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Quelle est l'efficacité de la « perte de pompage », le cas échéant ?


Question

Je fais spécifiquement référence à la perte due aux pistons aspirant l'air à travers un papillon des gaz presque entièrement fermé lors d'une croisière à vitesse d'autoroute dans un moteur à essence.

Pour donner un exemple, je me suis toujours demandé pourquoi ce ne serait pas plus économique en termes de carburant :

Ajoutez une autre vitesse à la boîte de vitesses, disons une sixième vitesse pour une voiture à 5 vitesses. Cet engrenage serait inutile pour accélérer quoi que ce soit ; ce serait un rapport si élevé qu'à 65 MPH, pleins gaz, il maintiendrait le véhicule à un rythme régulier ou n'accélérerait que légèrement. Cela réduirait une grande partie des pertes de pompage dues à l'aspiration des pistons à travers un papillon des gaz presque fermé, et permettrait apparemment une meilleure économie de carburant, due en partie à 1) un régime plus bas donc moins de perte de friction et 2) moins de perte de pompage.

Je suis conscient que d'autres choses peuvent devoir accompagner cela ; par exemple, le WOT en 6e ne devrait pas enrichir le mélange comme le fait le WOT normalement, etc., disons donc que la voiture a été produite en usine avec l'ordinateur et l'électronique associée logeant l'engrenage à carburant.

Cependant, cela n'a jamais été mis en œuvre. N'est-il tout simplement pas efficace ? Si non, pourquoi pas ? Ou serait-ce une irritation pour les consommateurs qui s'attendent à une voiture plus réactive, nécessitant un changement de vitesse pour accélérer ? Trop cher pour ajouter l'équipement, ou tout simplement jamais été essayé ?

2012/06/07
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6/7/2012 12:35:18 AM

Réponse acceptée

Certaines solutions ont été mises en œuvre - le débit d'air d'entrée est réduit dans de nombreux moteurs (en particulier les versions turbo) de sorte que vous n'avez pas à envoyer beaucoup d'air à travers le moteur.

Dans tous les cas, le ' sucer » lorsque l'accélérateur n'est que légèrement ouvert est minime, vous ne perdez donc pas beaucoup d'énergie avec cela.

Vous gaspilleriez plus d'énergie en utilisant un accélérateur grand ouvert pour la croisière - à la place de nombreuses voitures avoir un overdrive. Dans ma voiture, la 6e vitesse à vitesse d'autoroute tourne à environ 2 200 tr/min, ce qui ne fonctionne pratiquement pas.

2012/06/07
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6/7/2012 8:44:59 AM


C'est plus efficace, en soi...

Les équipages de B-29 pendant la Seconde Guerre mondiale ont découvert que lorsqu'ils étaient déchargés, leur avion quadrimoteur pouvait voler plus loin avec trois moteurs en marche et un le moteur s'est arrêté (et son hélice a été mise en drapeau pour minimiser la traînée) qu'ils ne le pouvaient avec les quatre virages. Pourquoi? Parce que la vitesse de croisière avec seulement trois moteurs nécessitait d'ouvrir davantage leurs gaz, réduisant ainsi les pertes de pompage.

Les écoles d'ingénieurs organisent des concours d'économie de carburant très médiatisés qui sont maintenant remportés par des nombres fabuleux tels que 1200 mpg. Ceci est réalisé par des formes très légères et à faible traînée qui sont accélérées par de minuscules moteurs fonctionnant à mi-régime à plein régime. Ensuite, le moteur est déconnecté et arrêté pendant que le véhicule descend à une certaine vitesse basse choisie, auquel point le petit moteur est à nouveau démarré et accélère à nouveau le véhicule. La petite taille du moteur, sa nécessité de fonctionner à grande ouverture des gaz et son fonctionnement intermittent minimisent à la fois les pertes de pompage et les frottements mécaniques. Les fanatiques de kilométrage, conduisant des voitures à deux places Honda Insight instrumentées dans ce même style « pulse-et-glisse », ont pu atteindre près de 100 mpg sur de longs trajets.

Bien sûr, la perte de pompage n'est pas toute l'histoire dans les cas ci-dessus. La désactivation des cylindres permet également d'économiser des segments de piston et des pertes de roulement dans les cylindres désactivés, et il est clair que trois moteurs B-29 ont moins de friction mécanique totale que quatre.

&

Charles Lindberg a utilisé une technique similaire pour augmenter considérablement la portée des chasseurs P-38 dans le Pacifique. Il a montré aux pilotes que réduire le régime, réduire le mélange et AUGMENTER la pression d' admission réduisait considérablement la consommation de carburant.

Je soupçonne que cela n'est pas mis en œuvre dans les voitures grand public car ce n'est pas très "facile" à utiliser et n'est pas aussi économique à fournir pour les fabricants.

Comme vous pouvez le voir dans les exemples ci-dessus, pour être vraiment efficace, cette méthode privilégie le fait d'avoir plusieurs petits moteurs fonctionnant tous à mi-régime à haut régime plutôt que d'avoir un seul moteur puissant fonctionnant à une plage de niveaux de gaz. Les coûts pour les fabricants de fournir un véhicule avec plusieurs moteurs pour tenir compte efficacement de chaque plage de vitesse seraient énormes et ne valent probablement pas les économies réalisées par les clients grâce aux économies de carburant. Sans parler de l'augmentation de l'entretien d'au moins un facteur du nombre de moteurs dans le véhicule.

Mais et si nous disions foutre les multiples moteurs, essayons simplement de rendre le moteur plus économe en carburant en modifier l'engrenage ?

Alors la voiture, à n'importe quelle vitesse, aura un rapport optimal pour l'accélération et un autre rapport optimal pour la croisière pour l'efficacité énergétique.
Je pense qu'en moyenne cette méthode pourrait gagner la moyenne personne environ 1 mpg, peut-être 2, au prix de la réactivité de l'accélérateur en temps réel. Je pense que si vous essayez d'équilibrer l'échelle entre la réponse de l'accélérateur et 1-2 mpg, les avantages du mpg sur des millions de personnes sont certainement là (1 à 2 millions de miles ou environ 50 000 à 100 000 gallons d'essence ou environ 200 000 $ à 400 $ k par million de personnes), mais est-il vraiment suffisamment important pour compenser les quelques accidents qui auraient pu être évités en ayant une meilleure réponse de l'accélérateur (et le "confort" supplémentaire d'avoir un coussin d'accélérateur pendant la conduite normale) ? Cela dépendrait vraiment des statistiques et de l'analyse qui y sont contenues, mais je suppose que probablement pas.

De plus, en particulier pour les automatiques, cette méthode devrait être fortement contrôlée par l'ordinateur pour être acceptable pour les consommateurs de tous les jours et coûterait beaucoup plus d'argent en R&D, tests et production en tant qu'autre fonctionnalité qu'ils fournissent. Si une fonctionnalité est fournie mais ne fonctionne pas correctement ou en douceur, elle endommage la marque et peut causer des dommages directs par le biais de travaux de garantie ou de rappels.

Honnêtement, je pense que vous maîtrisez mieux les pertes de pompage et les frottements. perte dans les moteurs à essence IC que les autres intervenants. Peut-être aurait-il eu de meilleures réponses dans Engineering SE.

2018/10/11

Désolé pour la nécromancie ici, mais je suis tombé sur ce fil et je pense qu'il y a une autre raison importante pour laquelle cela ne devrait pas être fait, et pourquoi il n'est probablement même pas essayé par les fabricants. Le fait est que la situation que vous décrivez maintient constamment le moteur à son couple/charge maximum. Il est fort probable que ce soit plus efficace là-bas (si l'AFR était géré pour cela) donc je comprends votre idée, mais il y a un gros inconvénient.

Le couple est juste une variation légèrement différente de la force. Imaginez ce qui se passera si toutes les pièces du moteur doivent constamment supporter les forces qui entrent en jeu lorsque le moteur fonctionne au couple maximal. Ils ne peuvent pas supporter ce stress pendant de longues périodes. Les choses vont s'user assez rapidement.

Passez en vitesse supérieure à 70 km/h ou moins pour que le moteur tourne à 1000 tr/min, et mettez la pédale au maximum. Le moteur grondera en signe de protestation sans que la voiture n'accélère. Cela ne semble pas sain, et ce n'est pas le cas. À 2000 tr/min, le moteur ne doit fournir que la moitié du couple, et 2000 tr/min, ce n'est même pas beaucoup. Le moteur supportera cette situation beaucoup plus longtemps, mais oui, il est probablement un peu moins efficace.

Les générateurs diesel gèrent leur moteur comme vous l'avez proposé. Ils fonctionnent à régime constant et à couple maximal, car c'est là qu'ils atteignent une efficacité maximale. Mais ils sont conçus pour cela, avec cette situation à l'esprit. Une voiture ne l'est pas, car elle n'est pas nécessaire. Cela alourdirait beaucoup le moteur au prix du matériel, de la consommation de carburant, de la taxe de circulation, etc.

2016/12/14