Gostaria de saber por que dois carros rodando a 100 km / h, por exemplo, com 100 hp, consomem menos combustível que um motor de 300hp.
Mesmo se eu pegar um supercarro mais leve e mais aerodinâmico, ele consumirá mais.
Mas, fisicamente, exige a mesma energia para dirigir constantemente a 100 km / h, então um motor mais potente é menos eficiente?
Respostas:
Algumas coisas a considerar:
Você precisa de uma certa quantidade de potência nas rodas para manter uma certa velocidade.
Esta afirmação é (corretamente) feita na pergunta.
A 100 km / h, um sedan típico exigiria aproximadamente 10 hp ao nível do mar para superar as forças devido ao arrasto aerodinâmico e manter a velocidade¹.
O fato de um motor produzir uma potência de pico de 100 ou 300 hp não tem importância.
Quem disse que motores menos potentes são mais eficientes?
Eles podem parecer assim, mas Rory está certo ; a suposição de que os motores que produzem menos potência são mais eficientes nem sempre é verdadeira.
O conceito de consumo de combustível específico do freio (BSFC) nos ajuda a entender isso, o que é explicado muito bem neste artigo do Hot Rod .
Simplificando, o BSFC é apenas um engenheiro para saber quanto combustível é consumido pelo motor por unidade de energia².
Como mostra o gráfico abaixo, esse número varia de acordo com a rotação do motor. Um BSFC menor significa melhor economia de combustível.
Como cada mecanismo terá sua própria assinatura BSFC:
A curva BSFC do motor de alta potência pode ser menor.
Isso será especialmente verdadeiro ao comparar os motores projetados décadas atrás com as maravilhas dos dias de hoje, como EFI, tempo de válvula variável ou indução forçada.
Engrenagem .
Se as curvas do BSFC forem comparáveis, a marcha do veículo pode significar que a RPM do motor mais potente esteja em uma parte mais eficiente da curva em uma determinada velocidade.
Um exemplo clássico disso é a engrenagem "overdrive" encontrada em alguns veículos para ajudar a melhorar a economia de combustível nas velocidades da estrada.
¹ - O Manual Automotivo da Bosch explica como estimar isso
² - Alternativamente, BSFC = vazão de combustível por unidade de potência
Um motor de 100 cv a partir de 1900 (ano) provavelmente consumiria muito mais combustível que um moderno motor de 300 cv, por isso depende muito do design do motor.
Comparando mecanismos modernos, no entanto, você está comparando dois mecanismos projetados para coisas diferentes. É como perguntar por que um cavalo (grande) de condado precisa comer mais do que um pônei pequeno quando está carregando apenas uma criança pequena cada.
Sua premissa básica não é realmente verdadeira. Muitas vezes, o motor mais potente consome menos combustível. Os motores têm diferentes recursos tecnológicos que podem afetar isso.
A referência 100bhp ou 300bhp geralmente indica a potência máxima que o mecanismo pode produzir. Portanto, quando você empurra o acelerador para o chão, o acelerador está totalmente aberto e você está produzindo uma grande quantidade de energia.
A 100 kmh, um motor de alta potência pode estar funcionando muito suavemente, enquanto um motor de 100 cv pode estar lutando perto de sua extremidade superior. Eu sei que meu carro de 400 cv consome menos combustível que o carro de 80 cv da minha esposa a 90 km / h. Mas, ao acelerar a essa velocidade, normalmente levarei 6 segundos e consumirei uma quantidade enorme de combustível, enquanto ela levará 25 segundos e provavelmente não cairá abaixo de 30 mpg. Meu carro ainda terá mais algumas marchas e 100 km / h, enquanto o dela estará na velocidade máxima naquele ponto e próximo à velocidade máxima.
Se eu acelerar na mesma velocidade que ela, meu carro usará um pouco mais de combustível que o dela, pois meu motor de 2,5 litros em baixa velocidade definitivamente consome mais combustível que o motor de 1,2 litros - esse é um fator básico de tamanho.
Isso meio que responde à sua pergunta, apesar de ter uma conclusão oposta à sua premissa original.
Existem muitos fatores, e alguns já estão cobertos bem acima.
No entanto, em um motor a gasolina típico , a quantidade de energia necessária é controlada pelo acelerador. Isso estrangula o fluxo de ar no motor e resulta em perdas de bombeamento.
Se um carro exige (digamos) 20 cv a uma velocidade constante, isso representa 20% da potência disponível de um carro de 100 cv, enquanto apenas ~ 7% da potência de um carro de 300 cv. Portanto, o motor mais poderoso precisa acelerar mais, resultando em maiores perdas de bombeamento.
As coisas não são tão simples como o mapeamento de combustível varia com muitos fatores, por exemplo, a mistura sendo enriquecida ao acelerar. Quanto variará bastante, dependendo dos requisitos de design desse mecanismo. 2 motores semelhantes podem enriquecer a mistura em diferentes pontos da faixa de aceleração / rotação.
Também há problemas de peso. Embora o peso tenha muito pouco efeito sobre o impulso necessário para manter a velocidade (isso afeta a resistência ao rolamento - uma regra geral é que um carro precisará de 1% do peso em libras como libras de impulso para continuar rolando) e, essencialmente, não ' t mude com a velocidade (diferente do empuxo necessário para superar o arrasto aerodinâmico, que aumenta muito conforme a velocidade aumenta). Portanto, a uma velocidade constante, o peso não é de grande importância. No entanto, faz uma enorme diferença no impulso necessário para acelerar a uma taxa razoável. Dobrar o peso e você precisa dobrar o impulso para acelerar na mesma taxa, e muito menos acelerar mais rapidamente (e, afinal, se você optar por comprar um carro de 300 cv em vez de um carro de 100 cv, provavelmente deseja acelerar mais rapidamente )
Carros com motores maiores geralmente são fisicamente maiores, o que pode afetar a aerodinâmica (que é área frontal x fator de arrasto). Uma área frontal maior aumentará o arrasto, mas isso poderá ser combatido até certo ponto se o carro maior for mais longo, dando mais margem para projetar uma forma mais aerodinâmica.
Não sou especialista no assunto, mas tentarei responder em um termo de leigos.
Bem, primeiro, toda a potência é a quantidade de potência produzida pelo carro quando o combustível é queimado. Existem muitas maneiras de aumentar a potência do cavalo. Aumentando a quantidade de ar que flui para o veículo ou aumentando a quantidade de combustível que está queimando. Ok, agora vamos tentar aumentar a potência dos nossos carros e ver quais os efeitos que isso tem.
Vamos começar a aumentar a potência do nosso carro a partir de 100 hp:
Agora, para aumentar a potência, podemos obter um melhor sistema de fluxo de ar. Os motores produzem energia queimando combustível, quanto melhor eles queimam, mais energia é gerada. Para que o combustível queime melhor, precisamos de mais oxigênio, onde conseguimos isso, obviamente aumentando a quantidade de ar que flui no motor (não muito, porém, não queremos um aquecedor de ar). Este blog explica várias maneiras de fazer isso. Usando esses métodos, você pode aumentar até 50 cavalos de potência. Agora, uma coisa é notar que, mesmo agora você aumentou a potência, isso também resultará em desempenho e uma melhor eficiência de combustível do carro.
Assim, aumentamos a potência de nossos carros de 100 para 150 e isso também com muito melhor desempenho e eficiência de combustível.
Ok, agora vamos tentar aumentá-lo até 300
Agora, continuar com um melhor fluxo de ar não nos ajudará muito, e sim o que fazemos. Lembre-se de que o motor do último ponto gera energia queimando combustível . Então, agora, para aumentar a potência, precisamos aumentar a quantidade de combustível consumida no motor. Mais significa explosão maior, significa mais potência.
Ok, então por que ele oferece menos quilometragem do que a 100 hp? Bem, carros com 300 hp (esses são muitos cavalos lá, olhe enquanto dirige) geralmente são projetados para ir a uma velocidade maior. Geralmente esses carros oferecem melhor quilometragem em velocidade mais alta em comparação com uma velocidade mais baixa, porque eles têm mais combustível funcionando no pistão em comparação com os carros de 100 cv a maior parte do combustível não é utilizada corretamente.
É o mesmo que dirigir o seu carro de 100 hp em duas velocidades, bem, você está aproveitando todo o potencial do seu veículo, não importa o quão aerodinâmico seja, ele consumirá mais combustível
Espero que ajude.
Depende do peso do veículo, se for um carro grande e pesado, o motor contra-intuitivamente maior terá um mpg melhor do que um pequeno, porque não terá que girar tão alto apenas para movê-lo e, em velocidade, poderá sustentar a velocidade com rotações muito mais baixas do que o motor menor.