Мені цікаво, чому два автомобілі, що працюють на швидкості 100 км / год, наприклад зі 100 к.с., споживають менше палива, ніж двигун потужністю 300 к.с.
Навіть якщо я візьму суперкар легше і більше аеродинаміки, він буде споживати більше.
Але фізично йому потрібна однакова енергія для постійного руху зі швидкістю 100 км / год, тож чи більш потужний двигун менш ефективний?
Відповіді:
Пара розглянути:
Вам потрібна певна кількість сили на колесах, щоб підтримувати певну швидкість.
Це твердження (правильно) зроблено у питанні.
При швидкості 100 км / год типовий седан потребує приблизно 10 к.с. на рівні моря, щоб подолати сили завдяки аеродинамічному перетягуванню та підтримці швидкості¹.
Те, що двигун може виробляти пікову потужність 100 к.с. або 300 к.с., не має жодного наслідку.
Хто сказав, що менш потужні двигуни ефективніші?
Вони можуть здатися таким, але Рорі має рацію ; припущення, що двигуни, що виробляють меншу потужність, більш ефективні, не завжди відповідає дійсності.
Концепція споживання палива , що залежить від гальму (BSFC), допомагає нам зрозуміти це, що дуже добре пояснено в цій статті про Hot Rod .
Простіше кажучи, BSFC - це просто інженерно-розмовляючий на те, скільки палива споживається двигуном на одиницю енергії².
Як показано на рисунку нижче, ця кількість змінюється залежно від оборотів двигуна. Менший BSFC означає кращу економію палива.
Оскільки кожен двигун матиме свій власний підпис BSFC:
Крива BSFC потужного двигуна могла бути нижчою.
Це буде особливо вірно, якщо порівнювати двигуни, розроблені десятиліттями тому, із сучасними дивами, які можуть похвалитися такими речами, як EFI, синхроімпульсний термін чи примусова індукція.
Шестірня .
Якщо криві BSFC порівнянні, передача транспортного засобу може означати, що оберти потужнішого двигуна знаходяться в більш ефективній частині кривої при заданій швидкості.
Класичний приклад цього - "перевантажувальна" передача, яка зустрічається в деяких транспортних засобах, щоб допомогти покращити економію палива на швидкості шосе.
¹ - Довідник з автомобільної техніки Bosch пояснює, як це оцінити
² - Альтернативно, BSFC = витрата палива на одиницю потужності
Двигун потужністю 100 к.с. з 1900 р. (Рік), мабуть, використовував би набагато більше палива, ніж сучасний двигун на 300 к.с., тому багато залежить від конструкції двигуна.
Порівнюючи сучасні двигуни, ви порівнюєте два двигуни, розроблені для різних речей. Це як запитати, чому шипшині (великій) коні потрібно їсти більше, ніж маленькому поні, коли вони перевозять лише 1 маленьку дитину.
Ваша основна передумова насправді не відповідає дійсності. Часто більш потужний мотор буде споживати менше палива. Двигуни мають різні технологічні особливості, які можуть впливати на це.
Посилання 100bhp або 300bhp зазвичай вказують на максимальну потужність, яку може виробляти двигун. Отже, коли ви натискаєте на прискорювач на підлогу, дросель відкривається широко, і ви виробляєте велику кількість енергії.
При 100 км / год потужний двигун може працювати дуже акуратно, тоді як двигун потужністю 100 к.с. може битися біля його верхнього кінця. Я знаю, що мій автомобіль на 400 к.с. споживає менше палива, ніж автомобіль 80-футової кішки моєї дружини при швидкості руху 90 км / ч. Але, розганяючись до цієї швидкості, я, як правило, забираю 6 секунд і споживаю величезну кількість палива, тоді як вона займе 25 секунд і, ймовірно, не опуститься нижче 30 миль / год. Мій автомобіль все ще матиме ще пару передач і 100 км / год більше, в той час як його буде у верхній передачі в цій точці і біля його максимальної швидкості.
Якщо я розігнався з тією ж швидкістю, що і вона, мій автомобіль буде використовувати трохи більше пального, ніж у неї, оскільки мій 2,5-літровий двигун на низьких швидкостях, безумовно, споживає більше палива, ніж її 1,2-літровий двигун - ось основний фактор розміру.
Цей вид відповідає на ваше запитання, незважаючи на те, що ви маєте протилежний висновок до свого початкового приміщення.
Факторів багато, а деякі вже висвітлюються вище.
Однак на типовому бензиновому двигуні необхідну кількість потужності контролює дросель. Це задушує потік повітря в двигун, і це призводить до втрат насоса.
Якщо автомобіль вимагає (скажімо) 20 к.с. для постійної швидкості, то це 20% наявної потужності автомобіля 100 к.с., тоді як лише ~ 7% потужності автомобіля на 300 к.с. Отже, більш потужному двигуну потрібно більше дроселів, що призводить до більших втрат на насосі.
Не все так просто, оскільки карта палива буде змінюватися залежно від багатьох факторів, наприклад суміш збагачується при розгоні. Скільки залежать від конструкційних вимог цього двигуна сильно. 2 подібних двигуна можуть збагатити суміш у різних точках діапазону дроселів / обертів.
Є також проблеми з вагою. Хоча вага дуже мало впливає на тягу, необхідну для підтримки швидкості (це впливає на опір коченню - правило, що автомобіль потребує 1% ваги в фунтах, як фунти тяги, щоб продовжувати котитися), і по суті це не робить ' t змінюватись зі швидкістю (на відміну від тяги, необхідної для подолання аеродинамічного перетягування, що значно збільшується зі збільшенням швидкості). Отже, вага при постійній швидкості не має великого значення. Однак це має велику різницю в тязі, необхідній для прискорення з розумною швидкістю. Удвічі збільшити вагу, і вам потрібно приблизно подвоїти тягу, щоб прискоритись з однаковою швидкістю, не кажучи вже про те, щоб прискорити швидше (і врешті-решт, якщо ви вирішили придбати автомобіль на 300 к.с., а не автомобіль зі 100 к.с., ви, мабуть, хочете швидше розганятися. ).
Автомобілі з більшими двигунами часто фізично більше, що може впливати на аеродинаміку (це лобова площа x коефіцієнт перетягування). Більша фронтальна площа збільшить затягування, але це може протидіяти певній мірі, якщо більший автомобіль довше дає більше можливостей для створення більш аеродинамічної форми.
Я не фахівець з цієї теми, але я спробую відповісти в лайманському терміні.
Ну спочатку вся кінська потужність - це кількість енергії, виробленої автомобілем при спалюванні палива. Існує багато способів збільшити силу коня. Збільшуючи кількість повітря, що надходить у транспортний засіб, або збільшуючи кількість палива, яке воно згорає. Гаразд, зараз ми можемо спробувати збільшити кінську потужність наших автомобілів і давайте побачимо, які наслідки це має.
Давайте почнемо накручувати кінські сили нашого автомобіля від 100 к.с.:
Тепер для збільшення кінських сил ми можемо просто отримати кращу систему повітряного потоку. Двигун виробляє енергію, спалюючи паливо, чим краще вони згоряють, тим більше енергії виробляється. Щоб паливо краще спалювалося, нам потрібно більше кисню, чи отримуємо ми це, очевидно, збільшуючи кількість повітря, що надходить у двигун (не надто багато, хоча ми не хочемо нагрівача повітря). Цей блог пояснює різні способи зробити це. Використовуючи ці методи, ви можете збільшити до 50 кінських сил. Тепер одне, що слід помітити, що навіть ви вже збільшили кінські сили, це також призведе до продуктивності та кращої економії палива автомобіля.
Тож ми збільшили потужність наших автомобілів з 100 до 150, і це також з набагато кращими робочими характеристиками та економією палива.
Ок, тепер спробуємо збільшити його до 300
Зараз продовження кращого потоку повітря тепер нам не дуже допоможе, що ми робимо. Пам'ятайте, що останній момент двигун виробляє енергію, спалюючи паливо . Отже, щоб збільшити потужність, ми повинні збільшити кількість палива, що йде в двигуні. Більше означає більший вибух, означає більше енергії.
Гаразд, чому він дає менший пробіг, ніж 100 к.с. Добре автомобілі з 300 к.с. (у них занадто багато коней, будьте уважні під час руху), як правило, розроблені, щоб їхати з більшою швидкістю. Як правило, ці автомобілі дають кращий пробіг при більшій швидкості порівняно з меншою швидкістю, викликають більше палива, що працює в поршні порівняно з тим, що на 100 к.с. автомобіль більша частина палива використовується не правильно.
Це так само, як керувати автомобілем потужністю 100 к.с. на 2-й кінці передачі, ви добре обмежуєте весь потенціал вашого автомобіля, незалежно від того, наскільки аеродинамічним він є, він буде споживати більше палива
Сподіваюся, це допомагає.
Це залежить від ваги транспортного засобу, якщо це великий і важкий автомобіль, то протилежний інтуїтивно більший двигун отримає кращий mpg, ніж малий, тому що йому не доведеться обертатись так високо, щоб просто перемістити його, а потім на швидкості він зможе підтримувати швидкість із значно меншими обертами, ніж менший двигун.