TL; DR
Проблема, с которой вы сталкиваетесь, заключается в ограниченном разрешении вашей скорости плюс флуктуация плюс немного другие подходы для расчета мощности. И, наконец, вы должны подумать о термине мощность на колесах .
Что такое мощность на колесах?
Я бы сказал, что это тангенциальная сила, приложенная колесами к улице (то есть сила, которая толкает вас вперед), умноженная на скорость. Но это не та мощность, которую выдает ваш мотор, ни та, которая ускоряет вас!
Мощность двигателя против мощности на колесах
Некоторая часть мощности вашего двигателя уже съедается трением в трансмиссии и агрегатами, такими как кондиционеры. Еще хуже при ускорении: двигатель должен раскручивать все вращающиеся части, такие как валы, шестерни и колеса, что также требует некоторой мощности. Как писал Заид, машина чувствует себя тяжелее с мотором, чем на самом деле.
Таким образом, мощность на колесах всегда ниже, чем мощность двигателя. Но мы можем пренебречь этим здесь, поскольку вы не пытаетесь рассчитать мощность на колесах по мощности двигателя. Единственный момент заключается в том, что мощность на колесах должна раскручивать незатянутые колеса, но давайте также пренебрегаем этим.
Трение и сопротивление
Шины испытывают некоторое трение при движении по улице, и с более высокой скоростью сопротивление становится более важным. Я понятия не имею о трении, но потерю мощности из-за сопротивления можно рассчитать по этой формуле
который принимает плотность воздуха (1,2 кг / м³), скорость, коэффициент сопротивления (0,32 для вашего автомобиля) и площадь поперечного сечения (2,1 м² для вашего автомобиля). Чтобы получить представление об этом, вот схема:
При скорости около 100 км / ч примерно 10 кВт мощности на колесах уже потребляется только для поддержания скорости. Только избыток мощности у колес вкладывается в ускорение!
Склоняет
В зависимости от того, едете ли вы вниз или в гору, автомобиль получает или должен вкладывать энергию, которую можно рассчитать с помощью
Формулы
Вы дали две формулы:
дает среднюю мощность, необходимую для изменения кинетической энергии в течение данного периода. Это не отражает того, что мощность может меняться со временем. Мгновенная мощность может быть получена путем выбора более короткие и более короткие периодов. Я не хочу беспокоить вас тем, что математики называют отклонением , просто результат - ваша вторая формула:
Однако эффект усреднения первой формулы может быть полезен, если точность ваших значений не так хороша. А так как ваши данные отбирались раз в секунду, не имеет большого значения, какую формулу вы используете. НО вторая формула нуждается в ускорении, которое недоступно в ваших данных и должно рассчитываться по последующим значениям скорости. Это также означает, что обе формулы не дают одинакового результата (кстати, есть лучшие методы для расчета ускорения):
Я использовал обе формулы для ваших данных, и они дают совершенно одинаковые результаты для одного и того же источника скорости.
Данные
Хорошо ... Так много текста, но пока не смотрите на данные, так что давайте сделаем это. Я подготовил две картинки, каждая из которых показывает скорость, ускорение и мощность. Первый, показывающий весь тур, увеличивает масштаб времени до 25-100 с. Нажмите, чтобы увеличить:
К счастью, скорость GPS и OBD в основном совпадают, но всегда есть небольшая разница, как и ожидалось, и иногда ваш сигнал GPS теряется.
Но вы также заметите колебания, например, в 75 с и 125 с. Эти скачки вверх и вниз более заметны в расчетном ускорении, чем медленный тренд, который является реальным ускорением. Таким образом, ясно, что рассчитанная мощность представляет собой полный беспорядок, хотя реальные данные, похоже, находятся внутри. (Неважно, какую формулу вы используете для расчета мощности, результат тот же.)
Мое улучшение
Второе изображение содержит фиолетовую кривую, которая является полиномом 4-го класса, подходящего к данным скорости OBD, чтобы получить действительно плавную кривую, которая все же хорошо описывает скорость. Отклонение этой кривой очень хорошо вписывается в данные ускорения. Данные о мощности показывают, что ускорение вашего автомобиля было вызвано примерно 12 кВт в конце.
Это возможно? Ваш мотор имеет мощность около 64 кВт при 6000 об / мин, если он сильнее. Но в то время он работал на скорости 3400 об / мин и мог выдавать примерно 36 кВт. Я просто предположил, что мощность увеличивается линейно с оборотами в минуту, что более или менее верно. Вы можете легко вычесть 10-15% из-за трения в приводной цепи и 10 кВт из-за сопротивления. Вычтите 30% от 12 кВт (= 3,6 кВт) для инерции, как писал Зайд, и вы получите 17 кВт. Это все еще больше, чем 12 кВт, но кондиционер, уклоны и другие эффекты могут легко объяснить это. (Вы пинали педаль на пол?)
Что ты можешь сделать
Если вы не знаете, как вписать функции в данные (EXCEL на самом деле не знает), вы можете попробовать разные подходы для сглаживания значений скорости. Например, создайте новый столбец и в каждой строке рассчитайте среднее значение скорости этой строки, строки до и после. Может быть, повторить это несколько раз или продлить до двух последних строк.
Приложение Torque
Возможно, вы заметили, что даже мощность, рассчитанная с помощью Torque, показывает некоторые колебания, хотя кажется, что она немного плавнее. Хотя я не знаю, как именно Torque рассчитывает мощность, похоже, что применяется некоторое сглаживание низкого уровня. Также имейте в виду, что ваш смартфон имеет гораздо больше источников данных, чем просто скорость, он также имеет акселерометр и знает свое положение GPS. Возможно, что Torque также использует эти данные. И, наконец, данные GPS обычно доступны только один раз в секунду, остальные данные чаще. Мой мобильный может считывать другие датчики 15 раз в секунду. Разрешение также выше, чем у вас в ваших данных. Поэтому неудивительно, что его расчетная мощность отличается от вашей.
И: При 58: 03,7 крутящий момент заявляет о мощности 60,88 кВт при 3349 об / мин, это невозможно для вашего мотора и определенно показывает, что крутящий момент тоже не дает точных данных ...