TL; DR
O problema que você está enfrentando é a resolução limitada de sua velocidade, mais flutuação e abordagens ligeiramente diferentes para calcular a potência. E, finalmente, você deve pensar no termo poder sobre rodas .
O que exatamente é o poder nas rodas?
Eu diria que essa é a força tangencial aplicada pelas rodas na rua (ou seja, a força que o empurra para a frente) vezes a velocidade. Mas essa não é a potência fornecida pelo seu motor nem a potência que o acelera!
Potência do motor vs. potência nas rodas
Parte da energia do seu motor já é consumida pelo atrito no trem de transmissão e por agregados como o ar-condicionado. É ainda pior ao acelerar: o motor precisa girar todas as peças rotativas, como eixos, rodas dentadas e rodas, o que também requer alguma força. É como Zaid escreveu, o carro parece mais pesado que o motor.
Portanto, a potência nas rodas é sempre menor que a potência do motor. Mas podemos negligenciá-lo aqui, já que você não está tentando calcular a potência nas rodas a partir da potência do motor. O único ponto é que a força nas rodas precisa girar as rodas não acionadas, mas vamos negligenciar isso também.
Atrito e arrasto
Os pneus sofrem algum atrito ao rolar na rua e, com maior velocidade, o arrasto se torna mais importante. Não tenho idéia do atrito, mas a perda de potência devido ao arrasto pode ser calculada por esta fórmula
que exige densidade de ar (1,2 kg / m³), velocidade, coeficiente de arrasto (0,32 para o seu carro) e área de seção transversal (2,1m² para o seu carro). Para ter uma idéia sobre isso, aqui está um diagrama:
A cerca de 100 km / h, aproximadamente 10kW da potência nas rodas já é consumida apenas para manter a velocidade. Apenas o excesso de potência nas rodas é colocado em aceleração!
Inclines
Dependendo se você estiver dirigindo para baixo ou para cima, o carro ganha ou precisa investir energia, que pode ser calculada através de
As fórmulas
Você deu duas fórmulas:
fornece a potência média necessária para alterar a energia cinética dentro de um determinado período. Isso não reflete que a energia pode variar ao longo do tempo. O poder instantâneo pode ser obtido escolhendo períodos cada vez mais curtos. Não quero incomodá-lo com o que os matemáticos chamam de desvio , apenas o resultado é sua segunda fórmula:
No entanto, o efeito da média da primeira fórmula pode ser benéfico se a precisão dos seus valores não for tão boa. E como seus dados foram coletados uma vez por segundo, não deve fazer grande diferença qual fórmula você usa. MAS a segunda fórmula precisa de aceleração, que não está disponível nos seus dados e precisa ser calculada a partir dos valores de velocidade subsequentes. Isso também significa que ambas as fórmulas não dão exatamente o mesmo resultado (btw: existem métodos melhores para calcular a aceleração):
Usei as duas fórmulas para seus dados, e elas fornecem resultados bastante consistentes para a mesma fonte de velocidade.
Dados
OK ... Muito texto, mas ainda não analisamos os dados, então vamos fazê-lo. Eu preparei duas fotos, cada uma mostrando velocidade, aceleração e potência. O primeiro, mostrando todo o passeio, aumenta o zoom para o intervalo de tempo de 25 a 100 segundos. Clique para ampliar:
Felizmente, a velocidade do GPS e do OBD é basicamente consistente, mas sempre há uma pequena diferença conforme o esperado e, às vezes, seu sinal de GPS é perdido.
Mas você também notará flutuações, por exemplo, aos 75 e 125 anos. Esses saltos para cima e para baixo são mais proeminentes na aceleração calculada do que na tendência lenta, que é a aceleração real. Portanto, fica claro que a potência calculada é uma bagunça total, embora os dados reais pareçam estar lá dentro. (Não importa qual fórmula você usa para calcular a potência, o resultado é o mesmo.)
My Improvement
A segunda imagem contém uma curva violeta, que é um polinômio do fittet da 4ª série nos dados de velocidade OBD para obter uma curva realmente suave, que ainda descreve bem a velocidade. O desvio dessa curva se encaixa muito bem nos dados de aceleração. Os dados de potência revelam que a aceleração do seu carro foi causada por cerca de 12kW no final.
Isso é viável? Seu motor tem cerca de 64kW a 6000RPM, se for o mais forte. Mas, naquela época, ele estava rodando a cerca de 3400 RPM e poderia fornecer aproximadamente 36kW. Apenas presumi que a potência aumentasse linearmente com o RPM, o que é mais ou menos verdadeiro. Você pode subtrair facilmente 10-15% devido ao atrito na corrente de transmissão e 10kW devido ao arrasto. Subtraia 30% de 12kW (= 3,6kW) por inércia, como Zaid escreveu, e você obterá 17kW. Isso ainda é superior a 12kW, mas o ar-condicionado, as inclinações e outros efeitos podem explicar isso facilmente. (Você chutou o pedal no chão?)
O que você pode fazer
Se você não souber como ajustar funções nos dados (o EXCEL realmente não sabe), tente diferentes abordagens para suavizar seus valores de velocidade. Por exemplo, crie uma nova coluna e, em cada linha, calcule a média da velocidade dessa linha, a linha antes e depois. Talvez, repita isso várias vezes ou estenda-o para as duas últimas e para as próximas duas linhas.
O aplicativo Torque
Você deve ter notado que mesmo a energia calculada pelo Torque mostra alguma flutuação, embora pareça um pouco mais suave. Embora eu não saiba exatamente como o Torque calcula a potência, parece aplicar alguma suavização de baixo nível. Lembre-se também de que seu smartphone tem muito mais fontes de dados do que apenas velocidade, também possui um acelerômetro e sabe sua posição GPS. É possível que o Torque também use esses dados. E, finalmente, os dados do GPS geralmente estão disponíveis apenas uma vez por segundo, os outros dados com mais frequência. Meu celular pode ler os outros sensores 15 vezes por segundo. A resolução também é maior do que a que você possui em seus dados. Portanto, não é de admirar que seu poder calculado seja diferente do seu.
E: às 58: 03.7, o Torque reivindica uma potência de 60,88kW a 3349RPM, isso é impossível para o seu motor e mostra definitivamente que o Torque também não fornece dados precisos ...