TL; DR
Problemem, który napotykasz, jest ograniczona rozdzielczość prędkości plus fluktuacja plus nieco inne podejścia do obliczania mocy. I wreszcie trzeba pomyśleć o określeniu moc na kołach .
Czym dokładnie jest moc w kołach?
Powiedziałbym, że jest to siła styczna przyłożona przez koła na ulicę (tj. Siła, która popycha cię do przodu) razy prędkość. Ale to nie jest moc dostarczana przez silnik ani moc, która cię przyspiesza!
Moc silnika a moc na kołach
Część mocy z silnika jest już pochłaniana przez tarcie w przekładni i agregaty, takie jak klimatyzacja. Jest jeszcze gorzej podczas przyspieszania: silnik musi obracać wszystkie obracające się części, takie jak wały, koła zębate i koła, co również wymaga pewnej mocy. Tak jak napisał Zaid, samochód jest cięższy dla silnika niż jest w rzeczywistości.
Tak więc moc na kołach jest zawsze niższa niż moc silnika. Ale możemy to tutaj pominąć, ponieważ nie próbujesz obliczyć mocy na kołach na podstawie mocy silnika. Chodzi tylko o to, że moc na kołach musi rozpędzić niedościgłe koła, ale pomińmy to również.
Tarcie i przeciąganie
Opony odczuwają tarcie podczas jazdy po ulicy, a przy większej prędkości opór staje się coraz ważniejszy. Nie mam pojęcia o tarciu, ale utratę mocy spowodowaną oporem można obliczyć za pomocą tego wzoru
który przyjmuje gęstość powietrza (1,2 kg / m3), prędkość, współczynnik oporu powietrza (0,32 dla samochodu) i pole przekroju (2,1 m2 dla samochodu). Aby dowiedzieć się o tym, oto schemat:
Przy prędkości około 100 km / h zużywa się już około 10 kW mocy na kołach, aby utrzymać prędkość. Tylko nadwyżka mocy na kołach jest przyspieszana!
Pochylnie
W zależności od tego, czy jedziesz w dół, czy pod górę, samochód zyskuje lub musi zainwestować energię, którą można obliczyć
Formuły
Podałeś dwie formuły:
daje średnią moc potrzebną do zmiany energii kinetycznej w danym okresie. Nie oznacza to, że moc może się zmieniać w czasie. Chwilowa moc można uzyskać, wybierając krótsze okresy. Nie chcę zawracać ci głowy tym, co Matematycy nazywają dewiacją , tylko wynikiem jest twoja druga formuła:
Jednak efekt uśredniania pierwszej formuły może być korzystny, jeśli precyzja twoich wartości nie jest tak dobra. A ponieważ dane są pobierane raz na sekundę, nie powinno to mieć większego znaczenia, jakiej formuły używasz. ALE druga formuła wymaga przyspieszenia, które nie jest dostępne w twoich danych i musi być obliczone na podstawie kolejnych wartości prędkości. Oznacza to również, że obie formuły nie dają dokładnie tego samego wyniku (przy okazji: istnieją lepsze metody obliczania przyspieszenia):
Użyłem obu formuł do twoich danych, które dają całkiem spójne wyniki dla tego samego źródła prędkości.
Dane
OK ... Zbyt dużo tekstu, ale nie patrz jeszcze na dane, więc zróbmy to. Przygotowałem dwa zdjęcia, każdy pokazujący prędkość, przyspieszenie i moc. Pierwszy pokazujący całą trasę przybliża zakres czasowy 25-100s. Kliknij, aby powiększyć:
Na szczęście prędkości GPS i OBD są w większości spójne, ale zawsze jest niewielka różnica zgodnie z oczekiwaniami, a czasami sygnał GPS został utracony.
Ale zauważysz również fluktuacje, np. W wieku 75 i 125 lat. Te skoki w górę i w dół są bardziej widoczne w obliczonym przyspieszeniu niż powolny trend, który jest rzeczywistym przyspieszeniem. Jest więc jasne, że obliczona moc to całkowity bałagan, chociaż wydaje się, że prawdziwe dane tam są. (Nie ma znaczenia, którego wzoru użyjesz do obliczenia mocy, wynik jest taki sam.)
Moje ulepszenie
Drugi obraz zawiera fioletową krzywą, która jest wielością fittetu czwartej klasy w danych prędkości OBD, aby uzyskać naprawdę gładką krzywą, która jeszcze dobrze opisuje prędkość. Odchylenie tej krzywej bardzo dobrze pasuje do danych dotyczących przyspieszenia. Dane dotyczące mocy pokazują, że przyspieszenie twojego samochodu zostało ostatecznie spowodowane przez około 12 kW.
Czy to jest wykonalne? Twój silnik ma około 64 kW przy 6000 obr./min, jeśli jest silniejszy. Ale w tym czasie działał przy około 3400 obr./min i mógł dostarczyć około 36 kW. Właśnie założyłem, że moc rośnie liniowo wraz z RPM, co jest mniej więcej prawdą. Możesz łatwo odjąć 10-15% z powodu tarcia w łańcuchu napędowym i 10kW z powodu oporu. Odejmij 30% 12 kW (= 3,6 kW) dla bezwładności, jak napisał Zaid, a otrzymasz 17 kW. To wciąż więcej niż 12 kW, ale klimatyzacja, nachylenie i inne efekty mogą z łatwością to wyjaśnić. (Czy kopnąłeś pedał w podłogę?)
Co możesz zrobić
Jeśli nie wiesz, jak dopasować funkcje do danych (EXCEL tak naprawdę nie wie), możesz wypróbować różne podejścia, aby wygładzić wartości prędkości. Na przykład utwórz nową kolumnę i w każdym rzędzie oblicz średnią prędkość tego rzędu, rzędu przed i po. Może powtórz to kilka razy lub przedłuż do ostatnich dwóch do następnych dwóch rzędów.
Aplikacja Torque
Być może zauważyłeś, że nawet moc obliczona przez Torque wykazuje pewne wahania, choć wydaje się, że jest nieco płynniejsza. Chociaż nie wiem, jak dokładnie Torque oblicza moc, wydaje się, że stosuje pewne wygładzanie na niskim poziomie. Pamiętaj również, że Twój smartfon ma o wiele więcej źródeł danych niż tylko prędkość, ma również akcelerometr i zna swoją pozycję GPS. Możliwe, że Torque również używa tych danych. Wreszcie dane GPS są zwykle dostępne tylko raz na sekundę, a inne dane częściej. Mój telefon komórkowy może odczytywać inne czujniki 15 razy na sekundę. Rozdzielczość jest również wyższa niż w danych. Nic więc dziwnego, że obliczona moc różni się od twojej.
I: Przy 58: 03.7 Torque twierdzi, że moc 60,88 kW przy 3349 obr./min., Jest to niemożliwe dla twojego silnika i zdecydowanie pokazuje, że Torque również nie podaje dokładnych danych ...