do motor ou algo assim.
SteveRacer 30/01