Question:
Pourquoi les véhicules utilisent-ils du carburant et comment améliorer la consommation de carburant?
juhist
2015-12-28 00:55:44 UTC
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Pourquoi les véhicules utilisent-ils du carburant? Où va l'énergie contenue dans le carburant?

Le rendement énergétique des véhicules ne cesse d'augmenter. pourquoi est-ce le cas? Quelles technologies les constructeurs automobiles utilisent-ils pour améliorer le rendement énergétique?

Si quelqu'un prétend avoir une solution pour améliorer la consommation de carburant d'une voiture existante, comment puis-je estimer si la solution fonctionne vraiment?

Un répondre:
juhist
2015-12-28 00:55:44 UTC
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Les véhicules utilisent du carburant parce que l'énergie contenue dans le carburant sert à ces utilisations:

  • Résistance à l'air. Parce que les véhicules ne se déplacent pas dans le vide, l'air a une force de résistance et comme la force multipliée par la distance est de l'énergie, cela utilise de l'énergie.
  • Résistance au roulement. Bien que les pneus éliminent le frottement, il y a peu de résistance au roulement qui convertit l'énergie cinétique en chaleur lors du déplacement.
  • Accélération. Mettre une masse à niveau nécessite de l'énergie. Lors du freinage, cette énergie pourrait en théorie être stockée quelque part, mais en pratique cela est rare et une fois fait (par exemple dans les véhicules hybrides), le rendement est faible.
  • Résistance à la montée. Lors de la montée, la voiture doit surmonter la gravité. Bien sûr, lors de la descente, l'énergie stockée dans le champ gravitationnel est libérée, mais elle est généralement perdue au freinage.
  • Pertes du moteur. Les moteurs perdent de l'énergie au niveau du système de refroidissement et du système d'échappement.
  • Pertes d'accessoires. Vous avez des charges électriques dans la voiture telles que des lumières. De plus, la direction assistée, le refroidissement du moteur à l'aide de la pompe à eau et la climatisation consomment de l'énergie.

Le seul moyen d'améliorer la consommation de carburant du véhicule est de réduire la quantité d'énergie gaspillée destinée à l'une de ces utilisations. Si quelqu'un prétend avoir une solution d'amélioration de la consommation de carburant mais ne parvient pas à dire à quelle catégorie il appartient, ce n'est presque certainement pas une véritable solution.

Il existe au moins ces technologies qui améliorent l'efficacité du carburant de le véhicule:

  • Réduction de masse. Une masse plus faible signifie une résistance en montée et une résistance à l'accélération plus faibles.
  • Réduction de la zone frontale en rendant la voiture par ex. inférieur. Cela réduit la résistance de l'air.
  • Meilleur aérodynamisme. Avoir une certaine forme pour le corps réduit la résistance de l'air pour une zone frontale constante. La carrosserie la plus pratique est probablement la carrosserie Kammback.
  • Des pressions de pneus plus élevées. Avoir plus de pression signifie moins de résistance au roulement.
  • Pneus radiaux utilisés dans tous les véhicules aujourd'hui au lieu des anciens pneus à plis biais.
  • Réduction de la taille du moteur. Ceci est souvent utilisé en conjonction avec des technologies qui extraient plus de puissance des petits moteurs en améliorant le couple ou le régime de la ligne rouge afin que l'accélération ne souffre pas
  • Turbocompression. La turbocompression récupère une partie de l'énergie de l'échappement pour comprimer plus d'air vers le moteur.
  • Refroidissement intermédiaire. Cela évite les problèmes de cognement du moteur lors de la suralimentation.
  • Recirculation des gaz d'échappement. Cela réduit les pertes par étranglement et le rejet de chaleur en raison des températures plus basses.
  • Taux de compression plus élevés. Selon la thermodynamique de base, le taux de compression indique quelle est l'efficacité théorique maximale d'un moteur. Malheureusement, des taux de compression élevés peuvent provoquer des cognes.
  • Allumage par compression, c'est-à-dire les moteurs diesel. Cela permet d'utiliser des taux de compression très élevés et une combustion pauvre et élimine entièrement les pertes par étranglement.
  • Accessoires électriques tels que la direction assistée, la climatisation et la pompe à eau électrique. Lorsque les accessoires sont alimentés électriquement, ils n'ont pas besoin de tourner à une vitesse proportionnelle à la vitesse du moteur, et par conséquent, l'efficacité est améliorée.
  • Injection électronique de carburant. En permettant précisément le contrôle du rapport air / carburant, l'économie de carburant est améliorée. L'injection électronique de carburant permet également de couper le carburant du frein moteur.
  • Brûlure maigre. Lors de l'utilisation d'un rapport air / carburant stoechiométrique, il y a toujours une petite quantité de carburant imbrûlé. La combustion maigre élimine presque complètement ce carburant non brûlé.
  • Cycle d'Atkinson émulé. Dans un moteur à cycle Otto classique, pendant la fin de la course d'expansion, la pression dans le cylindre est supérieure à la pression d'air, et par conséquent, lorsque la soupape d'échappement est ouverte, une certaine énergie utile est immédiatement perdue. Le cycle Atkinson émulé utilise un calage des soupapes qui repousse un peu de mélange air-carburant dans le collecteur d'admission au début de la course de compression. Ensuite, le taux de compression est inférieur au taux d'expansion, et par conséquent, la pression du cylindre est similaire à la pression d'air lors de l'ouverture de la soupape d'échappement.
  • Calage variable des soupapes. Cela permet d'optimiser le moteur pour tous les régimes au lieu de certains régimes uniquement.
  • Injection directe. Cette technologie permet une combustion ultra pauvre.
  • Injection à rampe commune dans les moteurs diesel. La pression plus élevée permet une meilleure atomisation du carburant.
  • Désactivation du cylindre. La désactivation des cylindres signifie qu'il y a moins de cylindres aspirant l'air à travers le collecteur d'admission, ce qui réduit les pertes de pompage.
  • Vilebrequin décalé. Les forces sont les plus importantes pendant la course d'expansion et si le vilebrequin n'est pas décalé, il y a des forces latérales. Un vilebrequin décalé élimine ces forces latérales et réduit ainsi les frottements.
  • Lubrifiants à viscosité plus faible. La viscosité des lubrifiants signifie que le lubrifiant ne s'écoule pas librement et nécessite donc de l'énergie pour s'écouler. Le fait d'avoir des moteurs fonctionnant avec des lubrifiants à plus faible viscosité signifie que ces pertes de débit de lubrifiant sont réduites.
  • Augmentation du nombre de rapports de transmission. Cela signifie que le moteur fonctionne plus souvent au régime optimal et que le rendement énergétique est ainsi amélioré. Cette technologie peut être poussée à l'extrême avec une transmission à variation continue (CVT).
  • Système de démarrage / arrêt. Ce système arrête le moteur à l’arrêt, ce qui élimine les pertes au ralenti.
  • Freinage régénératif. Ce type de système utilise un générateur qui stocke l'énergie dans une batterie en tant que frein. Ceci est mieux fait dans une voiture hybride, mais les véhicules non hybrides peuvent également avoir un freinage par récupération si la tension du système de charge est maintenue basse en croisière et soudainement augmentée lors du freinage moteur.
  • Convertisseur de couple à verrouillage. Les convertisseurs de couple ont un certain glissement, et par conséquent, ils perdent de l'énergie sous forme de chaleur. En verrouillant mécaniquement le convertisseur de couple à des vitesses élevées, la perte d'énergie est éliminée. Cela améliore l'efficacité des voitures à transmission automatique.
  • Technologie hybride. Cette technologie utilise l'électricité comme autre source d'énergie. Le résultat est que l'efficacité du moteur peut être améliorée en réduisant la taille du moteur ou en utilisant le cycle Atkinson sans réduire l'accélération.
  • Levée variable des soupapes. Cela réduit les pertes de pompage en utilisant la levée de soupape au lieu du corps de papillon pour contrôler l'admission d'air dans le moteur.
  • Technologie multivalve. En ayant plus de deux soupapes par cylindre, la surface combinée de toutes les soupapes peut être améliorée. Ceci est presque toujours mis en œuvre par un double arbre à cames en tête.

La plupart des techniques ne peuvent pas être facilement appliquées aux voitures existantes, et par conséquent, la meilleure façon d'améliorer l'économie de carburant en dehors de la conduite économique est de gardez cela à l'esprit lors de l'achat du prochain véhicule. Si une solution d'amélioration de l'économie de carburant ne figure pas dans cette liste, il est probable que la solution n'améliore pas vraiment l'économie de carburant (même s'il se peut que j'oublie quelque chose d'important dans la liste).

S'il vous plaît ajouter au refroidissement intermédiaire: Fournit une charge d'air plus dense, ce qui signifie plus d'air dans le cylindre, ce qui signifie (avec du gaz ajouté) plus de puissance ... Ou, comme vous aimeriez le dire.


Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 3.0 sous laquelle il est distribué.
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