Análisis de la potencia de torque del nuevo Tesla Roadster
Hola a todos y bienvenidos, en este contenido vamos a debatir sobre una afirmación de Tesla acerca de que el nuevo Tesla Roadster tendrá 10,000 Newton metros de torque. El objetivo de esta discusión es aclarar cualquier confusión existente en línea referente a lo que este número realmente significa. Permítanme empezar diciendo que lo que Tesla está haciendo es realmente impresionante.
En el último contenido, parece que algunos entendieron mal y pensaron que estaba tratando de criticar a Tesla sin razón alguna respecto a su afirmación de 1.9 segundos para llegar a 60 millas. Ese no era el punto que estaba tratando de hacer. En realidad, creo que lo que están logrando es increíble. Desde un punto de vista objetivo, no hay ninguna medida de rendimiento que un automóvil eléctrico no pueda superar a un automóvil de combustión interna, salvo el peso.
El peso es realmente lo único que actualmente limita a los automóviles eléctricos, ya que no pueden igualar la densidad de energía de la gasolina o el combustible diésel en este momento. Una vez que el peso de las baterías disminuya, el rendimiento y el rango aumenten con un menor peso, no habrá un futuro para los motores de combustión interna, desde un punto de vista lógico y objetivo. Por lo tanto, doy la bienvenida al futuro de los automóviles eléctricos y creo que lo que Tesla está haciendo es realmente genial. Ahora, vamos a profundizar en este número de 10,000 Newton metros de torque.
La distinción clave del torque de la rueda
En la presentación, Elon mencionó que si se sabe lo que esto significa, es simplemente estúpido. Y eso es muy preciso. Si un automóvil tuviera 10,000 metros de torque del motor, eso sería simplemente estúpido, está a años luz de lo que actualmente está disponible en el mercado para automóviles en producción. Pero si se mira en el sitio web de Tesla, dice que son 10,000 Newton metros de torque de la rueda.
Esta distinción es muy importante porque el torque de la rueda por sí solo es un número bastante insignificante, y voy a demostrar por qué con un motor eléctrico de un caballo de fuerza. Tenemos un motor eléctrico de un caballo de fuerza con una engranaje al final que tiene 100 dientes y ese engranaje hace girar un engranaje mucho más grande que tiene un millón de dientes. Este motor de un caballo de fuerza produce ese caballo de fuerza a 5252 RPM, por lo que sabemos que a 5252 RPM, según la ecuación para un caballo de fuerza, también va a producir una libra-pie de torque.
Ahora, si multiplicamos esto por 10,000, que es la relación de engranaje del engranaje pequeño al engranaje más grande, tenemos un motor que tendría una potencia de una libra-pie multiplicada por nuestra relación de engranaje de diez mil. Por lo tanto, en la rueda o en cualquier cosa que esté conectada a esto, estaría produciendo diez mil libras-pie de torque, una cantidad gigantesca y estúpida. Pero la mala noticia es que esto ocurriría a una velocidad de 5252 dividido por 10,000, que es aproximadamente media RPM, lo que significa que tendríamos mucho torque pero a una velocidad extremadamente lenta. Por lo tanto, este es el motivo por el cual el número de torque por sí solo, sin saber la potencia en caballos de fuerza ni las RPM, carece de significado.
Ejemplos prácticos y comparación con el Dodge Demon
Para obtener un marco de referencia, vamos a evaluar el Dodge Demon, ya que es un automóvil conocido por su velocidad en aceleración de 0 a 60 millas y en el cuarto de milla. El Dodge Demon, con gasolina de 91 octanos, tiene 972 Newton metros de torque en el motor, que luego pasa por un convertidor de par en primera marcha, multiplicándose por 4.7 a uno. Luego, esto pasa por la relación final de transmisión, que es de 3.09 a uno.
Entonces, en primera marcha, utilizando gasolina de 91 octanos, tendremos 972 multiplicado por 4.71 multiplicado por 3.09, lo que nos dará alrededor de 14,000 Newton metros de torque en las ruedas. Como pueden ver, esto es considerablemente mayor a lo afirmado por el Tesla Roadster, que es de 10,000 Newton metros de torque en las ruedas en la primera marcha. Si nos movemos a segunda marcha y utilizamos combustible de 100 octanos, el motor del Dodge Demon produce aún más torque con esa gasolina de mayor octanaje: 1,044 Newton metros.
Multiplicado por la relación en segunda marcha de 3.14 multiplicado por 3.09 de la relación final de transmisión, aún tenemos más de 10,000 Newton metros de torque. Así que el Dodge Demon en segunda marcha, utilizando un combustible de alto octanaje, en realidad puede generar más torque en las ruedas que lo que afirma Tesla aquí. Esto demuestra que el contexto es sumamente relevante porque los engranajes determinan estos números grandes y locos. Ahora, la mayoría de los fabricantes de motores, al citar el torque o al medirlo en un dinamómetro, te dan ese torque del motor.
Es posible que lo midas en las ruedas, pero luego calculas cuál es el torque en el motor, y eso es lo que los fabricantes pretenden afirmar. Usarán dinamómetros de motor y dirán cuál es el torque en el motor o el motor eléctrico de ese vehículo. Aún no hemos hablado acerca de la multiplicación del torque, y en mis ejemplos asumí que era de uno. En realidad, no es uno, pero la multiplicación del torque no es un número constante, depende de la diferencia de velocidad entre las RPM del motor y las RPM de la transmisión.
Así que, cuando estás detenido en un semáforo y aceleras el motor pero no te mueves, o si sostienes los frenos, tendrás la máxima diferencia y velocidad entre el motor y la transmisión, lo que resultará en una multiplicación del torque muy alta; puede ser de dos a uno o incluso más alta, gracias al convertidor de par. Cuando estás conduciendo y te mueves, cuando alcanzas estos números máximos de torque, que ocurren alrededor de las 4,500 RPM, la transmisión está en movimiento porque las ruedas se están moviendo, por lo que la diferencia de velocidad entre el motor y la transmisión es mucho menor, lo que significa que la multiplicación del torque es mucho menor.
Por eso, no aumenté estos números. No sería una multiplicación por dos, podría ser un poco más, pero no mucho más. Y luego, por supuesto, una vez que el convertidor de par se bloquea, no hay multiplicación del torque, es una relación de uno a uno, muy similar a una transmisión manual.
El número de 10,000 Newton metros de torque con contexto
Ahora, la buena noticia es que Tesla nos proporcionó un contexto con este número de 10,000 Newton metros de torque. Sabemos que el automóvil tiene una aceleración de 0 a 60 millas en aproximadamente 1.9 segundos, y sabemos que realiza el cuarto de milla en aproximadamente 8.8-8.9 segundos. Tenemos datos y sabemos que el automóvil va a ser extremadamente rápido. Podemos analizar los neumáticos que tenía el prototipo para obtener el diámetro de esos neumáticos.
Si asumimos una relación de cambio de 9.73 a uno, como se utiliza en el Tesla Model S, entonces podemos hacer un poco de matemáticas para calcular el torque del motor y calcular las RPM del motor. Si asumimos que el torque máximo puede durar hasta alcanzar las 60 millas por hora, podemos calcular cuál podría ser esa potencia del motor, y en este caso sería de aproximadamente 1,000 caballos de fuerza. Eso serían los caballos de fuerza que el motor está generando a las RPM que permiten al vehículo alcanzar las 60 millas por hora.
Por supuesto, las RPM seguirán aumentando y la potencia, incluso si el torque comienza a disminuir, aumentará junto con ellas, dependiendo de la tasa a la que el torque comienza a disminuir. Por lo tanto, es probable que sean incluso más de 1,000 caballos de fuerza con todas estas suposiciones, y se pueden usar algunas calculadoras en línea, hay muchas disponibles que te ayudan a predecir, según el peso de tu automóvil y el tiempo del cuarto de milla, cuántos caballos de fuerza necesita.
Así que ingresé varios cálculos asumiendo un peso estimado de alrededor de 5,000 libras para el Tesla Roadster, nuevamente no hay números publicados que indiquen cuánto pesará el auto, creo que va a ser bastante pesado, a menos que haya avances importantes en la tecnología de baterías.
Si asumimos que pesa alrededor de 5,000 libras y alcanza el cuarto de milla en 8.8 segundos aproximadamente, estaremos en el rango de alrededor de 1,400 caballos de fuerza. Por supuesto, si el peso fuera menor, necesitaría menos caballos de fuerza para lograr eso. Por lo tanto, depende en gran medida del peso del vehículo, que no conocemos, pero tenemos algo de contexto, lo que nos permite hacer una estimación aproximada de la cantidad de caballos de fuerza que se necesitarán. Creo que es seguro asumir que será más de 1,000 caballos de fuerza.
Gracias a todos por su atención.
