Discussione: Veicoli Ful-hybrid: Sono realmente piu' efficienti?

Originariamente inviata da livingreen

Forse non ho capito cosa intendi. Però un'auto che procede a velocità costante col solo guidatore e un'altra nelle stasse condizioni con quattro passeggeri hanno resistenze al rotolamento diverse, e cambia il consumo.

Certo è ovvio.. ma la differenza di consumo dovuta all'aumento di peso nei tratti a velocita costante è irrisoria e sicuramente non direttamente proporzionale al peso. ( la quota di energia persa dalla resistenza aerodinamica la fa da padrona ).

Mi sembra evidente... del resto sappiamo tutti anche solo per esperienza, che l'aumento di consumo di vetture omogenee di diverso peso, esiste ma non è certamente proporzionale al peso stesso ( una vettura da 20 quintali non consuma il doppio di una da 10 e parlo del ciclo misto dove sono considerate anche le accellerazioni e dove sappiamo dalla fisica che queste si sono DIRETTAMENTE proporzionali al peso.

In rettilineo e a velocita costante l'aumento di consumo dovuto al peso è irrisorio.

F.

Cito testualmente dal sito "pneumaticisottocontrollo.it"

Il motore del veicolo deve fornire una forza per compensare la resistenza al rotolamento . Ciò contribuisce ad aumentare il consumo di carburante del veicolo. Orientativamente una riduzione del 6% della Resistenza al Rotolamento di un'autovettura può abbassare i consumi di carburante dell'1%.

Ora dato che la resistenza al rotolamento dipende da coefficienti che variano da pneumatico a pneumatico , dalla pressione dalle gomme, dal tipo di asfalto e dalla sua temperatura nonche anche dal peso della macchina è davvero AZZARDATO dire che questa resistenza è direttamente proporzionale al solo peso ( quindi un aumento di peso del 14% darebbe un aumento di questa resistenza di pari entita)...

.. e comunque se anche fosse cosi ( ma non lo è ) la resistenza stessa al rotolamento non incide in maniera direttamente proporzionale sui consumi.

Originariamente inviata da max001

Detta in altri termini, a causa di quelle resistenze (eccezione fatta per quella aerodinamica) il doppio del peso richiede il doppio dell'energia.

Il doppio del peso richiede esattamente il doppio dell'energia ma solo in accellerazione .. questo lo dice la fisica...

e lo sanno tutti quelli che guidano da almeno una decina di anni.

Ma non e' che magari tu sei un ragazzo di 17 anni che non ha ancora la patente ? questo spiegerebbe molte tue strane convinzioni.

F.

Fabrizio, è ovvio che il consumo TOTALE non è proporzionale al peso... la resistenza totale di avanzamento è la somma di tutte le resistenze che si oppongono al moto, e in quel caso aumenta solo uno dei fattori coinvolti (escludendo la resistenza in curva se procediamo in autostrada e quella di livelletta se procediamo in pianura)
Però, se procediamo con un auto col solo guidatore oppure a pieno carico, QUEL fattore è direttamente proporzionale, e può aumentare anche del 30% per via del solo aumento di peso, ed anche raddoppiare a causa delle caratteristiche del fondo stradale.
La resistenza aerodinamica, proprio perchè dipendente dalla velocità, è quasi nulla fino a 50 kmh, e circa metà del valore totale a 100 kmh. In quel caso, a spanne, rotolamento ed aerodinamica si equivalgono.

Anche se in tutti i link proposti e nel tutorial ci sono le formule, in uno dei link in particolare viene citata la Prius:

"Il coefficiente di rotolamento purtroppo non e' fisso, ma dipende dal carico. Se la pressione delle gomme viene otimizzata, un aumento del 20% del carico rispetto al valore a vuoto, fa aumentare del 3% il coefficiente, se la pressione invece non viene toccata, l'aumento sale al 4%.

Prendiamo per la Prius un coefficiente di rotolamento decente: Cr = 0,012 (a 1395 kg)

da cui ricaviamo il coefficiente per il caso a pieno carico: Crf = 0,0125 (a 1695 kg)

La resistenza di rotolamento si ottiene dalla formula Rr = Cr * M * g ove M sono la massa totale in kg e g l'accelerazione di gravita in m/s2

Solo con autista: Rr1 = 0,012 * 1395 * 9,81 = 164,22 N
A pieno carico passeggeri: Rr5 = 0,0125 * 1695 * 9,81 = 207.85 N

La resistenza di rotolamento aumenta percio' del 26,6% passando dal solo autista ad aggiungere 4 passeggeri."

Non ho controllato nemmeno di striscio i calcoli perchè son le tre di notte, ma possiamo rifarli noi, volendo, e verificare.
Comunque, se sono giusti ed aumenta del 26% il valore di uno dei fattori (che a 100 kmh è circa la metà delle resistenze totali), vuol dire che i consumi aumentano del 13%.
Comunque, l'effetto della resistenza al rotolamento è facile da provare: basta pedalare su di una bicicletta e passare dall'asfalto alla sabbia. E' come frenare di colpo.

Ok, fcattaneo... ma se stavamo parlando di velocità costante, dovremmo per questo motivo lasciar perdere per il momento l'accelerazione.

Poi, quando lo considereremo, è evidente che sulle resistenze di rotolamento si può fare ben poco, e su quelle aerodinamiche idem. Il recupero sarà solo sulle accelerazioni e decelerazioni, che sono enormemente importanti.
Possiamo considerare le resistenze di rotolamento quasi come una tara, non possiamo toglierle.

Quanto ai calcoli, provo a rifarli:
peso a vuoto 1395 kg, a carico 1695 kg, velocità costante di 50 kmh;

a vuoto

f0 = 0,013
f2⋅v2 = 0,00000648 * 13,892 = 0,0012502
f ≅ f0 + f2⋅v2 = 0,013 + 0,00125 = 0,01425

Rrot = resistenza al rotolamento = f ۰ m [kg] ۰ g [m/s2]

Rrot = 0,01425 * 1395 * 9,8 = 194,81 N

a carico:

f0 = 0,013
f2⋅v2 = 0,00000648 * 13,892 = 0,0012502
f ≅ f0 + f2⋅v2 = 0,013 + 0,00125 = 0,01425

Rrot = resistenza al rotolamento = f ۰ m [kg] ۰ g [m/s2]

Rrot = 0,01425 * 1695 * 9,8 = 236,7 N

incremento resistenza = Rrot a carico / Rrot a vuoto = 236,7 / 194,81 = 121,5 = aumenta la resistenza Rrot del 21,5%

dunque...ammetto che ho dovuto ricredermi visto che sono il primo a dire che la Fisica ha SEMPRE ragione...

Però poi ho approfondito....

Resistenza al rotolamento proporzionale al peso: si, sembra così dalle formule, MA i riferimenti stessi precisano che vale SE si tiene costante la pressione. Invece su tutti i manuali viene ovviamente consigliato di aumentare la pressione a pieno carico, o in generale per risparmiare carburante.
Insomma, bisognerebbe verificare a 'sto punto se la stessa vettura ibrida non indichi pneumatici diversi (indice di carico) e/o pressioni diverse proprio in virtù del peso maggiore.

Resistenza in curva: eh no...in questo caso il riferimento 2 di living a pag 83 è chiaro, c'è solo un termine proporzionale al peso...

Giusto, bisogna fare calcoli diversi per città e autostrada, ed in città il recupero dell'energia cinetica in decelerazione aumenta di molto il risparmio. In autostrada molto meno. Tutti i sistemi KERS e HRB sono proprio destinati a quello. Anzi, siccome anche l'energia cinetica è proporzionale al peso, è proprio sui mezzi più pesanti che si risparmia di più ( non intendo "auto artificialmente pesanti" per poter risparmiare, intendo autobus urbani, mezzi per la raccolta rifiuti, metropolitane e tram etc)

MA i riferimenti stessi precisano che vale SE si tiene costante la pressione. Invece su tutti i manuali viene ovviamente consigliato di aumentare la pressione a pieno carico...

Riccardo, è il motivo per il quale viene detto che il rapporto è "più che proporzionale"
L'aumento di peso fa aumentare la resistenza proporzionalmente, e ok.
MA poi si deve tenere conto anche della superficie di contatto dello pneumatico, che con una massa maggiore aumenta, facendo crescere il coefficiente di resistenza.
Perciò, riguardo a questa resistenza,in termini pratici il doppio della massa richiede un po' più del doppio di energia.
Si può controbilanciare l'aumento del coefficiente aumentando la pressione delle gomme. In questo modo possiamo anche considerare la stessa resistenza volvente, per fare un calcolo teorico, senza troppe complicazioni.

Resistenza in curva: eh no...in questo caso il riferimento 2 di living a pag 83 è chiaro, c'è solo un termine proporzionale al peso...

Forse la P nella formula non sta per massa?

E' nei freni che se ne va la gran parte dell'energia che si consuma in macchina.. almeno nei tratti extraurbani e cittadini...
Viene spesso ignorata l'importanza di questa cosa nei tragitti extraurbani dove invece e' ancora superiore.

No, continui ad affermare questa cosa, ma è evidente che non hai idea dei numeri in ballo.

Per accelerare un veicolo di 1275 kg da 0 a 76Km/h servono 19.125 Joule.

(Tralasciamo un attimo l'aerodinamica, che comunque la calcoleremmo identica per entrambi...)
La resistenza al rotolamento (c=0,012) per un veicolo di 1275kg che procede a 76Km/h per 1 chilometro è circa 186.180 Joule (circe 10 volte l'energia necessaria per l'accelerazione).

Per accelerare un veicolo di 1450 kg da 0 a 76km/h servono 21.750 Joule
L'energia spesa per la resistenza al rotolamento per questo veicolo, a 76km/h per 1000 metri è 211.730 Joule.

Breve conclusione:
Per percorrere quel chilometro, l'auto con gli accrocchi di ibridazione (175kg) ha speso 28.175 Joule in più.

Rigenerazione dalla frenata: ammettiamo di riuscire a recuperare ben il 50% dell'energia cinetica, cioè 10.875 Joule.
Dopo un solo chilometro pianeggiante senza curve, includendo il recupero in frenata, il bilancio è già in perdita di 17.300 Joule.

Se serve esporre i miei calcoli li posto. Altrimenti se qualcun'altro li vuole fare, avremmo una conferma.

Originariamente inviata da max001

Per accelerare un veicolo di 1275 kg da 0 a 76Km/h servono 19.125 Joule.

La resistenza al rotolamento (c=0,012) per un veicolo di 1275kg che procede a 76Km/h per 1 chilometro è circa 186.180 Joule (circe 10 volte l'energia necessaria per l'accelerazione).

Per accelerare un veicolo di 1450 kg da 0 a 76km/h servono 21.750 Joule
L'energia spesa per la resistenza al rotolamento per questo veicolo, a 76km/h per 1000 metri è 211.730 Joule.

Breve conclusione:

Breve conclusione... 2 in fisica!!!

Se ho capito bene sostieni che per accellerare un veicolo di massa M da 0 a 76 KM/h serve un decino dell'energia che serve per vincere le resistenze al rotolamento in 1 Km... di quel veicolo !!!!!!!

Ho controllato solo il primo calcolo.. quello dell'energia necessaria per accellerare un veicolo da 0 a 76 Km/h e mi viene un numero ''leggermente'' diverso : 278.256 Joule


E' ovvio che con questi errori di calcolo le ibride non avrebbero senso di esistere.. ma occorre manipolare la fisica per ottenere questo risultato.

F.

Originariamente inviata da max001

Ci sono sicuramente errori di calcolo. 280.000 Joule per l'accelerazione da 0 a 76km/h è eccessivo.

L'energia che serve ad accellerare un corpo è uguale o superiore all'energia cinetica che avra quel corpo in moto.

Questa si misura cosi :

Ec=1/2M*V*V ( un mezzo M per V al quadrato )

Metti la massa espressa in Kg ( 1250 ) e la velocita espressa in metri al secondo e vedi in risultato in Joule.

Originariamente inviata da max001

Immagina una frenata... ti risulta che il sistema di rigenerazione assorba picchi di corrente nell'ordine dei 50/60Kw

Oppure nella realtà siamo più intorno ai 5/6 Kw?

La potenza che il sistema deve assorbire in frenata NON dipende dall'energia cinetica che ha la macchina prima della frenata, ma piuttosto dal tempo in cui questa viene dissipata.

E' ovvio che una ibrida non assorbe picchi di potenza enormi e se freni a fondo intervengono le pastiglie normali.

La potenza assorbita massima è comunque molto buona e corrisponde per la Prius 2 serie, a 20 Kw.

Ciao,
F.

massa per velocità è una quantità di moto, non un'energia. Da dove stai scopiazzando ste formulette max...?