AndreAzuree schreef :
Erikdejong schreef :
Klopt, maar net als met een boot is acceleratie bij een auto voor 100% gebaseerd op aanwezig koppel, niet op vermogen. Een 80kW kilowatt electromotor heeft die 80 kW (107pk) beschikbaar bij stilstand. Een ICE motor heeft dat pas beschikbaar als je al 3 tot 4 duizend toeren draait met de motor. Vandaar dat je racewagens altijd met hoge toerentallen ziet rijden: meer vermogen beschikbaar aan de aandrijfassen voor sneller accelereren.
nu volg ik je weer.
Je kunt met weinig koppel inderdaad ook een snelle acceleratie krijgen, denk even aan de Honda VTEC motoren die moeiteloos 9000 rpm draaien, of een F1 auto, die hebben allemaal heel weinig koppel.
Sorry dat ik het zeg, maar jullie zitten nu wel heel ver van het pad af.
Om te beginnen: koppel is kracht(N) x arm(m), Nm dus
Vermogen is koppel x toerental, in het metrisch stelsel toeren in radialen/sec, 1 omwenteling is 2pi radialen. 1 kW = 1000 W = 1000 Nm/sec. 1 Nm is 1 Joule. Nm is ARBEID, Watt is VERMOGEN. Vermogen is arbeid per tijdseenheid.
Zowel koppel als toerental zijn vaste eenheden en gelden zowel voor elektromotor als dieselmotor.
Hieruit volgt: vermogen zonder toerental is onmogelijk, en met ELK vermogen kan je ELK koppel genereren: kwestie van overbrenging (tandwielkast, versnellingsbak). Je kunt met een bromfietsmotor het koppel van een Caterpillar bulldozer evenaren, als je er maar genoeg tandwielen achter zet.
Er zijn vele soorten elektromotoren, sommige kunnen bij stilstand een enorm koppel genereren (gelijkstroom seriemotor), andere hebben bij stilstand praktisch geen koppel (draaistroom kooiankermotor direct op het net).
Inderdaad hebben veel elektromotoren een heel andere koppelkromme dan een dieselmotor, die zijn als het ware een dieselmotor met interne versnellingsbak.
Hoog koppel bij lage toeren is nuttig voor een auto of een trein, voor een schroefaandrijving is het absoluut zinloos: schroefkoppel neemt kwadratisch toe met toerental, dus een schroef bij lage toeren vraagt heel weinig koppel.
Dit is een veelvoorkomend misverstand: het koppel wordt door de schroef bepaald EN NIET DOOR DE AANDRIJVING: de aandrijving moet het koppel kunnen geven wat de schroef vraagt.
Bij toenemend toerental neemt het koppel (Nm) toe met het kwadraat, en het vermogen (kW = koppel x toeren) dus met de derde macht (ongeveer).
En nog iets: vermogen is niet alleen koppel x toeren, maar ook kracht x snelheid: N x m/sec = Nm/sec = Watt. Ofwel schroefstuwkracht (N), gelijk aan scheepsweerstand (N) x scheepssnelheid (m/sec) is gelijk aan schroefkoppel x toerental x schroefrendement - beide in kW dus, en elektrisch of diesel maakt niets uit.
Die formule 1 motor heeft een versnellingsbak achter zich die de toeren reduceert naar het wieltoerental, en dus met dezelfde factor het motorkoppel (wat laag is) vergroot. Je kan er natuurlijk een 3 cilinder Industriemotor opzetten met groot koppel bij 375 toeren, maar de formule 1 racewagen weegt iets van rond de 800 kg, dus met de Industriemotor heeft het weinig zin meer om mee te doen, alleen het vliegwiel weegt al een veelvoud. Acceleratie is kracht op de wielen, dat is koppel en koppel x wieltoerental is vermogen, dus voor acceleratie heb je kW's nodig en een juiste overbrenging (versnellingsbak).
Een brandstofmotor zet de warmte in de brandstof (kJ/kg) om in mechanisch energie, en met hoog toerental/laag koppel kan dat met een kleine lichte motor - hoe groter de motor wordt hoe slechter de verhouding gewicht/vermogen (lager toerental, hoger koppel maar ook beter rendement en langere levensduur).
Bij een juist berekende (zelfde) schroef en overbrenging gaat een schip met een 8kW dieselmotor toch echt harder dan datzelfde schip met een 5 kW elektromotor. In dit geval haalt de diesel hetzelfde koppel bij een hoger toerental, of een hoger koppel bij hetzelfde toerental, dit is gewoon een simpele natuurwet.
Wat ook nog meetelt: een dieselmotor heeft een redelijk harde vermogensgrens: toerental is mechanisch beperkt door de regulateur, en koppel is begrensd door de maximale inspuiting.
Sommige elektromotoren hebben deze beperking niet (zoals de gelijkstroom seriemotor, populair vanwege het kwadratisch met de ankerstroom toenemend koppel maar met een onbegrensd toerental - bij wegvallen van de belasting pleegt hij zelfmoord!)
Aard van het beestje is dat de meeste elektromotoren makkelijk overbelast kunnen worden: bij toenemend koppel neemt de stroom toe en dus ook het elektrisch vermogen - ook stroom x spanning is kW, en de accuspanning blijft (min of meer) constant. Dit verklaart ook de snelle acceleratie van elektrische auto's: dit is in principe zwaar overbelasten van de motor gedurende korte tijd - ook alweer leuk voor auto's maar zinloos voor schepen.
Elektromotoren worden aangegeven met hun nominaal vermogen, nominaal koppel bij nominale toeren.
Veel elektromotoren kunnen bij lagere toerentallen tot meer dan 3 keer hun nominale koppel geven, en nogmaals: geweldig als je een trein (of auto) op gang moet brengen, maar absoluut zinloos als je er een scheepsschroef mee aandrijft.
Uiteindelijk wordt (als het goed is tenminste) voor de elektromotor de schroef berekend op nominaal koppel bij nominaal toerental, net zoals bij de dieselmotor dus: bij maximum toerental moet de aandrijving het koppel kunnen geven wat de schroef vraagt.