Tại sao công suất đầu ra cực đại và sau đó giảm khi tốc độ động cơ tăng?

Gần đây tôi đã xem xét các dải năng lượng cho chiếc xe của mình (2000 Opel Agila 1.2), vì tôi muốn làm việc khi tốt nhất là thay đổi thiết bị và đồ đạc, vì tôi không có sự sống!

Đây là biểu đồ gần đúng mà tôi tạo ra trong Excel so sánh công suất và mô-men xoắn:

Tại sao công suất giảm sau khoảng 5500 vòng / phút?

Tại sao mô-men xoắn giảm sau 4000 vòng / phút?

Tôi luôn nghĩ tốc độ cao hơn có nghĩa là nhiều sức mạnh hơn, vậy tại sao cả hai không tiếp tục tăng vượt qua những điểm này?

Lưu ý: Động cơ được hút khí tự nhiên ...

Động cơ của bạn được thiết kế theo cách hiệu quả nhất trong khoảng từ 3500RPM đến 5000RPM. Điều đó có nghĩa là cấu hình thời gian của van và trục cam được chế tạo theo cách mà động cơ của bạn "thở" tốt nhất giữa các tốc độ đó. Đó là lý do tại sao bạn có mô-men xoắn nhất trong khu vực đó. Một điều nữa là khi RPM tăng lên, càng ngày càng khó để có được lượng không khí và nhiên liệu tối ưu vào xi lanh VÀ đốt cháy nó ở tốc độ tối ưu. Động cơ quay càng nhanh, càng ít thời gian để hút vào, nén, đốt và thổi ra. Điều này ảnh hưởng đến thời điểm đánh lửa của bạn, điều đó có nghĩa là bạn bắt đầu quá trình đốt cháy sớm hơn bạn muốn để ngọn lửa chết ngay trước khi van xả mở ra.

Bây giờ, sức mạnh về cơ bản chỉ là Torque X RPM, do đó, chỉ cần nhân tốc độ động cơ của bạn với mô-men xoắn của bạn để có được sức mạnh và hiểu lý do tại sao đường cong sức mạnh của bạn trông giống như vậy.

Có nhiều lý do là tại sao một động cơ không hiệu quả vượt quá phạm vi điều chỉnh của nó.

• Định luật nhiệt động lực học , tôi không muốn đi sâu vào chi tiết khoa học mà đơn giản là bạn không thể truyền nhiệt và chuyển hóa thành năng lượng hiệu quả vượt quá một điểm nhất định khi nhiệt độ môi trường và áp suất xi lanh bắt đầu tác động nhiều hơn.
• Hình học của xi lanh : Mỗi xi lanh không được chế tạo theo một thông số tương tự, một số động cơ làm cho pít-tông chuyển động nhanh hơn và về cơ bản chúng có ít thời gian hơn để thực hiện chu trình otto hoàn chỉnh (nạp, nén, đốt, xả), đó là lý do tại sao động cơ xe máy quay khó nhưng sản xuất ít mô-men xoắn tương đối.
• Ma sát : Sau một thời điểm nhất định do RPM cao, có rất nhiều ma sát trong mô-men xoắn động cơ về cơ bản là lượng lực cần thiết để quay một bánh xe, khi ma sát làm tăng lượng mô-men xoắn giảm ..

Cắt ngắn, hãy tưởng tượng bạn đang đẩy một chiếc xe đẩy đứng yên và chuyển động chân của bạn là RPM, thông thường để đưa chiếc xe ra khỏi đường, bạn sẽ cần năng lượng tối đa vào lúc này, chân bạn không di chuyển rất nhanh, nhưng khi bạn lên một tốc độ nhất định đôi chân của bạn sẽ di chuyển nhanh nhưng bạn sẽ không cần nhiều năng lượng để đẩy xe đẩy và giữ cho nó dừng lại, vì vậy nếu chúng ta vẽ những gì bạn đang làm trên biểu đồ thì nó sẽ tương tự như đường cong mô-men xoắn trên động cơ.

Động cơ của bạn mất mô-men xoắn và công suất tại các rpms đó vì cách động cơ được điều chỉnh / thiết kế. Có nhiều yếu tố để thay đổi điều này. (Một số) các yếu tố là lưu lượng khí, lượng nhiên liệu, hỗn hợp không khí đến nhiên liệu, trục cam, lò xo van, v.v. . Ví dụ, một ls3 có thể tiếp tục tạo ra mô-men xoắn lên đến 4400 vòng / phút trong khi nâng cấp lò xo cam và van có thể giúp nó tạo ra mô-men xoắn lên đến 5900 vòng / phút.

Vâng mỗi chiếc xe có một sản lượng điện tối đa. Sau một thời điểm nhất định, động cơ không tạo ra thêm sức mạnh. Phạm vi công suất RPM của động cơ của bạn được quyết định bởi mức độ mạnh mẽ của nó, cho dù nó được hút khí tự nhiên hay siêu nạp / turbo, v.v ...

Ngoài ra, qua điểm 5500 RPM trên xe của bạn rất có thể sẽ chạm vào phần "màu đỏ" trong bộ đếm vòng quay của bạn. Số vòng quay thêm sau thời điểm này có lẽ chỉ ở đó để tính đến bất kỳ sự tăng đột biến tiềm năng nào trong RPM.

Mô-men xoắn của động cơ cho thấy tốc độ của động cơ có thể tạo ra sức mạnh cần thiết để tăng tốc xe của bạn. Với công suất 1,2, động cơ của bạn sẽ chỉ tạo ra rất nhiều mô-men xoắn và sau một thời điểm nhất định tốc độ mà xe của bạn có thể tăng tốc sẽ giảm cho đến khi bạn không thể đi nhanh hơn.

Xin lỗi vì lời giải thích kém chất lượng của tôi, đó là cách tốt nhất tôi có thể mô tả nó.

Động cơ bắt đầu tiêu thụ nhiều năng lượng hơn để giữ cho piston và quay ở tốc độ vòng quay cao do ma sát cao hơn liên quan đến vòng tua cao hơn.