«12»
Sähköautoista(kin) ilmoitetaan moottorin vääntömomenttiarvo. Onko se millään tavalla vertailtavissa polttomoottorin vääntömomenttin? Sähköautossahan on kiinteä alennusvaihde tai korkeintaan kaksi vaihdetta. Ja mitä ylipäätään maallikko ymmärtää vääntömomenttiarvosta?
Kirjaudu kommentoidaksesi.
On verrattavissa ihan yksiyhteen. Vaihteistolla ei ole mitään tekemistä vääntömomentin kanssa.
En löytänyt ihan yksinkertaista selitystä vääntömomenttiarvolle, mutta autowikissä on jotain yritetty kertoa:
http://www.autowiki.fi/index.php/Vääntö
Vaihteisto ei ole sama kuin vääntömomentti, mutta suuremmalla väännöllä varustettu kone jaksaa pyörittää raskaampia, eli pidempiä välityksiä. Huutaako kone korkeilla kierrosluvuilla, vai kulkeeko se tyylikkäästi alhaisilla kierroksilla.
Ylämäki tasanopeudella on yksi tilanne missä vääntöä käytetään; jaksaako, vai pitääkö vaihtaa pienemmälle? Sähkömoottorin vääntö alkaa heti matalilta kierroksilta ilman viiveitä, kun taas turbottomissa koneissa paras vääntö vaatii paljon kierroksia ja kevyesti välitettyä vaihteistoa.
Tuolta autowikistä:
"Ennenkuin moottorin tuottama vääntömomentti on välitetty ajoneuvon vetäville pyörille, on sen määrä usein kasvatettu moninkertaiseksi. Parhaana esimerkkinä tästä toimii raskaaseen käyttöön tarkoitettu kuorma-auto, jonka alin vaihde on usein hyvinkin tiheäksi välitetty, tasauspyörästön välitykset ja mahdollinen napavälitys muuttavat omalta osaltaan vääntömomenttia, mahdollistaen hyvinkin raskaiden taakkojen liikuttamisen."
Samasta asiasta puhutaan. Jollain valitulla käyntinopeudella KYTKINAKSELILLA vaikuttavan vääntömomentin tarjoavan moottorin rakenteella ei ole merkitystä. Siksi sähkömottorin ja dieselmoottorin 400 Nm 2000 kierroksella ovat täsmälleen sama asia.
Autokäytössä pitää vaan ottaa huomioon tarve vastata muuttuviin ajotilanteisiin. Vääntömomentin maksimiarvolla ei ole juuri mitään merkitystä. Käyntinopeudella ja valitulla syötöllä on, koska se määrää polttiksen vääntömomentin täysin. Sähkärin vääntökäyrä on yleensä erittäin tasainen ja lähellä maksimimomenttia läpi käyttökelpoisen käyntinopeusalueen, joten sähkärin tapauksessa maksimimomentti kuvaa moottorin kaikissa tilanteissa käytettävissä olevaa voimaa paremmin.
400 Nm vastaa 40 kg painoisen henkilön seisovan metrin varrella varustetun pyörän napaan lukitun mutteriavaimen päällä. Auto liikkuu jo sillä voimalla, mutta ei se ihan räjähtävästi pysty nopeuttaan nostamaan. Siksi sekä sähkö- että polttomoottorin perässä on välitystä muuttava voimansiirto. Polttomoottorin perässä voi olla ykkösvaihteen välityssuhde noin 5:1 ja sen jälkeen perävälitys vaikkapa 2.5:1. välityssuhde kertoo akselimomentin välityssuhteella (mutta ei tehoa). Siksi 400 Nm moottorin perässä olevan välityksen yli vetoakselia vääntää ykkösvaihteella 400 Nm x 5 x 2.5 = 5000 Nm. Nyt siinä metrin varren päässä vetopyörää vääntää 500 kg puntti ja auto lähtee jo liikkeelle ylämäkeenkin.
Sähkäreiden käytännön välityksiä en tunne, mutta samoja periaatteita nekin noudattavat, paitsi että sähkömoottorin laajan vääntöalueen ja värinättömyyden vuoksi sitä kestää käyttää yhdellä vakiovälityksellä. Sähkäreihin tulee lisää välityksiä kun tuo yksi kiinteä välitys nähdään liian rajoittavana kompromissina ja vaikkapa huippunopeutta halutaan lisää suurella nopeudella ajettavaksi tarkoitettuun autoon. Sähkökone pyörii terveesti ja puhtaasti läpi käyntinopeusalueensa, mutta silläkin on varsin selkeä rajansa. Ylikierrokset eivät mäntämoottorin tavoin romahduta moottorin tehoa, mutta ne vaarantavat moottorin kunnossapysymisen kun keskipakovoima alkaa raastaa ylinopeudella pyörivän roottorin käämitystä tai kestomagneetteja hajalle.
"Huutaako" sähkömoottori, kun se käy korkeilla kierroksilla, vai onko sama että sähkömoottorissa on 2000 r/min ja samalla pyörimisnopeudella 400 Nm vai sitten 20000 r/min ja 40 Nm kun kummastakaan ei kuulu mitään? Molemmista saadaan sama teho ja molemat kiihdyttävät autoa yhtä nopeasti.
Sähkömoottorillakin on vääntöhuippu kuten muissakin koneissa, mutta se ajoittuu matalille kierroksille, sen jälkeen se lähtee laskuun. Kun kierroksia tulee tarpeeksi, niin silloin myös sähkömoottori kaipaisi lisää vaihteita jotta huippunopeutta riittäisi.
https://pontoon-e.com/wp-content/uploads/2019/09/Porsche-Taycan-18.png
Itse suosin hyviä vääntölukemia jotka tekevät arkisesta ajosta mukavaa. Hevosvoimalukemia käytetään lähinnä kovissa kiihdytyksissä, tosin hauskoja nekin.
Jos tiputetaan tuosta 10000 kierrokseen, niin tätä 40Nm voi miettiä siten että autoon laitettaisiin 400 kuution moottoripyörän moottori. Ei se jaksaisi ylämäkiä, vaikka kevyessä ajoneuvossa (moottoripyörässä) se voisi olla ilahduttavan pirteä.
Jos molemmissa on saman muotoinen vääntömomenttikäyrä (toisessa vaan madallettu 1/10 osaan ja levitetty 10 kertaiseksi) niin molemmat kuljettavat mitä tahansa kulkuneuvoa ihan yhtä hyvin ja yhtä nopeasti kunhan vain vääntävämmässä on 10 kertaa nopeampi välityssuhde.
Jopa autojen sähkömoottoreissa on ns. kentänheikennyspiste eli nopeus jolla moottoriin syötetään täysi napajännite ja siitä suuremmilla nopeuksilla (vakiotehoalue) momentti tippuu mutta teho pysyy vakiona koska teho = momentti x rpm. Tyypillinen kestomagneettimoottorin (tahtikone) heikkous on, ettei sitä voi kovin paljoa ylikuormittaa - noin puolet autojen moottoreista onkin asynkronimoottoreita ja teoriassa hetkellisesti niistä saa paljonkin enemmän tehoa ulos nimellisarvoihin nähden - tehoeletroniikan ylikuormitus onkin toinen juttu. Melkein 20 vuotta vanhassa Volvossa, perheen kolmosautossa, on pyöristä mitattuna, vääntöä 515Nm moottorin 1800 rpm ja sillä auto liikkuu vaivattomasti, ei mikään raketti kuitenkaan. 0-100km/h menee alle 7s joka on ikuisuus vs monet sähköautot. Tämä alle 4s satasen kiihdytykset on varmaan sykähdyttäviä kun alla on uusi menopeli mutta kuka niitä liikenteessä usein käyttää?
Juu, ainakin Model X:ssä on puolet moottoreista kestomagneetti- ja toinen puoli induktiomoottori. Jännite muuten 320V.
Ymmärtääkseni kestomgneettimoottori (etuvedon moottori) mahdollistaa sen, että auto hidastaa pysähdyksiin asti moottorilla ja pystyy pitämään auton paikallaan moottorin momentilla myös mäessä.
Voisi kuvitella, että regenerointi saa enemmän talteen kestomagneettimoottorilla, vai saakohan?
Teslalla kiihdyttäessä moottori ei huuda, mutta repsikan paikalta saattaa kuulua jotain.
Vähän hassua, että sähköautojen akkujen sanotaan olevan korkeajänniteakkuja. Jokaiseen suomalaiseen torppaan tulee 3x400V (jos tulee sähkö) eli korkeampi jännite kuin esim. Teslan akussa eikä kukaan tuskaile, että on kiukaassa vaarallinen korkeajännite.
Auto Bild.Uutiset
3.9.2021
Järjestelmäteho 374 hevosvoimaa
Tehokas polttokenno ja optimoitu akku tekevät BMW:n vetyvoimalinjasta ainutlaatuisen. Vetypolttokennojärjestelmä osoittaa BMW:n etumatkan sähköisten voimalinjojen kehittäjänä.
Vetysäiliön tankkaaminen vie vain kolmesta neljään minuuttia, joten auto sopii hyvin pitkille matkoille tulevaisuudessa, kun vedyn jakeluverkosto laajenee.
Miten ihmeessä tuo viestisi liittyy tähän aiheeseen? Vai ajatteletko kallilla vedyllä ajavan osoittavan runsaasti vääntöä rahapussissa??
Järjestelmäteho 374 hevosvoimaa vääntää sähkömoottorilla varmaan aika kivasti. Sinulla on näköjään vetyauton kilometrihinta tiedossa?
Teho ilman käyntinopeutta ei kuulu vääntömomenttikeskusteluun.
Lukija saattoi hinnasta puhuessaan tarkoittaa, että jos tavoitteena on dieselin hyötysuhde, niin mihin sitä vetytankkia tarvitaan ollenkaan?
Riippuu millä tasolla keskustelijat ovat.
Esimerkiksi turbodieselin 100 hv versus vaparibensan 100 hv ovat aivat erilaiset koneet nimenomaan vääntömomentin vuoksi. Dieselissä voi olla 250 Nm @ 1750 rpm, kun se bensakoneessa on 130 Nm @ 4000 rpm.
Dieselillä voi vetää mukavasti peräkärryä, mutta bensaversiota täytyy käskeä pienemmillä vaihteilla.
Toki ilman kierroslukumittaria asiaa ei niin huomaa, mutta bensakoneessa on tässä esimerkissä kevyempi välitys, ja toki dieselin huipputehon jää 4000 kierrokseen kun bensa kiertää 6000 saakka. Asialla ei olisi varsinaisesti niin merkitystä, mutta bensaa kuluu enemmän kuin dieseliä, eli se tulee kalliimmaksi.
Sähkömottorissa vääntö alkaa heti, mutta toisaalta se alkaa hiipumaan nopeuden noustessa. Eli se on melkeinpä käänteinen vapariin nähden (joka on heikko alakierroksilla, mutta voimistuu kierrosten kasvaessa).
Sähköauton vääntömomentti / kierrosluku ? siitäkö on kyse
Onko olemassa tuotannossa dieselillä toimivaa polttokennoa? millä sähköä tuotetaan auton sähkömoottorille.
Hyundai NEXO
Polttokennojärjestelmä on aiempaa kevyempi ja sijoitettu autoon kekseliäämmin. Voimalinja kehittää 120 kilowatin (163 hv) maksimitehon ja muhkean 395 newtonmetrin väännön.
Ei riipu. Teho ilman käyntinopeutta ei osallistu vääntömomenttikeskusteluun riippumatta siitä ymmärtävätkö keskustelijat asia vai eivät.
Juuri näin. Moottorin vääntömomentin lisäksi pitää tietää millä käyntinopeudella se esiintyy ja millaisen välityksen kautta se viedään vetoakselille.
Tästä syystä automaattien softwaressa on merkittäviä eroja vaikka niiden hardware olisi samakin.
Mikä tarkoittaa kokonaisuutena sitä, että bensakoneen käyntinopeusalue on rajoittuneempi, vaikka sitäkään eivät kaikki keskustelijat aina huomaa, kun eivät ota huomioon välityksen vaikutusta eri vaihteiden käyttökelpoiseen vetoalueeseen.
Kyse on siitä, että teho on vääntömomentin ja kulmanopeuden tulo, pelkän tehon ilmoittaminen ei kerro vääntömomentista yhtään mitään.
En tarkoittanut dieselillä käyvää polttokennoa, vaan polttokennon patterivetoista voimalinjaa heikompaa hyötysuhdetta. Ei ole tarkkoja lukuja tiedossa, mutta kuutioin sen nojalla, että jos polttokennoauto kuluttaa noin kilon vetyä sadalle ja vedon lämpöarvo on noin kolminkertainen dieselöljyyn verrattuna, silloin polttokenno on hieman dieseliä taloudellisempi, mutta patteriauton kuskin mielestä edelleen toivoton energian tuhlaaja, joka lähes tuplaa energiankulutuksen patterivetoon verrattuna.
163 hv / 395 Nm ovat vaatimattomia lukemia, mutta olennainen ero onkin siinä, että sähköllä toteutettuna tuo vääntölukema on tarjolla aina pyydettäessä. Sekin pitää tosin laskea voimansiirron välitysten läpi, koska auto liikkuu vetoakselimomentilla eikä kytkinakselimomentilla (whatever it means in sähköauto?)
Eipäs olekkaan 395 Nm tarjolla aina pyydettäessä - se on tarjolla vain hitaissa nopeuksissa eli ei koskaan esim. maantienopeuksissa.
Teknisesti vääntömomentti vois olla melko lähellä maksimia suuremmillakin pyörimisnopeuksilla riippuen käytettävästä tehoelektroniikasta ja taajuusmuuttajan asetuksista, mutta toki pitää paikkansa jos sähkömoottoria ajetaan kiinteällä esim. 60Hz taajuudella.
En kyllä keksi miksi täyttä vääntömomenttia voitaisiin tarvita suurilla pyörimisnopeuksilla - toki vääntöä tarvitaan esim. nopeaan kiihdytykseen esim . 80km/h->120km/h, mutta ihan hyvin nuo täyssähköt näkyvät suoritusarvojen mukaan tuostakin selviytyvän.
Polttokennoautolla ajavaa ei hyötysuhteet kiinnosta kun hän haluaa sähköverkosta riippumattoman auton, jossain olosuhteissa ainoa järkevä vaihtoehto.
Jos olisin nyt valinnan edessä sillä missä vetyä on tarjolla patteriauto vai polttokenno, minä valitsisin polttokennon.
Hyundai:
Liikennekäyttöön tarkoitetun vedyn hinnat ilmoitetaan kilogrammoissa. Yksi kilogramma vetyä maksaa esimerkiksi Saksassa tyypillisesti noin 9,50 euroa. Hyundai NEXO kuluttaa 0,95 kilogrammaa vetyä sadalla kilometrillä.
Etelä-Koreassa vedyn hinta on tällä hetkellä noin 6 euroa kilogrammalta ja arvioiden mukaan hinta tulee laskemaan noin kolmeen euroon vuoteen 2030 mennessä ja noin 2,2 euroon vuoteen 2040 mennessä.
Pohjoismaista vetyasemia löytyy jo, ja esimerkiksi Keski-Euroopassa on jo kattava vedyn jakeluverkosto. Myös Yhdysvalloissa vetyautojen mahdollisuudet on tiedostettu laajalti.
Hyundai Nexo Blue 2021
Hinta euroina: 49 501
Hinta Yhdysvalloissa: 58 930 dollaria
Juuri siksi vertasinkin polttokennoa dieseliin. 60 kg dieselöljyä ja 22 kg vetyä on suunnilleen sama energiamäärä. Vedyllä pääsisi paremman hyötysuhteen turvin hieman pidemmälle, elleivät vetyautojen tankit olisi hassun pieniä.
Eli jos valintakriteeri on maksimaalinen vapaus suureen ajomäärään autossa jo mukana olevalla energialla, silloin valinta on nelosdiesel isolla (bensakrematoriota varten suunnitellulla) polttoainetankilla.
Tämä on sinun tilanteessasi vailla helposti saavutettavaa kotilatausta täysin ymmärrettävää.
Mutta jos noudatat itse asettamaasi valintakriteeriä, turbodiesel tarjoaa sinulle vielä suuremman liikkumisen vapauden.
Sähköautoja valittaessa joudutaan valitsemaan hyötysuhteen ja energiatäydennyksiä varten tarjolla olevan infran välillä. Tällä hetkellä molemmat ovat keskimäärin patteriauton puolella.
Millä tuo vety tehdään?
Kiitos tarkennuksesta myös Lukijalle. Tarkennettuna aiempi sanamuotonihan olisi pitänyt olla vaikkapa "sähkömoottori saavuttaa kyseisen käyntinopeuden maksimimomenttinsa salamannopeasti".
Kumpaakaan ei ajeta tasanopeudella lähelläkään maksimimomenttiaan, mutta jos kuski pyytää lisää, sähkäri vastaa nopeammin.
Eihän sitä käytä vapaaehtoisesti edes polttis, joka tuohon pystyisi. Rouvan uudessa autossa on kojetaulun televisiossa teinilelu, joka dumppaa väylältä muutamaa valittua livedataa, mm. Teho- ja vääntölukemat villisti kieppuviin mittareihin. Ne eivät ole olleet meillä käytössä paitsi eri ajomoodien toimintaa opiskellessa.
Pelkästään moottorin käynnistäen ja ajamaan lähtien edes vaaramaisemassa jyrkkään ylämäkeen kaasun lattiaan tallaten en saanut vääntölukemia yli 250 Nm. Vain jos kuski tietää mitä nappia painaa ja mihin suuntaan pari kertaa, auto käyttää moottorin ohjauskarttaa, jolla vääntölukema kiipeää selvästi yli 350 Nm (maksimi on tässäkin köyhäilymoottorissa tajattu 400 Nm).
Persdynon mukaan muuten suurin ero ajomoodien välillä tuntuu olevan vaihto-ohjelmassa. Riemastuttavin yhdistelmä suurin odotuksin talven varalta (jonka juniori nappuloi auton asetuksiin äidilleen valmiiksi) on moottorin ECO moodi ja ohjauksen ja alustan Comfort moodi yhdistettynä ajonhallinnan "leave me alone, I know what I am doing" moodiin.
Vielä kun saisi sähköauton voimakkaan regeneroinnin vasempaan rattiflipuun, ei olisi enää yhtään ikävä manuaalivaihteistoa 😀
Kyllä minä olen dieselilläkin ajanut reippaat 300 km 5pv viikossa ympärivuoden, minä laitoin että jos joutuisin valitsemaan patterin ja polttokennonvälillä.
Olettaisin ettei minun tarvitse taas linkittää tänne vedyn valmistuskaavaa, auto on saasteeton vedyn valmistustavasta riippumatta.
Älä linkitä kaavaa. Linkitä mieluummin prosessin käyttövoima esimerkkitapauksessasi. Se nimittäin kertoo päästöjen jotain odotettavissa olevasta hintakehityksestä.
Aurinkopaneelit ja elektrolyysi lienee kova luu ainakin aurinkovyöhykkeellä:
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/solr.202100487
https://www.hyundai.fi/vety/
Onko vedyn tuottaminen ympäristöystävällistä?
Aivan kuten akkusähköautojen kohdalla, myös vetyautojen ympäristöystävällisyys riippuu siitä, onko tarvittava energia tuotettu uusiutuvilla tavoilla. Vetyä voidaan tuottaa täysin päästöttömästi esimerkiksi aurinko- ja tuulienergian avulla. Lisäksi vetyautoissa on mahdollista käyttää teollisuuden sivuvirtana syntyvää vetyä, joka jäisi muussa tapauksessa mahdollisesti kokonaan käyttämättä. Vuonna 2019 arvioitiin, että Suomen teollisuuden sivutuotteena syntyvä vety riittäisi liikuttamaan yksistään 10 000 vetyautoa.
Hyötysuhde
Vetyauton hyötysuhde on heikompi kuin akkusähköauton. Vedyn valmistamisessa vedestä elektrolyysin avulla saavutetaan tyypillisesti noin 80-85 prosentin hyötysuhde. Polttokennoon kytketyn sähkömoottorin hyötysuhde on puolestaan noin 50-60 prosentin luokkaa, kun akkusähköautolla päästään jopa 95 prosenttiin. Vetyauton hyötysuhde on kuitenkin huomattavasti parempi kuin perinteisen bensiini- (noin 25 %) tai dieselmoottorin (noin 40 %).
Miten iso 22 kg vetytankki on? Vähän tukevampaa tekoa lienee vs dieseltankki.
Toyota Mirai
Vuosimalli 2021
Moottori
Vetyauto, takaveto.
Toimintamatka
620–700 km
Kiihtyvyys 0—100 km/h
9,0s
Huippunopeus
175 km/h
Mitat
pituus: 4975 mm, leveys: 1885 mm, korkeus: 1480 mm, akseliväli: 2920 mm
Polttoainesäiliö 5,6 kg.
22 kiloinen säiliö olisi varmaan melko kookas, kun jo 5 kilon säiliö(t) syövät viisimetrisen Mirain tilat vähiin.
Ja on vielä niin pirun rumakin, bmw:eekin jää kakkoseksi.