Tôi đang tự hỏi tại sao hai chiếc xe chạy ở tốc độ 100 km / h chẳng hạn với 100 mã lực tiêu thụ ít nhiên liệu hơn một động cơ 300 mã lực.
Ngay cả khi tôi lấy một chiếc siêu xe nhẹ hơn và nhiều tính khí động học hơn, nó sẽ tiêu thụ nhiều hơn.
Nhưng về mặt vật lý, nó đòi hỏi cùng một năng lượng để lái liên tục ở tốc độ 100 km / h, vậy động cơ mạnh hơn có kém hiệu quả hơn không?
Câu trả lời:
Một vài điều để suy ngẫm:
Bạn cần một lượng điện nhất định ở các bánh xe để duy trì tốc độ nhất định.
Khẳng định này là (chính xác) được thực hiện trong câu hỏi.
Ở tốc độ 100 km / h, một chiếc xe mui trần thông thường sẽ cần khoảng 10 mã lực ở mực nước biển để vượt qua các lực do lực cản khí động học và duy trì tốc độ¹.
Việc một động cơ có thể tạo ra công suất cực đại 100 mã lực hoặc 300 mã lực là không có kết quả.
Ai nói rằng động cơ ít mạnh hơn là hiệu quả hơn?
Họ có thể có vẻ như vậy, nhưng Rory đã đúng ; giả định rằng động cơ sản xuất ít năng lượng hơn hiệu quả hơn không phải lúc nào cũng đúng.
Khái niệm về mức tiêu thụ nhiên liệu dành riêng cho phanh (BSFC) giúp chúng ta hiểu điều này, điều này được giải thích rất độc đáo trong bài viết Hot Rod này .
Nói một cách đơn giản, BSFC chỉ là kỹ sư nói về lượng nhiên liệu mà động cơ tiêu thụ trên mỗi đơn vị năng lượng².
Như cốt truyện dưới đây cho thấy, con số này thay đổi dựa trên RPM của động cơ. Một BSFC nhỏ hơn có nghĩa là nền kinh tế nhiên liệu tốt hơn.
Vì mỗi động cơ sẽ có chữ ký BSFC riêng:
Đường cong BSFC của động cơ công suất cao có thể thấp hơn.
Điều này sẽ đặc biệt đúng khi so sánh các động cơ được thiết kế từ nhiều thập kỷ trước với những tuyệt tác thời hiện đại tự hào về những thứ như EFI, thời gian van biến thiên hoặc cảm ứng cưỡng bức.
Thiết bị .
Nếu các đường cong BSFC có thể so sánh được, việc chuyển số của xe có thể có nghĩa là RPM của động cơ mạnh hơn nằm trong một phần hiệu quả hơn của đường cong với tốc độ nhất định.
Một ví dụ kinh điển về điều này là thiết bị "vượt tốc" được tìm thấy trong một số phương tiện để giúp cải thiện khả năng tiết kiệm nhiên liệu ở tốc độ cao.
- Sổ tay Ô tô của Bosch giải thích cách ước tính điều này
² - Ngoài ra, BSFC = tốc độ dòng nhiên liệu trên mỗi đơn vị năng lượng
Một động cơ 100 mã lực từ 1900 (năm) có thể sẽ sử dụng nhiều nhiên liệu hơn động cơ 300 mã lực hiện đại, vì vậy rất nhiều phụ thuộc vào thiết kế của động cơ.
So sánh các động cơ hiện đại, tuy nhiên, bạn đang so sánh hai động cơ được thiết kế cho những thứ khác nhau. Nó giống như hỏi tại sao một con ngựa shire (lớn) cần ăn nhiều hơn một con ngựa nhỏ khi chúng chỉ mang 1 con nhỏ mỗi con.
Tiền đề cơ bản của bạn không thực sự đúng. Thường thì động cơ mạnh hơn sẽ tiêu thụ ít nhiên liệu hơn. Động cơ có các tính năng công nghệ khác nhau có thể ảnh hưởng đến điều này.
Tham chiếu 100bhp hoặc 300bhp thường chỉ ra công suất tối đa mà động cơ có thể tạo ra. Vì vậy, khi bạn đẩy chân ga xuống sàn, van tiết lưu mở rộng và bạn đang tạo ra một lượng điện lớn.
Ở tốc độ 100kmh, một động cơ công suất cao có thể đang chạy rất nhẹ nhàng trong khi động cơ 100 mã lực có thể đang vật lộn gần đầu cuối của nó. Tôi biết rằng chiếc xe 400bhp của tôi tiêu thụ ít nhiên liệu hơn chiếc xe 80bhp của vợ tôi với tốc độ 90mph. Nhưng để tăng tốc đến tốc độ đó, tôi thường sẽ mất 6 giây và tiêu thụ một lượng nhiên liệu khổng lồ, trong khi cô ấy sẽ mất 25 giây và có thể không giảm xuống dưới 30 mpg. Xe của tôi vẫn sẽ có thêm một vài bánh răng và thêm 100mph nữa, trong khi chiếc xe của cô ấy sẽ ở vị trí cao nhất tại thời điểm đó và gần tốc độ tối đa của nó.
Nếu tôi tăng tốc với cùng tốc độ với cô ấy, chiếc xe của tôi sẽ sử dụng nhiên liệu nhiều hơn một chút, vì động cơ 2.5l của tôi ở tốc độ thấp chắc chắn tiêu thụ nhiều nhiên liệu hơn động cơ 1.2l của cô ấy - đó là một yếu tố cơ bản của kích thước.
Đây là loại câu trả lời cho câu hỏi của bạn, mặc dù có một kết luận ngược lại với tiền đề ban đầu của bạn.
Có nhiều yếu tố, và một số đã được đề cập ở trên.
Tuy nhiên, trên một động cơ xăng thông thường , lượng điện năng cần thiết được điều khiển bằng van tiết lưu. Điều này bóp nghẹt luồng không khí vào động cơ, và điều này dẫn đến tổn thất bơm.
Nếu một chiếc xe yêu cầu (giả sử) 20hp cho tốc độ không đổi thì đó là 20% công suất khả dụng của một chiếc xe 100hp trong khi chỉ bằng ~ 7% công suất của một chiếc xe 300hp. Do đó, động cơ mạnh hơn cần điều tiết nhiều hơn với tổn thất bơm lớn hơn.
Mọi thứ không hoàn toàn đơn giản vì bản đồ nhiên liệu sẽ thay đổi theo nhiều yếu tố, ví dụ như hỗn hợp được làm giàu khi tăng tốc. Bao nhiêu sẽ thay đổi rất nhiều tùy thuộc vào yêu cầu thiết kế của động cơ đó. 2 động cơ tương tự có thể làm phong phú hỗn hợp lên tại các điểm khác nhau trong phạm vi bướm ga / vòng quay.
Ngoài ra còn có vấn đề về cân nặng. Mặc dù trọng lượng có rất ít ảnh hưởng đến lực đẩy cần thiết để duy trì tốc độ (nó ảnh hưởng đến lực cản lăn - một nguyên tắc nhỏ là một chiếc xe sẽ cần 1% trọng lượng tính bằng pound khi lực đẩy để tiếp tục lăn) và về cơ bản là không ' t thay đổi theo tốc độ (không giống như lực đẩy cần thiết để vượt qua lực cản khí động học tăng rất nhiều khi tốc độ tăng). Do đó với trọng lượng tốc độ không đổi không có tầm quan trọng lớn. Tuy nhiên, nó tạo ra sự khác biệt lớn đối với lực đẩy cần thiết để tăng tốc với tốc độ hợp lý. Tăng gấp đôi trọng lượng và bạn cần khoảng gấp đôi lực đẩy để tăng tốc với cùng tốc độ, hãy để một mình tăng tốc nhanh hơn (và sau tất cả, nếu bạn đang chọn mua một chiếc xe 300 mã lực thay vì một chiếc xe 100 mã lực, bạn có thể muốn tăng tốc nhanh hơn ).
Những chiếc xe có động cơ lớn hơn thường lớn hơn về mặt vật lý có thể ảnh hưởng đến khí động học (đó là khu vực phía trước x hệ số kéo). Một khu vực phía trước lớn hơn sẽ tăng lực cản, nhưng điều này có thể bị phản đối ở một mức độ nếu chiếc xe lớn hơn dài hơn cho nhiều phạm vi hơn để thiết kế hình dạng khí động học hơn.
Tôi không phải là một chuyên gia về chủ đề này nhưng tôi sẽ cố gắng trả lời trong một thuật ngữ laymans.
Đầu tiên, tất cả sức mạnh của ngựa là lượng điện năng được tạo ra bởi chiếc xe khi nhiên liệu bị cháy. Có nhiều cách để tăng sức ngựa. Bằng cách tăng lượng không khí chảy vào xe hoặc tăng lượng nhiên liệu mà nó đang đốt. Ok bây giờ chúng ta hãy cố gắng tăng sức ngựa của những chiếc xe của chúng ta và để xem nó có tác dụng gì.
Hãy bắt đầu tăng tốc mã lực cho chiếc xe của chúng tôi từ 100 mã lực:
Bây giờ để tăng mã lực, chúng ta có thể có được một hệ thống luồng không khí tốt hơn. Động cơ sản xuất năng lượng bằng cách đốt cháy nhiên liệu, càng đốt cháy tốt, càng tạo ra nhiều năng lượng. Để nhiên liệu đốt cháy tốt hơn, chúng ta cần nhiều oxy hơn, chúng ta đã có được điều đó, rõ ràng là lượng không khí tăng trong động cơ (mặc dù không quá nhiều, chúng ta không muốn có máy sưởi không khí). Blog này giải thích nhiều cách khác nhau để làm điều đó. Sử dụng những phương pháp đó bạn có thể tăng tới 50 mã lực. Bây giờ một điều ở đây để nhận thấy rằng ngay cả khi bạn đã tăng mã lực, nó cũng sẽ dẫn đến hiệu suất và hiệu quả nhiên liệu tốt hơn của chiếc xe.
Vì vậy, chúng tôi đã tăng sức mạnh ô tô của mình từ 100 lên 150 và điều đó cũng với hiệu suất và hiệu quả nhiên liệu tốt hơn nhiều.
Ok bây giờ hãy thử tăng nó lên tới 300
Bây giờ tiếp tục với luồng không khí tốt hơn bây giờ sẽ không giúp chúng ta nhiều vì vậy những gì chúng ta làm. Hãy nhớ động cơ điểm cuối tạo ra năng lượng bằng cách đốt nhiên liệu . Vì vậy, bây giờ để tăng sức mạnh, chúng ta phải tăng lượng nhiên liệu đi vào động cơ. Nhiều hơn có nghĩa là vụ nổ lớn hơn, có nghĩa là nhiều sức mạnh hơn.
Ok vậy tại sao nó lại cho số dặm ít hơn 100 hp. Những chiếc xe có 300 mã lực (có quá nhiều ngựa ở đó, nhìn ra trong khi lái xe) thường được thiết kế để đi ở tốc độ cao hơn. Nói chung, những chiếc xe này cho số dặm tốt hơn ở tốc độ cao hơn so với tốc độ thấp hơn, khiến cho nhiên liệu chạy trong pít-tông nhiều hơn so với xe 100hp, hầu hết nhiên liệu không được sử dụng đúng cách.
Nó cũng giống như lái chiếc xe 100 mã lực của bạn trong thiết bị 2end, bạn cũng đang phát huy hết tiềm năng của chiếc xe của mình cho dù nó có khí động học như thế nào, nó sẽ tiêu thụ nhiều nhiên liệu hơn
Hy vọng nó giúp.
Nó phụ thuộc vào trọng lượng xe, nếu đó là một chiếc xe lớn và nặng thì động cơ trực quan lớn hơn sẽ có mpg tốt hơn so với một chiếc nhỏ, bởi vì nó sẽ không phải tăng tốc độ cao chỉ để di chuyển và sau đó với tốc độ, nó sẽ có thể duy trì tốc độ với vòng tua thấp hơn nhiều so với động cơ nhỏ hơn.