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Efficacité énergétique et changement de vitesse/RPM
Question
Je lisais un fil de discussion dans un forum automobile où quelqu'un écrivait :
Plus le régime est bas, moins vous consommez de carburant, moins vous mettez de pression sur tout.
Une autre personne a alors répondu en déclarant :
Ce n'est pas vrai. Si vous tirez des vitesses élevées et faites fonctionner le moteur plus pour aller comme vous le souhaitez, vous utilisez plus de gaz. En plus de mettre plus de pression sur la voiture. En voulant plus de la voiture lorsqu'elle est hors de sa puissance, vous forcez les injecteurs à s'ouvrir davantage, brûlant ainsi plus d'essence. S'il vous plaît , n'induisez personne en erreur si vous n'êtes pas sûr. Cependant, attendre que la ligne rouge change n'est pas idéal non plus. Un changement de vitesse aux 3/4 ou plus de la courbe de couple est optimal pour le gaz.
Qui a raison ? Est-il plus efficace de passer les vitesses à des régimes plus bas plutôt qu'un régime élevé ? Est-ce que quelque chose comme ça varie beaucoup d'une voiture à l'autre, d'un modèle à l'autre, ou serait-ce une règle générale pour tous les moteurs standard ?
Réponse acceptée
Je pense que vous devez définir vos termes. L'efficacité pourrait signifier au moins quatre choses dans ce contexte :
- Le moins de carburant consommé par heure.
- Le plus de kilométrage parcouru par unité de carburant.
- Le plus énergie cinétique créée par unité de carburant consommé.
- Plus grande accélération créée par seconde.
Ces quatre choix interfèrent souvent de manière destructive les uns avec les autres. Atteindre certains des points forts de chacune des significations ci-dessus :
- Des vitesses élevées signifient généralement des régimes plus bas, ce qui signifie des quantités de carburant injectées en moyenne plus faibles. Les jets de carburant peuvent changer de taille en fonction de la position de l'accélérateur, mais ces jets se produisent moins souvent.
- Le kilométrage par unité de carburant est une équation à plusieurs variables dans laquelle la traînée aérodynamique commence à dominer à des vitesses d'autoroute plus élevées. Même ainsi, si vous conduisez très lentement, vous constaterez également un kilométrage inférieur à l'optimum car vous ne parcourez tout simplement pas beaucoup de distance linéaire.
- Les moteurs à combustion interne ont presque toujours un point de production d'énergie de pointe où ils sont les mieux à même de combiner le carburant et l'air et de les transformer en énergie cinétique. Il s'agit généralement du pic de couple du moteur. Remarque : un couple maximal signifie également une consommation de carburant proche du pic par seconde. N'oubliez pas non plus que le pic de couple d'un moteur n'a rien à voir avec la sélection de vitesse actuelle.
- L'accélération maximale est également liée au pic de couple, mais nécessite également une sélection de vitesse appropriée et implique des facteurs de traînée aérodynamique et statique. La meilleure accélération à partir d'un arrêt utilisera le rapport le plus bas. À grande vitesse, les vitesses basses ne seront pas un choix car vous devrez faire tourner le moteur au-delà de ses limites physiques, ce qui est l'une des nombreuses raisons pour lesquelles votre accélération diminue à mesure que la vitesse augmente.
Notez que tous les facteurs sont plus compliqués qu'ils ne peuvent être traités en une seule page. Par exemple, ma voiture à transmission standard turbo injecte encore plus de carburant que prévu à son pic de couple. L'ordinateur du moteur utilise ce carburant supplémentaire pour refroidir le mélange air-carburant à compression plus élevée afin d'éviter une détonation prématurée. Cela permet à la voiture de rouler plus fort, mais ce n'est pas le meilleur pour l'économie de carburant....
Réponse populaire
La réponse spécifique à votre question se trouve dans la carte BSFC (Brake Specific Fuel Consumption) de votre moteur, combinée à la puissance souhaitée.
La carte BSFC montre avec quelle efficacité le moteur convertit l'énergie chimique en énergie mécanique. fonctionner dans n'importe quelle condition.
Voici un exemple :
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Eh bien...
Vous voulez la plus grande ouverture de papillon possible (sur les voitures à aspiration naturelle de toute façon) pour réduire le vide et donc les pertes de pompage, cependant, vous ne voulez pas pour forcer l'ordinateur à sortir du mode boucle fermée... Donc, environ 50-75% des gaz selon le véhicule (en supposant que la transmission manuelle en automatique attrapera probablement un rapport moins efficace dans ces circonstances).
Vous voulez que les RPM soient aussi bas que possible car ce sont vraiment les RPM qui brûlent vraiment du carburant (pertes par friction avec des RPM plus élevés). Cependant, si les RPM sont trop bas, alors vous ne bénéficiez pas de l'avance de synchronisation...
Donc, "ça dépend" des manuels à aspiration naturelle. Ils vous donnent le plus de contrôle sur la façon d'optimiser votre consommation de carburant, mais vous devez connaître votre voiture spécifique. :-) La voiture la plus facile à optimiser est la turbo automatique... Conduisez aussi lentement que possible et espérez le meilleur car vous n'avez pas vraiment beaucoup de contrôle au-delà de cela... :-)
En gros, oui des régimes plus bas == consommation inférieure mais il y a une mise en garde En regardant ce que fait votre accélérateur, si vous êtes à bas régime dans une vitesse élevée mais que votre pied est sur l'accélérateur lourdement alors il y a plus d'air qui entre et à bas régime, les soupapes sont ouvertes plus longtemps afin que l'ordinateur réponde avec la bonne quantité de carburant pour l'air que vous aspirez avec le papillon grand ouvert. Vous voulez réduire votre régime, mais pas au prix d'avoir à ouvrir les gaz. Il y a donc une limite. Choisissez donc le rapport le plus élevé qu'un accélérateur léger peut gérer.
D'une manière générale, tous les moteurs à combustion interne d'automobiles sont les plus efficaces à environ 0,3 de puissance de crête, ce qui correspond généralement à environ 2 000 tr/min dans le rapport le plus élevé. Les concepteurs ont tendance à les configurer de cette façon parce que ces points de fonctionnement produisent une voiture qui se sente maniable. Toutes les voitures sont différentes. Le comportement au volant joue un rôle important dans l'efficacité. Vous pouvez généralement obtenir des gains d'efficacité beaucoup plus importants en apprenant à conduire efficacement qu'en analysant en détail l'efficacité du moteur. Si vous maintenez vos vitesses aussi basses que raisonnablement sûres, videz le poids inutile de la voiture, gardez vos pneus gonflés et ne freinez pas, vous faites du mieux que vous le pouvez. Basé sur plusieurs décennies d'études et de recherches sur l'économie de carburant.
La réponse est compliquée. Disons que nous avons deux conditions - bas régimes et temps d'injection élevés, et deux fois les tours et la moitié des temps d'injection. Dans les deux cas, le carburant brûlé sera le même. C'est normal - nous avons besoin de travail et cela vient du carburant. Nous devons tenir compte d'autre chose - lorsque le moteur tourne, il y a de la friction - plus les révolutions produiront plus d'énergie gaspillée. Nous voulons donc des régimes bas/élevés. Mais c'est un côté de l'histoire - lorsque la situation à bas régime / couple élevé est présente, il y a plus de vibrations qui sont encore une fois de l'énergie gaspillée et pas du tout confortables. Certains périphériques tels que les pompes à eau et à huile conçues pour fonctionner à haut régime peuvent ne pas être efficaces à bas régime et il peut y avoir trop peu d'huile dans cette situation de couple élevé, ce qui entraîne encore plus de friction. L'alternateur a son propre rendement en fonction du régime. L'équilibre est primordial - ne forcez pas le moteur à 1000 tr/min, mais ne dépassez pas la moitié du régime moteur si l'économie est souhaitée.
Évidemment, il y a deux choses principales qui font qu'une voiture utilise de l'énergie. (les autres effets ne sont pas beaucoup)
- Accélérer la voiture.
- maintenir la vitesse.
1- pour le premier combien vous augmentez la vitesse puis cassez, vous gaspillerez plus d'énergie.
Conduire dans une solution La vitesse est plus économique
l'énergie nécessaire pour qu'une voiture augmente sa vitesse peut être calculée avec cette formule :
Énergie [Joules] = 0.5 * masse[kg] * ( vitesse[mètre/seconde] )^2
deux conducteurs roulent sur un itinéraire avec une moyenne de 108 km/h
le conducteur A accélère une voiture à 108 km/h il vous faudra 450 Kj.
0,5 * 1000 * (30)^2 = 450 Kj
le conducteur B accélère la voiture 3 fois puis casse. nécessiterait 3 fois plus d'énergie pour l'accélération.
Inclure uniquement ci-dessus Ne corrigerait que pour En conduite sous vide.
il existe donc d'autres règles pour un véhicule terrestre
plus la consommation d'énergie est maintenir la vitesse pour que cela se produise, la conséquence des Forces implique que la voiture devrait être zéro. le moteur de la voiture doit résister avec deux forces principales :
Fournir ces forces nécessite de l'énergie du moteur : Énergie = Force X Distance
- frottement
- AirDrag
Le frottement peut être calculé à l'aide de cette formule :
force de frottement = force d'appui * coefficient de frottement
la force d'appui sera augmenter de Masse, accélération gravitationnelle de la Terre, force supplémentaire sur le dessus du véhicule. le coefficient de frottement est lié à la largeur et aux matériaux des roues et à leur déformation. (dont l'engrenage et la vitesse n'ont aucun effet sur eux)
Remarque : le simple fait de conduire avec une voiture de formule 1 à très grande vitesse augmentera considérablement la force maximale.
donc conduire à 10km/h et 20km/h a la même force. 20km/h nécessiterait deux fois la puissance (joule/seconde) mais se terminera dans la moitié du temps.
donc : ils sont égaux en consommation d'énergie de résistance au frottement.
mais environ La traînée de l'air Les conditions de résistance sont différentes.
La force de traînée de l'air est liée à la forme, à la section transversale des voitures, à la vitesse de l'air.
La La vélocité est notre intérêt. qui dépend du vent et de la vitesse de la voiture. V = vitesse de la voiture - (vitesse du vent X cosinus (angle du vent) )
Mais la force a une relation cubique avec la vitesse signifie :
faire de la vitesse deux fois, a besoin de huit fois puissance, et nous terminerons notre voyage dans la moitié du temps, cela se traduit par quatre fois la consommation d'énergie pour la traînée d'air Résistance.
Conduire plus lentement réduirait considérablement la consommation de carburant
elle devient plus importante à haute vitesse (80+ km/h) qui 80 % de la consommation de carburant est pour la résistance à la traînée de l'air et 20 % pour la résistance au frottement.
Ces règles seraient parfaitement correctes pour une voiture électrique.
Mais une voiture mécanique doit consommer du carburant dans le moteur 4 temps pour faire sa puissance, il a besoin d'une combustion parfaite et d'une respiration du moteur parfaite.
si le régime est bas, le moteur ne peut pas respirer son oxygène requis (accélérateur fermé) et brut Le carburant se dégage de la fumée.
si le régime est élevé, le moteur ne peut pas respirer son O de l'oxygène (brûlé imparfaitement) et du monoxyde de carbone dans la fumée.
Les conditions ci-dessus sont relatives (dans les deux cas, nous avons du carburant brut et du monoxyde de carbone)
L'économie -Convivial Serait Le RPM de couple maximal (ma voiture est de 2800 RPM)
Conduire au RPM de couple maximal entraînerait une combustion parfaite du carburant
par exemple, j'ai calculé mon couple maximum efficace RPM dans chaque rapport comme suit :
engrenage & rapport de vitesse :
1(20 km/h),2(40 km/h),3(60 km/h),4(90 km/h),5(110 km/h)< /p>
Remarque : DANS les voitures CVT, nous n'avons pas que quelques étapes, et Chaque vitesse après que le régime ait atteint son point serait une combustion parfaite du carburant.< /p>
La règle ci-dessus est vraie pour les voitures à injecteur, qui ECU contrôle le débit de carburant.
Pour les voitures anciennes, il existe une vis de débit d'essence à un état. dans ces voitures, les vitesses servant principalement à régler le couple et la conduite à des vitesses plus élevées est plus économe en carburant.
Dans les voitures à carburateur, la conduite à des vitesses élevées est plus économe en carburant< /p>
TL;DR;
dans les voitures à injecteurs, il est plus économe en carburant pour conduire avec un couple maximal, contrairement aux vieilles voitures qui conduisaient à des vitesses élevées étaient plus économes en carburant.
PS : ma voiture est Saipa Pride (injecteur)
PS : elle est basée sur mes recherches, mes recherches sur Internet, mes efforts intellectuels et mes calculs. Si quelqu'un pense que je me trompe, faites-le moi savoir.
PS : j'avais l'habitude de conduire ma voiture en stratégie vitesse supérieure avant, mais après être passé au couple maximum Stratégie RPM, il semble me donner plus de kilométrage (10 % de plus).pour 30 litres d'essence c'était comme 500 Km, maintenant cela semble être 550 km.