Me pregunto por qué dos automóviles que funcionan a 100 km / h, por ejemplo, con 100 hp consumen menos combustible que un motor de 300 hp.
Incluso si tomo un superdeportivo más ligero y más aerodinámico, consumirá más.
Pero físicamente requiere la misma energía para conducir constantemente a 100 km / h, entonces, ¿un motor más potente es menos eficiente?
Respuestas:
Un par de cosas para contemplar:
Necesita una cierta cantidad de potencia en las ruedas para mantener una cierta velocidad.
Esta afirmación se hace (correctamente) en la pregunta.
A 100 km / h, un sedán típico requeriría aproximadamente 10 hp a nivel del mar para superar las fuerzas debidas a la resistencia aerodinámica y mantener la velocidad¹.
El hecho de que un motor pueda producir 100 hp o 300 hp de potencia máxima no tiene ninguna consecuencia.
¿Quién dijo que los motores menos potentes son más eficientes?
Pueden parecer así, pero Rory tiene razón ; La suposición de que los motores que producen menos potencia son más eficientes no siempre es cierto.
El concepto de consumo de combustible específico de freno (BSFC) nos ayuda a comprender esto, que se explica muy bien en este artículo de Hot Rod .
En pocas palabras, BSFC es solo ingeniero: habla de cuánto combustible consume el motor por unidad de energía².
Como se muestra en la siguiente gráfica, este número varía según las RPM del motor. Un BSFC más pequeño significa una mejor economía de combustible.
Como cada motor tendrá su propia firma BSFC:
La curva BSFC del motor de alta potencia podría ser más baja.
Esto será especialmente cierto cuando se comparen motores diseñados hace décadas con maravillas modernas que cuentan con cosas como EFI, sincronización variable de válvulas o inducción forzada.
Engranaje .
Si las curvas BSFC son comparables, el engranaje del vehículo podría significar que las RPM del motor más potente se encuentran en una parte más eficiente de la curva a una velocidad dada.
Un ejemplo clásico de esto es el engranaje de "sobremarcha" que se encuentra en algunos vehículos para ayudar a mejorar el ahorro de combustible a velocidades de carretera.
¹ - El manual de automoción de Bosch explica cómo calcular esto
² - Alternativamente, BSFC = caudal de combustible por unidad de potencia
Un motor de 100 hp de 1900 (año) probablemente usaría mucho más combustible que un motor moderno de 300 hp, por lo que mucho depende del diseño del motor.
Sin embargo, al comparar motores modernos, está comparando dos motores diseñados para diferentes cosas. Es como preguntar por qué un caballo de corral (grande) necesita comer más que un pequeño pony cuando solo llevan 1 niño pequeño cada uno.
Su premisa básica no es realmente cierta. A menudo, el motor más potente consumirá menos combustible. Los motores tienen diferentes características tecnológicas que pueden afectar esto.
La referencia de 100bhp o 300bhp generalmente indica la potencia máxima que puede producir el motor. Entonces, cuando empujas el acelerador hacia el piso, el acelerador está completamente abierto y estás produciendo una gran cantidad de potencia.
A 100 km / h, un motor de alta potencia puede funcionar muy suavemente, mientras que un motor de 100 bhp puede tener problemas cerca de su extremo superior. Sé que mi automóvil de 400 bhp consume menos combustible que el automóvil de 80 bhp de mi esposa a 90 mph. Pero al acelerar a esa velocidad, típicamente tomaré 6 segundos y consumiré una gran cantidad de combustible, mientras que ella tomará 25 segundos y probablemente no caiga por debajo de 30 mpg. Mi automóvil todavía tendrá un par de velocidades más y 100 mph más, mientras que el suyo estará en la mejor velocidad en ese punto y cerca de su velocidad máxima.
Si aceleré a la misma velocidad que ella, mi auto usará un poco más de combustible que el de ella, ya que mi motor 2.5l a bajas velocidades definitivamente consume más combustible que su motor 1.2l, eso es un factor básico de tamaño.
Este tipo de respuesta a su pregunta, a pesar de tener una conclusión opuesta a su premisa original.
Hay muchos factores, y algunos ya están cubiertos muy por encima.
Sin embargo, en un motor de gasolina típico, el acelerador controla la cantidad de potencia requerida. Esto estrangula el flujo de aire en el motor, y esto resulta en pérdidas de bombeo.
Si un automóvil requiere (digamos) 20 hp para una velocidad constante, entonces ese es el 20% de la potencia disponible de un automóvil de 100 hp, mientras que solo ~ 7% de la potencia de un automóvil de 300 hp. Por lo tanto, el motor más potente necesita estrangularse más con las mayores pérdidas de bombeo resultantes.
Las cosas no son tan simples como el mapeo de combustible variará con muchos factores, por ejemplo, la mezcla se enriquece al acelerar. La cantidad variará mucho según los requisitos de diseño de ese motor. 2 motores similares pueden enriquecer la mezcla en diferentes puntos en el rango de aceleración / revoluciones.
También hay problemas de peso. Si bien el peso tiene muy poco efecto sobre el empuje necesario para mantener una velocidad (afecta la resistencia a la rodadura, una regla general es que un automóvil requerirá el 1% del peso en libras como libras de empuje para seguir rodando) y esencialmente no t cambia con la velocidad (a diferencia del empuje requerido para superar la resistencia aerodinámica que aumenta enormemente a medida que aumenta la velocidad). Por lo tanto, a una velocidad constante, el peso no es de gran importancia. Sin embargo, hace una gran diferencia en el empuje requerido para acelerar a un ritmo razonable. Duplique el peso y necesita aproximadamente el doble de empuje para acelerar a la misma velocidad, y mucho menos para acelerar más rápido (y después de todo, si elige comprar un automóvil de 300 hp en lugar de un automóvil de 100 hp, probablemente quiera acelerar más rápido) )
Los automóviles con motores más grandes a menudo son físicamente más grandes, lo que puede afectar la aerodinámica (que es el área frontal x el factor de arrastre). Un área frontal más grande aumentará la resistencia, pero esto podría contrarrestarse en cierta medida si el automóvil más grande es más largo, lo que da más margen para diseñar una forma más aerodinámica.
No soy un experto en el tema, pero intentaré responder en un término simple.
Bueno, en primer lugar, toda la potencia del caballo es la cantidad de energía producida por el automóvil cuando se quema el combustible. Hay muchas formas de aumentar la potencia del caballo. Al aumentar la cantidad de aire que fluye hacia el vehículo o al aumentar la cantidad de combustible que se está quemando. Ok, ahora intentemos aumentar la potencia de nuestros autos y veamos qué efectos tiene.
Comencemos a aumentar la potencia de nuestro automóvil desde 100 hp:
Ahora, para aumentar la potencia, podemos obtener un mejor sistema de flujo de aire. El motor produce energía al quemar combustible, cuanto mejor se queman, más se genera la energía. Para que el combustible se queme mejor necesitamos más oxígeno, ¿dónde obtenemos eso? Obviamente, aumenta la cantidad de aire que fluye en el motor (aunque no demasiado, no queremos un calentador de aire). Este blog explica varias formas de hacerlo. Usando esos métodos puede aumentar hasta 50 caballos de fuerza. Ahora, una cosa aquí para notar que incluso si ahora ha aumentado la potencia, también dará como resultado el rendimiento y una mejor eficiencia de combustible del automóvil.
Así que aumentamos la potencia de nuestros autos de 100 a 150 y eso también con un rendimiento mucho mejor y eficiencia de combustible.
Ok, ahora intentemos aumentarlo hasta 300
Ahora, seguir con un mejor flujo de aire no nos ayudará mucho, así que lo que hacemos. Recuerde que el motor del último punto genera energía quemando combustible . Entonces, para aumentar la potencia, tenemos que aumentar la cantidad de combustible que ingresa al motor. Más significa mayor explosión, significa más poder.
Ok, entonces, ¿por qué da menos kilometraje que el de 100 hp? Bueno, los autos con 300 hp (esos son demasiados caballos allí, mira mientras conduces) generalmente están diseñados para ir a una velocidad más alta. En general, estos automóviles ofrecen un mejor kilometraje a mayor velocidad en comparación con una velocidad más baja, ya que tienen más combustible en el pistón en comparación con el automóvil de 100 CV, la mayor parte del combustible no se utiliza correctamente.
Es lo mismo que conducir su automóvil de 100 hp en 2end gear, bueno, está limitando todo el potencial de su vehículo, no importa cuán aerodinámico sea, consumirá más combustible.
Espero eso ayude.
Depende del peso del vehículo, si es un automóvil grande y pesado, entonces el motor intuitivamente más grande obtendrá un mejor mpg que uno pequeño, porque no tendrá que acelerar tanto para moverlo y luego a la velocidad podrá mantener la velocidad con rpm mucho más bajas que lo haría un motor más pequeño.