Auto Voiture FAQ

Chaque fois que vous freinez, l'énergie est gaspillée. Les freins convertissent l'énergie mécanique d'une voiture en mouvement en chaleur par friction (ils chauffent). C'est là que l'énergie est finalement "perdue". Ensuite, lorsque la circulation avance un peu, vous devez bien sûr accélérer - et c'est là que vous utilisez réellement le gaz de votre réservoir pour mettre cette énergie à faire avancer votre voiture.

Lorsque vous naviguez à vitesse constante, les seules grosses pertes d'énergie proviennent de la résistance de l'air. Cette résistance dépend de la vitesse et de la forme de votre voiture, donc avec une vitesse modérée (comme 55 mph) et une voiture moderne et aérodynamique, vous perdez en fait moins d'énergie qu'en cas de freinage répété dans un embouteillage. Bien sûr, si votre voiture est moins aérodynamique (par exemple, porte de gros bagages sur le toit) ou si vous la conduisez très vite, vous finirez par atteindre un point où vous brûlerez plus de carburant en roue libre que dans les embouteillages.

Cela explique également pourquoi les véhicules à moteur électrique sont beaucoup plus efficaces dans un tel trafic start-stop - au lieu d'un freinage régulier (à friction), ils effectuent un "freinage par récupération" et récupèrent une partie de l'énergie dans la batterie.

Votre moteur brûle toujours de l'essence lorsque la voiture est en marche.

Lorsque vous êtes à l'arrêt, vous brûlez de l'essence pour garder votre moteur en marche, sans réellement déplacer la voiture, de sorte que votre nombre réel de miles par gallon (MPG) à ce moment-là est de 0.

Lorsque vous commencez à accélérer, vous utilisez plus d'essence que lorsque la voiture tournait au ralenti, mais vous devez ensuite appuyer sur les freins, gaspillant essentiellement l'essence supplémentaire que vous venez d'utiliser pour prendre de la vitesse.

Une fois que vous avez atteint la vitesse et que vous n'accélérez plus sur l'autoroute, le moteur n'utilise que 20-40 chevaux pour maintenir cette vitesse. Lorsque vous roulez à 60 mph, vous parcourez un kilomètre par minute, donc selon la voiture, votre consommation relative de carburant est beaucoup plus élevée.

Le graphique ci-dessous affiche la consommation de carburant spécifique au frein (BSFC - spécifique au frein, ce qui signifie que le moteur a été monté sur un certain style de banc moteur, plutôt que dans une voiture). La consommation de carburant est mesurée en grammes par kilowattheure (1 KWH = 1,34 chevaux). Le couple maximum vs RPM (tours par minute du moteur) est affiché en haut du graphique (ligne noire avec points noirs). Comme vous pouvez le voir, la plus petite quantité de carburant par KWH est utilisée lorsque CE moteur tourne à 2-3 000 tr/min et délivre 80% du couple maximum.

Encore une fois, en croisière, vous n'avez besoin que d'une fraction de votre puissance totale. Le régime du moteur pour la plupart des voitures à la vitesse supérieure à vitesse d'autoroute est généralement de 2 500 à 3 500 tr/min, donc même si votre besoin de couple diminue et que vous tombez en dehors de la plage de rendement énergétique optimale, lorsque la valeur du dénominateur (puissance nécessaire pour rouler à 60) diminue, tout comme le numérateur (quantité de carburant utilisée).

L'aspect le plus important de la réponse à cette question se trouve dans la première loi du mouvement de Newton :

Un objet au repos reste au repos et un objet en mouvement reste en mouvement avec le même vitesse et dans la même direction à moins qu'une force déséquilibrée n'agisse dessus.

C'est la même raison pour laquelle la navette spatiale utilise environ 90 % de son carburant au décollage.

Comme cdunn l'a expliqué, tout tourne autour de la force (F). Plus de carburant/s = plus de force/s.

La clé pour le comprendre est ce petit extrait "à moins qu'il n'agisse sur une force déséquilibrée."

Dans le cas de votre exemple d'une autoroute avec des hauts et des bas, la gravité entre grandement en jeu. Sur le déclin, g devient une force positive. Pour illustrer clairement, j'utiliserai des extrêmes.

Dites que votre déclin est de 90 degrés, ou vertical. Cela signifie que g (10m/s^2) s'ajoute à la puissance de votre moteur. C'est pourquoi les véhicules ont des méthodes intentionnelles de freinage et de traînée du moteur dans diverses parties - de sorte que vous ne vous contentez pas de dévaler les collines. Inversement, lorsque vous remontez, cette gravité est maintenant une force négative sur votre moteur. Vous devez donc soit produire plus de force à partir du moteur, soit produire plus de force via l'inertie.

Extreme Example

Say the following is true:

    motor output (Mo)= 250 HP or ~ 19,020 kg-m/s^2

    curb weight (cw)= ~1800 kg

    g = 10m/s^2 • cw = ~18,000 kg-m/s^2

    friction = 0

    surface resistance = 0

Using -- t=(v-v0)/a -- we get the following.

In this case nothing is in play except
gravity and motor output. Which
means that in a dead fall you have 
~37,020 m/s^2 for and in a vertical 
incline only ~1,020 m/s^2. 

So on the decline it only takes 
0.00075 seconds for the car to reach
100 km/h. 

Whereas on the incline, it takes 
0.0272 seconds to reach the same 
speed.

Bien que cela puisse paraître peu, vous pouvez voir que c'est une énorme différence.

C'est vrai qu'essayer de maintenir une vitesse constante là où il y a des collines est pas le plus efficace (j'ai coupé la façon dont la plupart des systèmes de régulateurs de vitesse gèrent les collines). Mais sur les appartements, c'est le cas. L'astuce avec les collines est d'égaliser vos forces. Atteindre une vitesse appropriée dans une descente permettra à votre inertie de porter votre montée plus loin sans une intervention massive de votre moteur.

Mais à part les collines, votre question initiale est « pourquoi s'arrêter et démarrer dans la circulation brûle-t-il ? plus de carburant." La réponse à cela est simplement à cause de l'inertie. Mais! Il y a aussi d'autres acteurs. Par exemple, la position assise s'est arrêtée. Votre moteur brûle du carburant et vous ne voyagez pas. Donc, vous n'obtenez pas vraiment 0 MPG, mais plutôt -x MPG car il apporte le MPG global de votre voyage ou compte à rebours jusqu'à un éventuel 0 ou même un rapport négatif (par exemple 15 Gal./1 Mile).

Des variables telles que la résistance au vent, la traînée, les inefficacités et la gravité n'entrent même pas vraiment en jeu jusqu'à ce qu'il y ait un trafic fluide.

N'importe quel moteur ne peut pas avoir une efficacité de 100 % ; il y a toujours des pertes d'énergie.

Lorsque vous naviguez sur l'autoroute, vous utilisez généralement le rapport le plus élevé et de nombreuses voitures sont réglées pour y avoir une efficacité maximale. Dans ce cas, vos pertes d'énergie sont dues à la traînée aérodynamique, au roulement des pneus et au frottement du moteur et de la transmission. Notez que les deux premières voies sont proportionnelles à la vitesse au carré, les pertes de transmission sont proportionnelles à la vitesse et le frottement du moteur est proportionnel aux régimes réels.

Lorsque vous êtes coincé dans un embouteillage, vous passez généralement sur les deux premiers rapports, ce qui ne fait que baisser traînée mais friction du moteur plus élevée et le moteur fonctionne dans une large gamme de régimes. Lorsque vous freinez pour vous arrêter, toute l'énergie cinétique que vous obtenez du carburant est gaspillée; lorsque vous restez avec le moteur allumé, vous gaspillez le carburant juste pour garder le moteur allumé. Si vous accélérez, vous brûlez plus de carburant pour augmenter l'énergie cinétique, si vous changez de vitesse trop tôt ou trop tard, vous brûlez plus de carburant simplement parce que le moteur est en dehors de sa plage de régime optimale. Lorsque vous partez de l'arrêt, vous devez glisser l'embrayage pendant un certain temps; un autre gaspillage d'énergie.

Même si vous ne freinez pas du tout pour vous arrêter (gaspillant votre énergie cinétique), vous utilisez le frein moteur, vous utilisez le start-stop, vous changer au bon moment; vous ne pouvez pas atteindre l'économie de carburant lors de la croisière voie intelligente.

Une autre façon de voir cela est de visualiser l'ouverture des gaz.

Lorsque vous êtes en croisière, la pédale est maintenue enfoncée dans une certaine position plus que le ralenti, mais moins que le maximum

Lorsque vous décollez et accélérez, la pédale est enfoncée plus loin, ce qui ouvre la vanne papillon permettant plus de mélange carburant/air dans le moteur.

Par conséquent, plus de carburant est utilisé pour accélérer que pour naviguer.

Oui, je réalise que la réponse est fudging, voitures modernes, ordinateurs, injection, etc. - handwave et simplement

Séparément, la marche au ralenti utilise du carburant pour aucun progrès, c'est pourquoi certaines voitures coupent leur moteur à l'arrêt. En tant que cycliste, cela semble si étrange au feu vert, d'entendre trois ou quatre voitures tourner toutes leurs moteurs en même temps.