Mi chiedo perché due auto che funzionano a 100 km / h, ad esempio con una potenza di 100 CV, consumano meno carburante di un motore da 300 CV.
Anche se prendo una supercar più leggera e più aerodinamica consumerà di più.
Ma fisicamente richiede la stessa energia per guidare costantemente a 100 km / h, quindi un motore più potente è meno efficiente?
Risposte:
Un paio di cose da considerare:
Hai bisogno di una certa quantità di potenza alle ruote per mantenere una certa velocità.
Questa affermazione è (correttamente) fatta nella domanda.
A 100 km / h, una berlina tipica richiederebbe circa 10 CV a livello del mare per superare le forze dovute alla resistenza aerodinamica e mantenere la velocità¹.
Il fatto che un motore possa produrre una potenza di picco di 100 CV o 300 CV non ha alcuna conseguenza.
Chi ha detto che i motori meno potenti sono più efficienti?
Potrebbero sembrare così, ma Rory ha ragione ; il presupposto che i motori che producono meno potenza siano più efficienti non è sempre vero.
Il concetto di consumo di carburante specifico per freni (BSFC) ci aiuta a capire questo, che è spiegato molto bene in questo articolo Hot Rod .
In poche parole, BSFC è semplicemente un ingegnere che parla di quanto carburante viene consumato dal motore per unità di energia².
Come mostra la trama qui sotto, questo numero varia in base al regime motore. Un BSFC più piccolo significa un migliore risparmio di carburante.
Poiché ogni motore avrà la propria firma BSFC:
La curva BSFC del motore ad alta potenza potrebbe essere inferiore.
Ciò sarà particolarmente vero quando si confrontano i motori progettati decenni fa con le meraviglie dei nostri giorni che vantano cose come EFI, fasatura variabile delle valvole o induzione forzata.
Ingranaggi .
Se le curve BSFC sono comparabili, l'ingranaggio del veicolo potrebbe significare che il regime del motore più potente si trova in una parte più efficiente della curva a una determinata velocità.
Un classico esempio di questo è l'ingranaggio "overdrive" trovato in alcuni veicoli per aiutare a migliorare il risparmio di carburante alle velocità dell'autostrada.
¹ - Il Manuale di Bosch Automotive spiega come stimarlo
² - In alternativa, BSFC = portata del carburante per unità di potenza
Un motore da 100 CV del 1900 (anno) probabilmente consumerebbe molto più carburante rispetto a un moderno motore da 300 CV, quindi molto dipende dal design del motore.
Confrontando i motori moderni, tuttavia, si stanno confrontando due motori progettati per cose diverse. È come chiedere perché un cavallo shire (grande) ha bisogno di mangiare più di un piccolo pony quando trasportano solo 1 bambino piccolo ciascuno.
La tua premessa di base non è in realtà vera. Spesso il motore più potente consumerà meno carburante. I motori hanno caratteristiche tecnologiche diverse che possono influire su questo.
Il riferimento di 100 CV o 300 CV indica solitamente la potenza massima che il motore può produrre. Quindi quando spingi l'acceleratore a terra, l'acceleratore è spalancato e stai producendo una grande quantità di potenza.
A 100 km / h, un motore ad alta potenza potrebbe funzionare in modo molto delicato, mentre un motore da 100 CV potrebbe essere in difficoltà vicino alla sua estremità superiore. So che la mia auto da 400 CV consuma meno carburante rispetto all'auto da 80 CV di mia moglie a 90 chilometri all'ora. Ma per accelerare a quella velocità, in genere prenderò 6 secondi e consumerò un'enorme quantità di carburante, mentre lei impiegherà 25 secondi e probabilmente non scenderà sotto i 30 mpg. La mia auto avrà ancora un paio di marce in più e 100 miglia all'ora in più, mentre la sua sarà in marcia a quel punto e vicino alla sua velocità massima.
Se avessi accelerato alla stessa velocità di lei, la mia auto consumerebbe un po 'più di carburante della sua, dato che il mio motore da 2,5 litri a bassa velocità consuma sicuramente più carburante del suo motore da 1,2 litri: questo è un fattore base delle dimensioni.
Questo tipo di risposta alla tua domanda, nonostante abbia una conclusione opposta alla tua premessa originale.
Ci sono molti fattori e alcuni sono già coperti ben sopra.
Tuttavia, su un tipico motore a benzina , la quantità di potenza richiesta è controllata dall'acceleratore. Ciò strozza il flusso d'aria nel motore e provoca perdite di pompaggio.
Se un'auto richiede (diciamo) 20 CV per una velocità costante, questo è il 20% della potenza disponibile di un'auto da 100 CV mentre solo ~ 7% della potenza di un'auto da 300 CV. Quindi il motore più potente ha bisogno di una limitazione maggiore con conseguenti maggiori perdite di pompaggio.
Le cose non sono così semplici in quanto la mappatura del carburante varierà con molti fattori, ad esempio la miscela che viene arricchita durante l'accelerazione. Quanto varierà notevolmente a seconda dei requisiti di progettazione di quel motore. 2 motori simili potrebbero arricchire la miscela in diversi punti della gamma acceleratore / giro.
Ci sono anche problemi di peso. Mentre il peso ha un effetto molto limitato sulla spinta necessaria per mantenere una velocità (influenza la resistenza al rotolamento - una regola empirica è che un'auto richiederà l'1% del peso in libbre come libbre di spinta per continuare a rotolare) e sostanzialmente non lo fa ' t cambia con la velocità (diversamente dalla spinta richiesta per superare la resistenza aerodinamica che aumenta notevolmente all'aumentare della velocità). Quindi a una velocità costante il peso non ha grande importanza. Tuttavia, fa una grande differenza per la spinta richiesta per accelerare a un ritmo ragionevole. Raddoppia il peso e devi raddoppiare la spinta per accelerare alla stessa velocità, figuriamoci per accelerare più rapidamente (e dopotutto, se stai scegliendo di acquistare un'auto da 300 CV piuttosto che un'auto da 100 CV, probabilmente vorrai accelerare più rapidamente ).
Le auto con motore più grande sono spesso fisicamente più grandi e possono influire sull'aerodinamica (ovvero area frontale x fattore di resistenza). Un'area frontale più ampia aumenterà la resistenza, ma ciò potrebbe essere contrastato in misura se l'automobile più grande offre più spazio per progettare una forma più aerodinamica.
Non sono un esperto in materia, ma cercherò di rispondere in termini di laici.
Prima di tutto tutta la potenza del cavallo è la quantità di energia prodotta dall'auto quando il carburante viene bruciato. Esistono molti modi per aumentare la potenza del cavallo. Aumentando la quantità di aria che fluisce nel veicolo o aumentando la quantità di carburante che sta bruciando. Ok ora ci consente di provare ad aumentare la potenza del cavallo delle nostre auto e di vedere quali effetti ha.
Cominciamo ad aumentare la potenza della nostra auto da 100 CV:
Ora per aumentare la potenza potremmo semplicemente ottenere un migliore sistema di flusso d'aria. Il motore produce energia bruciando carburante, meglio bruciano, più energia viene generata. Perché il carburante bruci meglio abbiamo bisogno di più ossigeno, se otteniamo quello, ovviamente aumentando la quantità di aria che fluisce nel motore (non troppo però, non vogliamo un riscaldatore ad aria). Questo blog spiega vari modi per farlo. Usando questi metodi è possibile aumentare fino a 50 cavalli. Ora una cosa qui da notare che anche ora hai aumentato la potenza, si tradurrà anche in prestazioni e un migliore consumo di carburante della vettura.
Quindi abbiamo aumentato la potenza delle nostre auto da 100 a 150 e anche con prestazioni e consumi molto migliori.
Ok ora proviamo ad aumentarlo fino a 300
Ora continuare con un flusso d'aria migliore non ci aiuterà molto, quindi quello che facciamo. Ricorda che il motore dell'ultimo punto genera energia bruciando carburante . Quindi ora per aumentare la potenza dobbiamo aumentare la quantità di carburante che va nel motore. Più significa esplosione più grande, significa più potenza.
Ok, allora perché offre meno chilometraggio rispetto a quello da 100 CV. Bene, le auto con 300 CV (ci sono troppi cavalli lì, guardano fuori durante la guida) sono generalmente progettate per andare a una velocità più elevata. Generalmente queste auto offrono un chilometraggio migliore a velocità più elevata rispetto a una velocità inferiore, poiché hanno più carburante nel pistone rispetto a un'auto da 100 CV la maggior parte del carburante non viene utilizzato correttamente.
È come guidare la tua auto da 100 CV con la marcia 2end, beh, stai sfruttando appieno il potenziale del tuo veicolo, non importa quanto aerodinamico, consumerà più carburante
Spero che sia d'aiuto.
Dipende dal peso del veicolo, se è un'auto grande e pesante, allora il motore intuitivamente più grande otterrà un mpg migliore di quello piccolo, perché non dovrà girare più in alto solo per spostarlo e quindi alla velocità sarà in grado di sostenere la velocità con un numero di giri molto più basso rispetto a un motore più piccolo.