L'accelerazione più rapida peggiora l'efficienza del carburante?


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Ho spesso sentito che accelerare di più rende meno efficiente il consumo di carburante, ma non ho ancora ricevuto una valida spiegazione del perché. Naturalmente questo mi fa mettere in dubbio questo consiglio. Ora, ovviamente, quando acceleri di più, più carburante viene pompato nel tuo motore, ma arriverai presto a quel punto dolce della crociera in cui il consumo di carburante è molto inferiore. Quindi ne vale la pena o no?

Questa domanda ha bisogno di alcuni parametri, come ovviamente se si vola alle luci solo per fermarsi duramente in 100 metri, si dovrà certamente affrontare un pessimo consumo di carburante. Sto parlando più di luci all'inizio di una lunga strada aperta, dove l'accelerazione non ha alcun impatto sull'eventuale frenata che dovrà avvenire.

Penso che il nocciolo di questa domanda abbia a che fare con la potenza erogata per ciascun carburante immesso a regime variabile del motore. Ci ho pensato dato che la mia auto ha una coppia molto bassa a bassi regimi, ma una volta intorno ai 3000+ giri è eccezionale (vecchia BMW 320i). Potrebbe essere che il motore della mia auto funzioni in modo più efficiente a 3.000 giri / min, e come un'accelerazione leggermente più dura del normale migliorerà l'efficienza del carburante? O sto sognando?

Risposte:


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Come hai detto, il nocciolo del problema ha a che fare con il recupero di ogni ultima quantità di energia da un'unità di carburante. Puoi considerarlo come il tuo consumo totale di carburante.

L'accelerazione del veicolo da riposo a 60 mph o 100 km / h richiederà una quantità fissa di energia in base al peso del veicolo (esclusi vento, attrito e resistenza al rotolamento).

Quindi è necessario utilizzare il motore nel modo più efficiente per produrre quella quantità di energia. Ad esempio, potresti semplicemente accelerare e produrre rapidamente l'energia richiesta, ma non c'è modo di sapere se quel percorso è più efficiente della costruzione di quell'energia per un periodo di tempo più lungo.

Per saperlo devi conoscere il tuo motore. In particolare, è necessario conoscere il consumo di carburante specifico per freni (BSFC). La BSFC misura quanta energia produce il tuo motore per unità di carburante (di solito un grammo di carburante). Il tuo motore avrà BSFC diversi a diversi RPM e valori di coppia. Vuoi far funzionare il tuo motore dove ha il BSFC più basso (il più basso consumo di carburante per unità di energia prodotta). Quindi, se guardi il grafico BSFC che ho collegato, vedrai che per quel motore il suo valore BSFC più basso è 206 a circa 2100-2200 giri / min a una coppia prossima al picco, il che significa che questo motore funziona in modo più efficiente in quel campo operativo.

In generale, i motori funzionano nel modo più efficiente vicino alla coppia massima con acceleratore completamente aperto e al regime minimo possibile. Questa gamma sarà diversa per ogni motore e veicolo perché tutti i motori sono diversi e ogni veicolo ha carichi parassiti diversi. Probabilmente potresti calcolarlo per il tuo veicolo se esegui il veicolo su un dinamometro per misurare la potenza e quindi monitorare anche il consumo di carburante e quindi fare una divisione attraverso la curva per vedere dove il motore era più efficiente.

Ora che sai a quali condizioni operative il tuo veicolo è più efficiente, la difficoltà diventa quindi far funzionare il tuo motore in quelle condizioni in ogni momento durante l'accelerazione. Questo diventa difficile con una trasmissione perché l'RPM deve aumentare man mano che il veicolo accelera.

Con una trasmissione manuale ciò che farei con la curva di esempio sopra sarebbe di avere l'acceleratore a farfalla completamente aperta da 1500-2500 giri / min e cambiare a 2500 giri / min per ogni marcia. Sono sicuro che è possibile calcolare i punti di spostamento esatti per la massima efficienza, ma non sono disposto a impegnarci molto.

Con una trasmissione automatica questo è molto difficile perché se provi a far girare il motore a tutto gas, la trasmissione automatica estenderà il tuo punto di cambio fino alla gamma di giri alta e otterrai BSFC molto cattivo e, a sua volta, efficienza. Con una trasmissione automatica devi accelerare molto più lentamente in modo che la trasmissione si sposterà nei punti appropriati per mantenere il motore a un regime di giri in cui può funzionare alla massima efficienza. Forse spingendo l'acceleratore a metà gas può raggiungere questo obiettivo, ma dovresti farlo sentire.

In conclusione, direi che il modo migliore per accelerare è quello di accelerare il più velocemente possibile con i regimi più bassi.

Spero che questa spiegazione abbia aiutato in qualche modo.

Consumo di carburante specifico per Wiki Brake


Caspita che risposta. Avrò bisogno di un po 'di tempo per dare un'occhiata a questo, ma penso che questa informazione sia quella che stavo cercando!
Andrew

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"(esclusi vento, attrito e resistenza al rotolamento)." Queste esclusioni rimuovono tutte le preoccupazioni del mondo reale da questa domanda. Questo non è un problema di fisica astratta. BSFC è utile per determinare la velocità del motore più efficiente su un cavalletto. Non si traduce direttamente nella velocità più efficiente sul terreno (le perdite per attrito sono importanti). Non fornisce informazioni su un'accelerazione efficiente in quanto i profili di carico e consumo di carburante variano notevolmente (ad es. Aumento del carburante aggiunto per raffreddare la carica sotto spinta).
Bob Cross

Se si utilizzano i valori BSFC generati da un dinamometro a ruota, verrebbe inclusa la maggior parte delle inefficienze di trascinamento. La resistenza al vento verrà ridotta al minimo alzandosi prima alla velocità richiesta, in modo che la perdita di energia dovrebbe essere inferiore se si accelera più velocemente. Lo stesso vale per la resistenza al rotolamento e l'attrito. Quindi ho assunto la possibilità di rimuovere tali ipotesi perché in generale non puoi controllarle e in generale preferiresti accelerare più rapidamente. BSFC ti fornirà molte informazioni su quale gamma il tuo motore è più efficiente, l'accelerazione in quella gamma sarà anche la più efficiente.
Mike Saull,

BSFC ti fornisce informazioni sul tuo motore in uno stato stabile, non durante l'accelerazione in diverse posizioni dell'acceleratore con vari parametri di regolazione. Il consumo di carburante può essere facilmente misurato utilizzando la porta OBD II. Le partenze di coniglio sono meno efficienti dell'accelerazione graduale.
Bob Cross

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Concordo con l'affermazione che le partenze di coniglio sono meno efficienti solo se si accelera a un regime più elevato in cui il motore essenzialmente "spreca" carburante più del necessario. Tuttavia, ritengo che l'accelerazione da 0-60 al 20% dell'acceleratore da 1500-2500 rispetto al 100% dell'acceleratore 1500-2500 che l'acceleratore del 20% sarà meno efficiente nel raggiungere la velocità. Solo perché il motore sta producendo molta meno energia e il consumo di carburante non sarebbe inferiore a 1/5 dell'opzione dell'acceleratore al 100%.
Mike Saull,

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Ci vuole una quantità specifica di energia per accelerare una quantità specifica di massa a una velocità specifica. Quindi, solo guardando quei fattori, avresti ragione a supporre che poco importa quanto velocemente acceleri detta massa.

Ma non è così che funziona il mondo reale. Il problema qui è che i motori a combustione e le molte cose a cui li colleghiamo sono sorprendentemente inefficienti. C'è una notevole quantità di attrito coinvolto. Per accelerare rapidamente la tua auto, il tuo motore deve muoversi più velocemente. Più veloce deve oscillare un pistone, maggiore è la forza a cui sono sottoposti i cuscinetti. Il lavoro richiesto per far entrare e uscire l'aria dai cilindri attraverso le valvole è molto maggiore agli RPM elevati, esponenzialmente. E la lista continua.

Inoltre, il motore della tua auto deve sprecare ancora più energia ad alti regimi girando l'alternatore, la pompa dell'acqua, la pompa dello sterzo, ecc.

Se metti insieme tutti questi fattori, è abbastanza ovvio il motivo per cui il tuo motore è più efficiente a bassi regimi.


s/high speeds/high RPMs/g:)
jensgram

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L'accelerazione più rapida peggiora l'efficienza del carburante?

Sì.

Ora, ovviamente, quando acceleri di più, più carburante viene pompato nel tuo motore, ma arriverai presto a quel punto dolce della crociera in cui il consumo di carburante è molto inferiore. Quindi ne vale la pena o no?

No.

Questo è facilmente misurabile tramite la porta OBD II. Ad esempio, il mio Accessport mi dà letture immediate sul consumo istantaneo di carburante. La combinazione Automatic dongle + smart phone ti fornisce informazioni altrettanto dettagliate (anche se senza la possibilità di riprogrammare la tua ECU). Come si suol dire nel loro tour del prodotto: "Accelerazione rapida - Fare un passo forte sul pedale del gas riduce l'efficienza del carburante e fa sprecare denaro". Con un dispositivo come questo, sarai in grado di misurare esattamente quanti soldi stai perdendo con il coniglio inizia.

L'accelerazione richiede più energia della crociera a regime, quindi richiede più carburante. L'accelerazione rapida richiede più energia rispetto all'accelerazione lenta. Esiste una relazione super-lineare tra il tasso di accelerazione e il tasso di consumo di carburante (più carburante consumato per metro / secondo ^ 2 a velocità di accelerazione più elevate).

Se desideri una dimostrazione pratica di come l'accelerazione delle tartarughe può far risparmiare carburante, ti rimando alla dimostrazione di Jeremy Clarkson nella sua epica guida da Londra a Edimburgo e di nuovo su un serbatoio di carburante in una doppia V8 turbo Audi (scorri fino all'episodio 4 della stagione 4). Descrive in dettaglio come evitare lo spreco di carburante dell'accelerazione. Ancora più importante, ha mantenuto i giri sotto i 1200 giri / min.

Queste sono quantità misurabili. Non esiste alcuna giustificazione del consumo di carburante per le partenze dei conigli alle luci di arresto.


Probabilmente ci sarà una "via di mezzo", troppo veloce significherà girare molto più del necessario, anche se per un breve periodo .. e accelerare lentamente ti farà passare più tempo del necessario a RPM più alti, il che costerà carburante .
nsandersen,

Ma sicuramente tutto deve ridursi all'efficienza del motore a diverse velocità di accelerazione, giusto? Voglio dire, la fisica mi dice che l'energia necessaria per cambiare la velocità dipende solo dalle velocità di inizio e fine, non da quanto tempo ci vuole per passare tra di loro. (E = 1/2 * m * v ^ 2).
Michael,

@Michael devi ricordare che non stiamo parlando di un sistema ideale. La fisica delle scuole superiori non è sufficiente per gestire cose come le inefficienze termiche indotte dalla spinta in un motore turbo. Le misure dei sistemi reali vincono sempre.
Bob Cross

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Risultati della vita reale

Ho una Nissan Armada del 2005 con headersm CAI, scarico personalizzato e messa a punto. Mia moglie lo guida come una nonnina: un'accelerazione gradevole e lenta, l'anticipazione per la frenata ha una media di circa 12-14 mpg.

Guido quella bestia come se la rubassi ovunque io vada - anche se prevedo ancora frenate e rallentamenti - di solito tiro mediamente 14,8-15 mpg. Faccio circa 1-3 mpg meglio di lei e lo attribuisco ad accelerare il più velocemente possibile alla mia velocità di crociera, quindi rimanere lì per un periodo di tempo più lungo di lei.

Quando guardi il tuo indicatore di scansione, non importa quanto acceleri il mpg succhia fino a raggiungere la velocità di crociera. Più a lungo ti siedi nella povera zona mpg, più gas stai usando. L'indicatore di scansione non mente, né i risultati della vita reale.

Prova 3 carri armati pieni guidando come se avessi un paio per la tua velocità di crociera, quindi crociera. Scopri qual è il migliore per il tuo veicolo! Ho anche una Toyota Yaris che guido 112 miglia ogni giorno per lavorare e tornare. L'accelerazione-come-ho-una-coppia-allora-crociera mi ha fatto guadagnare 1.3 mpg meglio su una media di 6 carri armati rispetto alla lenta accelerazione.

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