Z tymi niutonometrami to jest tak:
Moc to iloczyn momentu obrotowego i prędkości kątowej (prościej - obrotowej).
Jeżeli obracamy np. korbą o ramieniu 20 cm jakiś wałek - powiedzmy przykładowo, że to suport w rowerze - naciskając na pedały
średnią siłą 150 niutonów, to generujemy średni moment obrotowy 30 Nm (ramię 1/5 metra, 150/5=30). Jeśli kręcimy z prędkością 1 obrót na sekundę, to prędkość kątowa wałka suportu w przybliżeniu wynosi 1x2 Pi = 6,28 radiana na sekundę. Tak więc moc, z jaką się wysilamy to 30 [Nm] x 6,28 [rad/s] = 188,4 [W] - tak, moc dostaniemy w watach, podstawiwszy do wzoru niutonometry i radiany na sekundę.
Przyjęte przykładowo wartości nie są dalekie od przeciętnie spotykanych rzeczywistych dla napędu DD. Ale 188 watów dla Cienqusia czy Smartolota to ciut przymało, aby wyprzedzać co żwawsze ślimaki
. Tak więc dla szybszej jazdy silnik DD musiałby się kręcić znacznie szybciej, co skutkuje proporcjonalnym wzrostem mocy. Jeżeli mechanicznie by to wytrzymał, to z powodzeniem napędziłby małe autko, oczywiście z odpowiednią przekładnią. Podpowiem jeszcze, że możliwe do wykonania, a nawet dostępne sterowniki mocy BLDC, oparte o niskopojemnościowe mosfety poradzą sobie z takim silnikiem w interesującym Nas tutaj zakresie prędkości obrotowych. A jakie miałoby to-to przyspieszenie ?
Można to w przybliżeniu ugryżć na dwa sposoby:
- wyliczając dynamiczną siłę obwodową na bieżnikach opon autka, która jest niemal tożsama z siłą przyspieszającą. Znając rzeczywistą masę całkowitą poznamy przyspieszenie. Przyjmijmy w uproszczeniu, że silnik wygeneruje niemalże od zerowej prędkości 50 Nm i utrzyma ten moment do 6000 obr/min, przełożenie całkowite na I. biegu to 16:1, całkowita sprawność przeniesienia napędu z silnika na asfalt to 0,8, promień toczny kół to 0,25 m, a autko waży realnie tonę. Mamy wtedy moment na kołach:
50[Nm] x 16 x 0,8 = 640 Nm
I siłę obwodową (promień toczny koła jest tu ramieniem działania tej siły):
640 : 0,25 = 2560 N
Taka siła przyłożona do masy 1000 kg nada jej przyspieszenie:
2560 : 1000 = 2,56 m/s^2
czyli całkiem przyzwoicie, to 0,26 g ("g" to przyspieszenie ziemskie 9,81 m/s^2), a ten silnik może ponoć dużo więcej...
Autko rozpędzi się na tym I. biegu do prędkości:
6000 : 16 = 375 obr/min = 6,25 obr/s - to prędkość obr. kół
0,25[m] x 2 Pi = 1,57 metra - to obwód toczny koła
6,25 x 1,57 = 9,81 m/s = 35,3 km/h - to przybliżona górna prędkość na I. biegu. Całkiem znośnie... Upraszczając, pominąłem narastające wraz z prędkością opory ruchu i stałe opory ruchu. Niewiele to tutaj by zmieniło.
- wyliczając energię kinetyczną przy założonej prędkości autka, z mocy i wykonanej pracy wyliczyć czas potrzebny na zgromadzenie tej energii - czyli przyspieszenie średnie. Ale to bardziej zawiły sposób, nie będę nudził...