Výkon vs. točivý moment konečně srozumitelně: tak o co jde především?15.5.2016 | Ivo Nový | 137 příspěvkůzvětšit fotografiiMálokterý jiný aspekt techniky aut je obestřen tolika nejasnostmi jako výkon a točivý moment. Tento článek dává konečně jednoznačné odpovědi.Přehled kapitolÚvod, Znalost teorie je základemMísto působení momentu je důležité. Proč není jedno jako druhé?Výkon nebo moment, co je důležitější?Elektromobily a hybridy, není to u nich jinak?I u elektromobilů platí stejná fyzikaElektromobily mají díky velmi širokému rozsahu pracovních otáček elektromotoru výhodu, že se obejdou bez převodovky i spojky. Vystačí tak většinou jen s jednoduchým stálým převodem mezi motorem a hnacími hřídeli kol. Charakteristika používaných synchronních i asynchronních elektromotorů obvykle vypadá tak, že od nuly do přibližně třetiny celkového rozsahu otáček pracují v režimu konstantního maximálního momentu, ve zmíněné třetině dosáhnou maxima výkonu a pak již moment až do nejvyšších otáček postupně klesá při konstantním nebo mírně klesajícím výkonu.Graf průběhu výkonu a točivého momentu elektromotoru Renaultu Fluence ZEPraktickým důsledkem je, že v nízkých rychlostech má auto nejvyšší tažnou sílu i zrychlení a poměrně rychle dosáhne maxima výkonu, které si pak s nějakou tolerancí drží až do nejvyšších rychlostí. Vícestupňová převodovka je v takovém případě zbytečná, protože otáčkové pásmo vysokého výkonu je velmi široké a v jeho rámci už žádná změna převodu okamžitý výkon motoru nezvýší. A jak už víme, pro dynamiku auta je rozhodující výhradně výkon.Graf průběhu výkonu a točivého momentu elektromotoru Nissanu LeafPřesto se občas objevují konstrukce elektromobilu s vícestupňovou převodovku, jejich přínos ale bývá diskutabilní. Přesun pracovního režimu elektromotoru do jiných otáček sice neovlivní při vyšších rychlostech dynamiku auta, ovšem otáčky a pracovní režim mají vliv na účinnost elektromotoru, která může kolísat v jednotkách až desítkách procent. Je proto otázkou, zda je výhodnější poněkud ztrátová, ale zároveň jednodušší lehká konstrukce s jedním pevným převodem, nebo složitější a těžší řešení s několikastupňovou převodovkou. Výrobci v naprosté většině preferují první alternativu a ušetřenou hmotnost a náklady raději investují do vyššího dimenzování elektromotoru a větší kapacity akumulátorů.Z dříve vedených souvislostí také vyplývá, že není možné posuzovat ani odhadovat dynamiku elektromobilů na základě hodnot točivých momentů jejich elektromotorů. Motor s větším momentem se bude při daném výkonu točit pomaleji než stejně výkonný motor s menším momentem a pokud má auto fungovat v nějakém rozsahu rychlostí, je nutné rozdíl otáček kompenzovat rychlejším tj. těžším stálým převodem. Tj. ve výsledku se vše srovná a oba motory vyjdou prakticky nastejno. Pro upřesnění – v případě většího, tj. pomalejšího zpřevodování by dynamika mohla být částečně lepší, hnací síla na kolech by se však zvýšila pouze v nízkých rychlostech, kdy je moment elektromotoru konstantní. V oblasti plného výkonu by již nebyl přínos žádný a navíc by došlo ke snížení maximální rychlosti auta.Točivý moment je proto u elektromobilů poměrně podružným údajem, ze kterého snad jen odhadneme, zda použitý elektromotor je nízko- nebo vysokootáčkový. Kvůli marketingově líbivým vysokým hodnotám bývá jeho význam občas nekriticky přeceňován, ale o skutečné dynamice auta nám bez dalších informací například o zpřevodování neřekne téměř nic. Opět tedy docházíme k závěru, že i pro elektromobily je rozhodující výhradně výkon.Někdy se také setkáme s laickým názorem, že elektromotor si v elektromobilu udrží plný moment v celém rozsahu otáček. V kontextu výše uvedeného je zřejmé, že se jedná o nesmysl. Motor by v takovém případě dosáhl maximální výkon až v nejvyšších otáčkách a při nižších rychlostech by byl relativně slabý a výrazně by klesala dynamika. Realita je jiná, i u Tesly.Graf průběhu výkonu a točivého momentu elektromotoru Tesly Model S v různých verzíchA jak to vypadá, když je v autě více motorů?S nástupem elektrifikace přibývá aut, která nespoléhají na jediný motor, ale mají pohonných jednotek více. Obvykle se jedná o spolupráci spalovacího motoru s elektromotory u hybridních aut, případně spolupráci jen elektromotorů v případě čistých elektromobilů. Jejich výkony i momenty se tedy nějak vzájemně kombinují. Jak ale zjistíme celkový výkon nebo celkový točivý moment?U výkonu je situace ještě celkem jednoduchá. Protože se hodnota výkonu v průběhu hnacího řetězce nemění jak jsem si už ukázali, lze okamžité výkony všech motorů jednoduše aritmeticky sčítat. Zásadně odlišné je to ovšem u točivého momentu.Vzhledem k faktu že moment je vždy vázán ke konkrétní hřídeli a v převodech v průběhu hnacího řetězce se jeho hodnota výrazně mění, lze jednoduše sečíst pouze momenty dvou nebo více motorů spojených jedinou společnou hřídelí. Ve všech ostatních případech momenty více motorů buď nelze sčítat vůbec, nebo jen omezeně s respektováním jejich vzájemné vazby. Příkladem

Zdroj: Výkon vs. točivý moment konečně srozumitelně: tak o co jde především? (4) | Autoforum.cz