Jump to content

Ce e mai important: puterea sau cuplul?


Motobikes

Recommended Posts

Mulți dintre noi, când ne interesăm de o motocicletă, considerăm puterea maximă ca fiind una dintre datele principale pe care vrem să le aflăm despre motocicleta respectivă, laolaltă cu greutatea. Pentru că renumitul raport greutate/putere ar trebui să ne dea o idee despre cât de rapidă este motocicleta respectivă. Dar lucrurile sunt mai complicate de atât, pentru că puterea maximă în sine, ca valoare, nu spune neapărat mare lucru despre cât de bine accelerează motocicleta respectivă sau despre senzațiile pe care le va transmite în accelerare.

P90327342_lowRes_the-new-bmw-s-1000-r.jp

Să încercăm, așadar, să facem puțină lumină în acest subiect care pare atât de simplu, dar este, de fapt, destul de complex.

Puterea maximă a unui motor spune, de fapt, ce rezistență poate învinge motorul respectiv pentru a propulsa un vehicul la o viteză maximă cât mai mare. Așadar, cu cât o motocicletă (sau o mașină, sau un camion) are un motor mai puternic, va putea atinge o viteză maximă mai mare. În această ecuație, greutatea contează foarte puțin spre deloc. Ce contează, pe lângă puterea în sine, este coeficientul aerodinamic al vehiculului respectiv. Asta pentru că, pe măsură ce crește viteza, rezistența aerodinamică devine cea mai importantă forță care se opune înaintării vehiculului. Asta pentru că rezistența aerodinamică crește cu pătratul vitezei. Așadar, la 100 km/h vei avea o rezistență aerodinamică de patru ori mai mare decât la 50 km/h, la 200 km/h de patru ori mai mare decât la 100 și tot așa. De aceea, pe măsură ce se ajunge la viteze mai mari, e nevoie de din ce în ce mai multă putere pentru a crește viteza chiar și cu 10 km/h. Și tot de aceea, motocicletele de MotoGP cu puteri de aproximativ 300 CP nu ating viteze maxime de trei ori mai mari decât o sportivă stradală simplă cu 100 CP.

Motul_banner_MotoBikes_720x280px_032020.

Dar puterea maximă în sine nu ne spune mult mai mult decât abilitatea motocicletei de a atinge o anumită viteză maximă. Atunci când te sui în șa și tragi de gaz, ceea ce îți face sufletul să freamăte nu este puterea, ci cuplul. Mai exact, caracteristica de cuplu (sau curba de cuplu) a motorului. Adică felul în care evoluează cuplul motor de-a lungul plajei de turație, de la ralanti până la turația maximă a motorului.

Cele mai tari senzații sunt date de sportivele de 1.000 cmc moderne, care nu au neapărat cele mai mari valori ale cuplului maxim, cel puțin nu când le comparăm cu tourere sau cruisere cu motoare enorme. Spre exemplu, un BMW M 1000 RR dezvoltă 113 Nm, cu mult mai puțin decât un BMW R 18, care ajunge la 158 Nm. Dar, dacă pentru viteza maximă greutatea nu contează deloc, pentru accelerație contează enorm. Și M 1000 RR cântărește doar 192 kg, în timp ce R 18 trece de 360 kg. Apoi, mai e ceva important: cum evoluează cuplul pe plaja de turație. Regula de bază este că, atâta timp cât cuplul este în creștere, valoarea accelerației crește. Și la M 1000 RR cuplul tot crește și crește până la 11.000 rpm. Adică, de la ghidon, simți că motocicleta trage din ce în ce mai tare până la turații foarte înalte. La polul opus, un R 18 are vârful de cuplu la 3.000 rpm, apoi cuplul scade rapid și se atinge imediat turația de putere maximă, la 4.750 rpm. Senzația este că motocicleta trage tare imediat ce accelerezi, dar valul de accelerație se domolește repede și motocicleta cere treapta următoare, oarecum ca o mașină cu motor turbodiesel.

Grafic-putere-si-cuplu-S-1000-RR.png

Curbele de putere și de cuplu ale actualei generații de BMW S 1000 RR. Turația maximă ajunge la 14.000 rpm, de unde și puterea enormă, de 207 CP. Cuplul e modest la turații mici, apoi crește de-a lungul întregii plaje de turație până ajunge la vârful de 113 Nm. Ce înseamnă asta? În combinație cu greutatea redusă, înseamnă accelerație fulminantă, mai ales acolo unde cuplul crește abrupt, începând de la 4.500-5.000 rpm, turație la care un cruiser mare, precum R 18, a trecut deja de regimul maxim.

Am stabilit așadar că felul în care accelerează o motocicletă este dat de greutatea ei și de cum evoluează cuplul de-a lungul plajei de turație a motorului. Cu cât ai mai mult cuplu, cu atât mai bine. Cu cât cuplul crește (sau se menține ridicat) de-a lungul unei plaje mai mari de turație, cu atât mai bine. Și partea interesantă este că puterea și cuplul sunt, de fapt, strâns legate una de cealaltă. Puterea dezvoltată de motor la o anumită turație este, de fapt, produsul dintre cuplu și turație. Adică, pentru a crește puterea maximă unui motor, poți crește cuplul sau poți duce motorul la o turație maximă mai mare. De aceea sportivele de 1.000 cmc au puteri enorme, de peste 200 CP, deși cuplul lor nu este chiar atât de mare: ajung la turații de peste 13.000 rpm. Și tot de aceea cruiserul BMW R 18 din exemplul de mai devreme nu ajunge la cine știe ce putere maximă, deși are cuplul mai mare decât multe mașini de familie: 91 CP la turația maximă modestă de 4.750 rpm.

P90378125_lowRes_-big-boxer-of-the-bm-sc

Motorul de BMW R 18: doi cilindri enormi, două pistoane pe măsură. Asta înseamnă inerție mare și, implicit, turație maximă modestă. Cilindreea fiind impresionantă, de 1.802 cmc, cuplul este însă pe măsură: 158 Nm, dintre care 150 disponibili deja de la 2.000 rpm.

De altfel, dacă am vrea să creștem turația maximă a unui R 18 astfel încât să atingă puteri impresionante, deși teoretic e posibil, practic e foarte complicat. Cu cât motorul este mai mare și are mai puțini cilindri, are pistoanele și bielele mai mari. Și inerția unui piston enorm de R 18 e foarte mare, astfel încât, dacă ai încerca să-l duci la 10.000 rpm, la un moment dat pistonul ar fi aruncat afară prin chiulasă. Pentru turație mare, trebuie un motor mai mic, cu cilindri mai mulți, astfel încât pistoanele să fie mici, cu inerție mică.

Pentru a crește cuplul unui motor, lucrurile stau și mai complicat. Cuplul maxim pe care-l poate produce un motor aspirat (adică fără supraalimentare cu turbcompresor sau compresor mecanic, tehnologii foarte frecvent utilizate la mașini) este limitat de cilindreea motorului. Adică un motor de 1.000 cmc aspirat nu poate produce mult mai mult de cei 110-120 Nm pe unde se învârtesc toate motoarele sportivelor moderne. Și ca să ajungi la această valoare (foarte ridicată, de altfel), trebuie să ai un raport de comprimare mare și un motor prin care gazele curg foarte eficient. Adică cilindrul se umple cât mai bine cu amestec carburant, îl arde cât mai eficient, apoi evacuează foarte bine și repede gazele arse, la orice turație. Totul cu pierderi minime prin frecări și inerție. Și aici își câștigă pâinea specialiștii în motoare, care petrec sute și mii de ore studiind grafice și găsind soluții pentru a îmbunătăți curgerea gazelor și eficiența procesului de ardere.

Dar, de cele mai multe ori, când nu se caută performanța maximă, specialiștii încearcă să găsească o curbă de cuplu ideală pentru motocicleta respectivă, pentru felul în care va fi folosită. Asta și pentru că nu există perfecțiune. Adică nu există motorul care să aibă cuplu foarte mare de la cele mai joase regimuri până la cele mai înalte. De aceea se numește „curbă de cuplu” și nu „linie de cuplu”, pentru că poate fi optimizată în anumite direcții, dar niciodată nu poate fi perfectă. Pentru că umplerea cilindrului cu amestec proaspăt și evacuarea gazelor arse trebuie optimizate pentru anumite regimuri de turație. Dacă gazele curg foarte bine la turații joase, motorul va funcționa „gâtuit” la regimuri înalte și invers. De aceea sportivele de 1.000 cmc trag extrem de tare la 10.000 rpm, dar nu fac cine știe ce la 2.000 rpm. Aici ajută destul de mult sistemele de distribuție variabilă folosite de-a lungul timpului de producători precum Honda, BMW, Harley-Davidson și Ducati.

Motul_banner_MotoBikes_720x280px_032020.

Un mod bun de a ne gândi la puteri similare, dar curbe de cuplu diferite, este să ne gândim la două motoare complet diferite, atât ca generație, cât și ca tehnologie. Honda RC166 era bolidul folosit de niponi la începutul anilor 1960, când motoarele în doi timpi de la Suzuki și de la Yamaha începeau să facă legea la categoriile mici. Honda, care credea orbește în motoarele în patru timpi și nu voia să facă trecerea la doi timpi, a contracarat cu un motor de 250 cmc cu șase cilindri în categoria sfertului de litru. La 125 avea un motor cu cinci cilindri. Evident, pistoanele fiind foarte mici, motoarele ajungeau la peste 18.000 rpm și astfel ajungeau la puteri maxime comparabile cu motoarele în doi timpi de la Suzuki. Dar motoarele împinse astfel nu aveau cuplu decent decât în ultimele 3-4.000 de rotații pe minut din întreaga plajă de turație. Astfel, pilotul avea dificila misiune de a ține mereu motorul în treapta corectă de viteză, astfel  încât turația să nu scadă niciun moment sub 14.000 rpm, acolo unde motorul era, practic, „mort”. La 18.000 rpm, motorul de 250 cmc cu șase cilindri dezvolta 62 CP.

honda-rc-166-6.jpg

Honda RC166: o bijuterie a tehnologiei anilor ’60. Motorul cu șase cilindri atinge puterea maximă de 62 CP la 18.000 rpm și doar ultimele 4.000 rpm sunt realmente utile ca forță de tracțiune. Asta deoarece cuplul maxim, limitat implicit de cilindree, s-a „mutat” la turație foarte mare. În mâinile unui pilot antrenat, motocicleta era incredibil de performantă pentru acea vreme (fiind și foarte ușoară), dar imediat ce ai scăzut sub acea plajă de turație, forța de tracțiune scade foarte mult și motocicleta devine extrem de lentă.

În contrapartidă, să ne uităm puțin la motorul cu doi cilindri, de 750 cmc, de pe Honda NC750X și X-ADV. Dezvoltă doar 58,6 CP, dar la doar 6.750 rpm și un cuplu maxim de trei ori mai mare decât vechiul motor de curse (69 Nm), la doar 4.750 rpm. Asta înseamnă că motorul mai mare, deși cu câțiva cai-putere mai slab, trage bine oriunde s-ar afla în plaja de turație, ceea ce îl face foarte ușor de folosit. Cel de curse poate obține performanțe surprinzătoare, dar doar dacă este folosit într-un anume fel, mereu „în blană” și mereu ținut în plaja de turație foarte scurtă în care dezvoltă cuplu util.

IMG_4904.jpg

Honda NC750X: doi cilindri mari, turație maximă scăzută, deci putere implicit modestă pentru cilindreea relativ mare, la 58 CP. Dar cuplul este prezent peste tot în plaja de turație, deci motocicleta este foarte ușor de folosit, deși nu foarte performantă.

Dacă am vrea să tragem o concluzie după toată această poveste, ar fi următoarea: cuplul și puterea sunt strâns legate, fiind derivate una din alta. Atunci când motorul produce un cuplu apropiat de maximul posibil pe o plajă cât mai largă de turație, motocicleta devine mai ușor de folosit, având forță de tracțiune în orice moment. Cu cât se caută însă performanța supremă, plaja de turație se alungește foarte mult și cuplul util este disponibil la o turație din ce în ce mai mare. Pentru folosirea „civilizată” pe stradă, cuplul disponibil instantaneu este mai util decât puterea maximă enormă, pentru performanța supremă, acolo unde nu se folosesc niciodată regimurile joase și medii, contează doar performanța la regimul maxim.

Acest articol a fost realizat cu sprijinul prietenilor și partenerilor noștri de la Motul România, care ne susțin în toate inițiativele legate de tehnică și tehnologie. Puteți să aflați ce produse Motul sunt recomandate pentru motocicletele voastre folosind motorul lor de căutare foarte util.

Mituri populare despre putere și cuplu

„Normal că Honda VFR 800 trage bine, are cuplul ăla de motor în V!”

Cuplul unui motor aspirat este legat strict de cilindreea motorului și de caracteristica de cuplu pe care au vrut să i-o dea cei care l-au proiectat. Adică faptul că motorul e în V poate să-i schimbe puțin curba de cuplu față de un motor în linie, dar nu semnificativ. Și un motor în linie poate fi făcut să tragă exact la fel, dacă are aceeași cilindree, același raport de comprimare, aceeași curgere a gazelor și aceeași hartă de alimentare/aprindere. „Cuplul de motor în V’ este, așadar, un mit.

„Motocicleta mea nu prinde x km/h pentru că e prea grea!”

Viteza maximă nu are legătură cu greutatea motocicletei. Sigur, cu cât e mai grea, va ajunge mai greu la acea viteză maximă, dar tot va ajunge. Viteza maximă a motocicletei este dată de puterea maximă și de rezistența aerodinamică. Pentru a putea fi atinsă viteza maximă posibilă a motocicletei, trebuie ca și raportul final al transmisiei să permită acest lucru. Dacă ultima treaptă e prea scurtă, motocicleta nu va ajunge la viteza maximă posibilă, plafonându-se mai devreme, când ajunge la turația maximă a motorului. Dacă e prea lungă, motorul nu va avea destulă putere să ajungă la acea turație maximă.

„Dacă fac câteva modificări la motor, o să aibă câțiva cai în plus, deci o să tragă mai tare!”

Nu neapărat. Câțiva cai-putere în plus la turația maximă înseamnă o viteză maximă mai mare, dar nu neapărat și o accelerație mai puternică până la acea viteză. Desigur, anumite modificări îi dau motorului nu doar câțiva cai-putere în plus, ci și câțiva Newton-metri în plus la anumite regimuri de turație, deci este foarte probabil să ai și o accelerație îmbunătățită. Dar, strict pentru accelerație, cuplul în plus în plaja de turație folosită cel mai des ajută.

Sursa

Link to comment
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

  • Recently Browsing   0 members

    • No registered users viewing this page.
×
×
  • Create New...