Consommation de carburant à la même vitesse d'un moteur différent

Je me demande pourquoi deux voitures tournant à 100 km / h par exemple avec un 100 ch consomment moins de carburant qu'un moteur de 300 ch.

Même si je prends une supercar plus légère et plus aérodynamique elle consommera plus.

Mais physiquement, il nécessite la même énergie pour rouler constamment à 100 km / h, donc un moteur plus puissant est-il moins efficace?

Quelques éléments à considérer:

1. Vous avez besoin d'une certaine puissance aux roues pour maintenir une certaine vitesse.

   Cette affirmation est (correctement) faite dans la question.

   À 100 km / h, une berline typique nécessiterait environ 10 ch au niveau de la mer pour surmonter les forces dues à la traînée aérodynamique et maintenir la vitesse¹.

   Le fait qu'un moteur puisse produire 100 ch ou 300 ch de puissance de crête n'a aucune conséquence.

2. Qui a dit que les moteurs moins puissants sont plus efficaces?

   Ils peuvent sembler comme ça, mais Rory a raison ; l'hypothèse selon laquelle les moteurs produisant moins de puissance sont plus efficaces n'est pas toujours vraie.

   Le concept de consommation de carburant spécifique au frein (BSFC) nous aide à comprendre cela, ce qui est très bien expliqué dans cet article Hot Rod .

   En termes simples, BSFC ne fait que parler de l'ingénieur de la quantité de carburant consommée par le moteur par unité d'énergie².

   Comme le montre le graphique ci-dessous, ce nombre varie en fonction du régime moteur. Un BSFC plus petit signifie une meilleure économie de carburant.

   

Alors, comment une voiture plus puissante peut-elle siroter moins de carburant à une vitesse donnée?

Étant donné que chaque moteur aura sa propre signature BSFC:

• La courbe BSFC du moteur haute puissance pourrait être plus basse.

  Cela sera particulièrement vrai lorsque l'on comparera des moteurs conçus il y a des décennies à des merveilles modernes offrant des éléments tels que l'EFI, le calage variable des soupapes ou l'induction forcée.

• Engrenage .

  Si les courbes BSFC sont comparables, l'engrenage du véhicule pourrait signifier que le régime du moteur le plus puissant se trouve dans une partie plus efficace de la courbe à une vitesse donnée.

  Un exemple classique de ceci est la vitesse "overdrive" trouvée dans certains véhicules pour aider à améliorer l'économie de carburant à vitesse d'autoroute.

¹ - Le manuel Bosch Automotive Handbook explique comment estimer ce

² - Alternativement, BSFC = débit de carburant par unité de puissance

Un moteur de 100 ch de 1900 (année) utiliserait probablement beaucoup plus de carburant qu'un moteur moderne de 300 ch, donc cela dépend beaucoup de la conception du moteur.

Cependant, en comparant des moteurs modernes, vous comparez deux moteurs conçus pour des choses différentes. C'est comme demander pourquoi un cheval (grand) de comté doit manger plus qu'un petit poney alors qu'il ne porte qu'un petit enfant chacun.

Votre prémisse de base n'est pas réellement vraie. Souvent, le moteur le plus puissant consommera moins de carburant. Les moteurs ont des caractéristiques technologiques différentes qui peuvent affecter cela.

La référence 100 ch ou 300 ch indique généralement la puissance maximale que le moteur peut produire. Ainsi, lorsque vous poussez l'accélérateur au sol, la manette des gaz est grande ouverte et vous produisez une grande quantité d'énergie.

À 100 km / h, un moteur de grande puissance peut fonctionner très doucement, tandis qu'un moteur de 100 ch peut avoir des difficultés près de son extrémité supérieure. Je sais que ma voiture de 400 ch consomme moins de carburant que la voiture de 80 ch de ma femme à 90 mph. Mais en accélérant à cette vitesse, je prendrai généralement 6 secondes et consommerai une énorme quantité de carburant, alors qu'elle prendra 25 secondes et ne tombera probablement pas en dessous de 30 mi / gal. Ma voiture aura toujours quelques vitesses de plus et 100 mph de plus, tandis que la sienne sera à la vitesse supérieure à ce moment-là et près de sa vitesse maximale.

Si j'ai accéléré à la même vitesse qu'elle, ma voiture consommera un peu plus de carburant que la sienne, car mon moteur 2,5 l à basse vitesse consomme définitivement plus de carburant que son moteur 1,2 l - c'est un facteur de taille de base.

Ce genre de réponses à votre question, malgré une conclusion opposée à votre prémisse d'origine.

Il existe de nombreux facteurs, et certains sont déjà traités bien ci-dessus.

Cependant, sur un moteur à essence typique , la puissance requise est contrôlée par l'accélérateur. Cela étrangle le flux d'air dans le moteur, ce qui entraîne des pertes de pompage.

Si une voiture nécessite (disons) 20 ch pour une vitesse constante, cela représente 20% de la puissance disponible d'une voiture de 100 ch alors que seulement 7% de la puissance d'une voiture de 300 ch. Par conséquent, le moteur le plus puissant a besoin d'étrangler davantage, ce qui entraîne des pertes de pompage plus importantes.

Les choses ne sont pas aussi simples que cela car la cartographie du carburant variera en fonction de nombreux facteurs, par exemple le mélange s'enrichissant lors de l'accélération. Le montant variera considérablement en fonction des exigences de conception de ce moteur. 2 moteurs similaires pourraient enrichir le mélange à différents points de la plage des gaz / régime.

Il y a aussi des problèmes de poids. Alors que le poids a très peu d'effet sur la poussée nécessaire pour maintenir une vitesse (il affecte la résistance au roulement - une règle empirique est qu'une voiture aura besoin de 1% du poids en livres comme livres de poussée pour continuer à rouler) et essentiellement cela ne fonctionne pas '' t changer avec la vitesse (contrairement à la poussée nécessaire pour surmonter la traînée aérodynamique qui augmente considérablement à mesure que la vitesse augmente). Par conséquent, à vitesse constante, le poids n'a pas une grande importance. Cependant, cela fait une énorme différence dans la poussée nécessaire pour accélérer à un rythme raisonnable. Doublez le poids et vous avez besoin d'environ le double de la poussée pour accélérer au même rythme, sans parler d'accélérer plus rapidement (et après tout, si vous choisissez d'acheter une voiture de 300 ch plutôt qu'une voiture de 100 ch, vous voulez probablement accélérer plus rapidement ).

Les voitures à moteur plus gros sont souvent physiquement plus grandes, ce qui peut affecter l'aérodynamique (qui est la zone frontale x le facteur de traînée). Une zone frontale plus grande augmentera la traînée, mais cela pourrait être contré dans une certaine mesure si la voiture plus grande donne plus de latitude pour concevoir une forme plus aérodynamique.

Je ne suis pas un expert sur le sujet mais je vais essayer de répondre en termes simples.

Eh bien, tout d'abord, la puissance en chevaux est la quantité d'énergie produite par la voiture lorsque le carburant est brûlé. Il existe de nombreuses façons d'augmenter la puissance du cheval. En augmentant la quantité d'air circulant dans le véhicule ou en augmentant la quantité de carburant qu'il brûle. Ok maintenant, essayons d'augmenter la puissance en chevaux de nos voitures et voyons quels effets cela a.

Commençons à augmenter la puissance de notre voiture à partir de 100 ch:

Maintenant, pour augmenter la puissance, nous pouvons simplement obtenir un meilleur système de circulation d'air. Le moteur produit de l'énergie en brûlant du carburant, mieux il brûle, plus la puissance est générée. Pour que le carburant brûle mieux, nous avons besoin de plus d'oxygène, où l'obtenons-nous, augmentant évidemment la quantité d'air circulant dans le moteur (pas trop cependant, nous ne voulons pas d'un aérotherme). Ce blog explique différentes façons de le faire. En utilisant ces méthodes, vous pouvez augmenter jusqu'à 50 chevaux. Maintenant, une chose ici pour remarquer que même si vous avez maintenant augmenté la puissance, cela se traduira également par des performances et une meilleure efficacité énergétique de la voiture.

Nous avons donc augmenté la puissance de nos voitures de 100 à 150 et cela également avec de bien meilleures performances et un meilleur rendement énergétique.

Ok maintenant essayons de l'augmenter jusqu'à 300

Maintenant, continuer avec un meilleur flux d'air ne nous aidera plus beaucoup dans ce que nous faisons. N'oubliez pas que le moteur du dernier point génère de l'énergie en brûlant du carburant . Alors maintenant, pour augmenter la puissance, nous devons augmenter la quantité de carburant dans le moteur. Plus signifie plus de souffle, plus de puissance.

Ok, alors pourquoi donne-t-il moins de kilométrage que celui de 100 ch. Eh bien, les voitures de 300 ch (ce sont trop de chevaux là-bas, faites attention en conduisant) sont généralement conçues pour aller à une vitesse plus élevée. Généralement, ces voitures offrent un meilleur kilométrage à une vitesse supérieure par rapport à une vitesse inférieure, car elles ont plus de carburant dans le piston que pour une voiture de 100 ch, la plupart du carburant n'est pas utilisé correctement.

C'est la même chose que de conduire votre voiture de 100 ch avec un rapport final, eh bien, vous limitez le plein potentiel de votre véhicule, peu importe son aérodynamisme, il consommera plus de carburant

J'espère que cela aide.

Cela dépend du poids du véhicule, si c'est une voiture grande et lourde, alors un moteur intuitivement plus gros obtiendra un meilleur mpg qu'un petit, car il n'aura pas à tourner aussi haut juste pour le déplacer et puis à vitesse, il pourra maintenir la vitesse avec un régime beaucoup plus faible que le moteur plus petit.