TL; DR
Das Problem, auf das Sie stoßen, ist die begrenzte Auflösung Ihrer Geschwindigkeit plus Fluktuation plus leicht unterschiedliche Ansätze zur Berechnung der Leistung. Und schließlich muss man über den Begriff Leistung auf Rädern nachdenken .
Was genau ist Leistung an Rädern?
Ich würde sagen, dies ist die tangentiale Kraft, die die Räder auf die Straße ausüben (dh die Kraft, die Sie nach vorne drückt), multipliziert mit der Geschwindigkeit. Dies ist jedoch weder die Leistung, die Ihr Motor abgibt, noch die Leistung, die Sie beschleunigt!
Motorleistung vs. Leistung an Rädern
Ein Teil der Leistung Ihres Motors wird bereits durch Reibung im Getriebezug und durch Aggregate wie die Klimaanlage aufgebraucht. Beim Beschleunigen ist es noch schlimmer: Der Motor muss alle rotierenden Teile wie Wellen, Zahnräder und Räder durchdrehen, was auch etwas Kraft kostet. Wie Zaid schrieb, fühlt sich das Auto schwerer an als der Motor.
Die Leistung an den Rädern ist also immer geringer als die Leistung des Motors. Aber wir können es hier vernachlässigen, da Sie nicht versuchen, die Leistung an den Rädern aus der Motorleistung zu berechnen. Der einzige Punkt ist, dass die Kraft an den Rädern die nicht angetriebenen Räder durchdrehen muss, aber lassen Sie uns dies auch vernachlässigen.
Reibung und Luftwiderstand
Die Reifen erfahren eine gewisse Reibung beim Rollen auf der Straße, und bei höherer Geschwindigkeit wird der Luftwiderstand wichtiger. Ich habe keine Ahnung von Reibung, aber der Leistungsverlust durch Luftwiderstand kann nach dieser Formel berechnet werden
Dies bezieht sich auf Luftdichte (1,2 kg / m³), Geschwindigkeit, Luftwiderstandsbeiwert (0,32 für Ihr Auto) und Querschnittsfläche (2,1 m² für Ihr Auto). Hier ein Diagramm, um sich ein Bild davon zu machen:
Bei ungefähr 100 km / h werden bereits ungefähr 10 kW der Leistung an den Rädern verbraucht, um die Geschwindigkeit aufrechtzuerhalten. Nur der Kraftüberschuss an den Rädern wird beschleunigt!
Steigungen
Je nachdem, ob Sie bergab oder bergauf fahren, gewinnt das Auto oder muss Energie investieren, die über berechnet werden kann
Die Formeln
Sie haben zwei Formeln angegeben:
gibt die durchschnittliche Leistung an, die benötigt wird, um die kinetische Energie innerhalb eines bestimmten Zeitraums zu ändern. Dies spiegelt nicht wider, dass die Leistung im Laufe der Zeit variieren kann. Die momentane Leistung kann erhalten werden, indem immer kürzere Perioden gewählt werden. Ich möchte Sie nicht mit dem belästigen, was Mathematiker Abweichung nennen , nur das Ergebnis ist Ihre zweite Formel:
Der Mittelwertbildungseffekt der ersten Formel kann jedoch hilfreich sein, wenn die Genauigkeit Ihrer Werte nicht so gut ist. Und da Ihre Daten einmal pro Sekunde erfasst wurden, sollte es keinen großen Unterschied machen, welche Formel Sie verwenden. ABER die zweite Formel benötigt eine Beschleunigung, die in Ihren Daten nicht verfügbar ist und aus nachfolgenden Geschwindigkeitswerten berechnet werden muss. Dies bedeutet auch, dass beide Formeln nicht genau dasselbe Ergebnis liefern (übrigens: Es gibt bessere Methoden zur Berechnung der Beschleunigung):
Ich habe beide Formeln für Ihre Daten verwendet und sie liefern ziemlich konsistente Ergebnisse für dieselbe Geschwindigkeitsquelle.
Daten
OK ... Soooo viel Text, aber noch kein Blick auf die Daten, also lass es uns tun. Ich habe zwei Bilder vorbereitet, die jeweils Geschwindigkeit, Beschleunigung und Kraft zeigen. Die erste, die die gesamte Tour zeigt, zoomt auf einen Zeitbereich von 25 bis 100 Sekunden. Klicken um zu vergrößern:
Glücklicherweise sind GPS und OBD-Geschwindigkeit größtenteils konsistent, aber es gibt immer einen kleinen Unterschied, wie erwartet, und manchmal ging Ihr GPS-Signal verloren.
Sie werden aber auch Schwankungen bemerken, zB bei 75s und 125s. Diese Sprünge nach oben und unten sind in der berechneten Beschleunigung stärker ausgeprägt als der langsame Trend, bei dem es sich um die tatsächliche Beschleunigung handelt. Es ist also klar, dass die berechnete Leistung ein totales Durcheinander ist, obwohl die realen Daten darin zu sein scheinen. (Es spielt keine Rolle, mit welcher Formel Sie die Leistung berechnen, das Ergebnis ist dasselbe.)
Meine Verbesserung
Das zweite Bild enthält eine violette Kurve, bei der es sich um ein Polynom der 4. Klasse handelt, das in die OBD-Geschwindigkeitsdaten eingefügt wird, um eine wirklich glatte Kurve zu erhalten, die die Geschwindigkeit dennoch gut beschreibt. Die Abweichung dieser Kurve passt sehr gut in die Beschleunigungsdaten. Die Leistungsdaten zeigen, dass die Beschleunigung Ihres Autos am Ende nur etwa 12 kW betrug.
Ist das machbar? Ihr Motor hat ungefähr 64 kW bei 6000 U / min, wenn es der stärkere ist. Aber zu dieser Zeit lief es mit ungefähr 3400 U / min und konnte ungefähr 36 kW liefern. Ich habe nur angenommen, dass die Leistung linear mit der Drehzahl ansteigt, was mehr oder weniger der Fall ist. Sie können leicht 10-15% aufgrund von Reibung in der Antriebskette und 10 kW aufgrund von Luftwiderstand abziehen. Wenn Sie 30% von 12 kW (= 3,6 kW) für die Trägheit abziehen, wie Zaid schrieb, erhalten Sie 17 kW. Das sind immer noch mehr als 12 kW, aber Klimaanlagen, Steigungen und andere Effekte könnten dies leicht erklären. (Hast du das Pedal auf den Boden getreten?)
Was du tun kannst
Wenn Sie nicht wissen, wie Sie Funktionen in Daten einpassen (EXCEL weiß es nicht wirklich), können Sie verschiedene Ansätze ausprobieren, um Ihre Geschwindigkeitswerte zu glätten. Erstellen Sie beispielsweise eine neue Spalte und berechnen Sie in jeder Zeile den Durchschnitt der Geschwindigkeit dieser Zeile sowie der Zeile davor und danach. Wiederholen Sie dies möglicherweise mehrmals oder erweitern Sie es auf die letzten beiden bis zu den nächsten beiden Zeilen.
Die Drehmoment App
Sie haben vielleicht bemerkt, dass selbst die von Torque berechnete Leistung gewisse Schwankungen aufweist, obwohl sie etwas weicher zu sein scheint. Ich weiß zwar nicht, wie genau das Drehmoment die Leistung berechnet, aber es scheint, als würde es ein wenig geglättet. Denken Sie auch daran, dass Ihr Smartphone über viel mehr Datenquellen als nur Geschwindigkeit verfügt, über einen Beschleunigungsmesser verfügt und die GPS-Position kennt. Es ist möglich, dass Torque diese Daten auch verwendet. Und schließlich sind GPS-Daten in der Regel nur einmal pro Sekunde verfügbar, die anderen Daten häufiger. Mein Handy kann die anderen Sensoren 15 Mal pro Sekunde auslesen. Die Auflösung ist auch höher als das, was Sie in Ihren Daten haben. Kein Wunder also, dass die berechnete Leistung von Ihrer abweicht.
Und: Um 58: 03.7 Drehmoment behauptet eine Leistung von 60,88 kW bei 3349 U / min, das ist für Ihren Motor unmöglich und zeigt definitiv, dass Drehmoment auch keine genauen Daten liefert ...