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Une accélération plus rapide aggrave-t-elle l'efficacité énergétique ?
Question
J'ai souvent entendu dire qu'une accélération plus forte entraîne une mauvaise consommation de carburant, mais je n'ai pas encore reçu d'explication valable. Naturellement, cela me fait remettre en question ce conseil. Maintenant, évidemment, lorsque vous accélérez plus fort, plus de carburant est pompé dans votre moteur, mais vous arriverez plus tôt à ce point idéal de croisière où la consommation de carburant est beaucoup moins. Alors, le gain en vaut-il la peine ou pas ?
Cette question a besoin de quelques paramètres, car évidemment, si vous vous envolez aux feux pour vous arrêter brutalement à 100 mètres, vous serez certainement confronté à une très mauvaise consommation de carburant. . Je parle plus des feux au début d'une longue route ouverte, où la façon dont vous accélérez n'a aucun impact sur le freinage éventuel qui devra se produire.
Je pense que le nœud de cette question doit faire avec une puissance de sortie par entrée de carburant à différents régimes du moteur. J'y ai pensé car ma voiture a un couple très faible à bas régime, mais une fois qu'elle avoisine les 3000+ tr/min, c'est génial (vieille BMW 320i). Se pourrait-il que le moteur de ma voiture fonctionne plus efficacement à 3 000 tr/min et qu'une accélération légèrement plus dure que la normale améliorera ainsi l'efficacité énergétique ? Ou est-ce que je rêve ?
Réponse acceptée
Comme vous l'avez dit, le nœud du problème consiste à tirer la moindre quantité d'énergie d'une unité de carburant. Vous pouvez considérer cela comme votre efficacité énergétique totale.
L'accélération de votre véhicule du repos à 60 mph ou 100 km/h nécessitera une quantité d'énergie fixe basée sur le poids du véhicule (à l'exclusion du vent, de la friction et de la résistance au roulement) .
Vous devez donc utiliser votre moteur de la manière la plus efficace pour produire cette quantité d'énergie. Par exemple, vous pouvez simplement ralentir l'accélérateur et produire rapidement l'énergie requise, mais vous n'avez aucun moyen de savoir si ce chemin est plus efficace que de construire cette énergie sur une plus longue période.
Pour le savoir il faut connaitre son moteur. Plus précisément, vous devez connaître votre consommation de carburant spécifique au freinage (BSFC). Le BSFC mesure la quantité d'énergie produite par votre moteur par unité de carburant (généralement un gramme de carburant). Votre moteur aura différents BSFC à différents régimes et valeurs de couple. Vous voulez faire tourner votre moteur là où il a le BSFC le plus bas (consommation de carburant la plus faible par unité d'énergie produite). Donc, si vous regardez le tableau BSFC que j'ai lié, vous verrez que pour cela moteur, sa valeur BSFC la plus basse est de 206 à environ 2100-2200 tr/min à un couple proche du pic. Cela signifie que ce moteur fonctionne le plus efficacement dans cette plage de fonctionnement.
En général, les moteurs fonctionnent le plus efficacement près de leur couple maximal à pleins gaz et au régime le plus bas possible. Cette plage sera différente pour chaque moteur et véhicule car tous les moteurs sont différents et chaque véhicule a des charges parasites différentes. Vous pourriez probablement le calculer pour votre véhicule si vous faites fonctionner le véhicule sur un dynamomètre pour mesurer la puissance, puis surveillez également la consommation de carburant, puis effectuez une division sur la courbe pour voir où le moteur était le plus efficace.
Maintenant que vous savez dans quelles conditions de fonctionnement votre véhicule est le plus efficace, la difficulté devient alors de faire tourner votre moteur dans ces conditions à tout moment pendant l'accélération. Cela devient difficile avec une transmission car le régime doit augmenter à mesure que votre véhicule accélère.
Avec une transmission manuelle, ce que je ferais avec l'exemple de courbe ci-dessus serait d'avoir l'accélérateur à plein régime de 1500- 2500 tr/min et changement de vitesse à 2500 tr/min pour chaque rapport. Je suis sûr qu'il est possible de calculer les points de changement de vitesse exacts pour une efficacité maximale, mais je ne suis pas disposé à y consacrer autant d'efforts.
Avec une transmission automatique, c'est très difficile car si vous essayez de courir le moteur à plein régime, la transmission automatique étendra votre point de changement de vitesse jusqu'à la plage de régime élevée et vous obtiendrez un très mauvais BSFC et en retour une efficacité. Avec une transmission automatique, vous devez accélérer beaucoup plus lentement pour que la transmission se déplace aux points appropriés pour maintenir votre moteur à un régime où il peut fonctionner à son maximum d'efficacité. Peut-être que pousser l'accélérateur à mi-régime peut atteindre cet objectif, mais vous devrez le faire au toucher.
En conclusion, je dirais que la meilleure façon d'accélérer est d'accélérer aussi vite que possible dans le régime le plus bas.< /p>
J'espère que cette explication a aidé quelque peu.
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Il faut une quantité spécifique d'énergie pour accélérer une quantité spécifique de masse à une vitesse spécifique. Donc, en regardant simplement ces facteurs, vous auriez raison de supposer que la vitesse à laquelle vous accélérez cette masse importe peu.
Mais ce n'est pas ainsi que le monde réel fonctionne. Le problème ici est que les moteurs à combustion et les nombreuses choses auxquelles nous les connectons sont incroyablement inefficaces. Il y a une quantité importante de friction impliquée. Afin d'accélérer votre voiture rapidement, votre moteur doit aller plus vite. Plus un piston doit osciller rapidement, plus la force à laquelle les roulements sont soumis est importante. Le travail requis pour aspirer l'air dans et hors des cylindres à travers les soupapes est beaucoup plus important à haut régime, de manière exponentielle. Et la liste est longue.
En plus de cela, le moteur de votre voiture doit gaspiller encore plus d'énergie à haut régime pour faire tourner l'alternateur, la pompe à eau, la pompe de direction, etc.
Si vous mettez tous ces facteurs ensemble, il est assez évident que votre moteur est plus efficace à bas régime.
Une accélération plus rapide aggrave-t-elle la consommation de carburant ?
Oui.
Maintenant, évidemment, lorsque vous accélérez plus fort, plus de carburant est pompé dans votre moteur, mais vous arriverez plus tôt à ce point idéal de croisière où la consommation de carburant est beaucoup moins. Alors, le gain en vaut-il la peine ou pas ?
Non.
Cela se mesure facilement via le port OBD II. Par exemple, mon Accessport me donne des lectures immédiates sur la consommation de carburant instantanée. La combinaison dongle automatique + téléphone intelligent prétend vous donner des informations tout aussi détaillées (mais sans la possibilité de reprogrammer votre ECU). Comme ils le disent dans leur tournée de produits : "Accélération rapide - Appuyer fort sur la pédale d'accélérateur diminue l'efficacité énergétique et gaspille de l'argent." Avec un appareil comme celui-ci, vous serez en mesure de mesurer exactement combien d'argent vous perdez avec les départs de lapin.
L'accélération nécessite plus d'énergie qu'une croisière en régime permanent, donc plus de carburant. Accélérer rapidement demande plus d'énergie qu'accélérer lentement. Il existe une relation super-linéaire entre le taux d'accélération et le taux de consommation de carburant (plus de carburant consommé par mètre/seconde^2 à des taux d'accélération plus élevés).
Si vous souhaitez une démonstration pratique de la façon dont l'accélération des tortues peut économiser du carburant, je vous renvoie à la démonstration de Jeremy Clarkson dans son conduite épique de Londres à Édimbourg et retour sur un plein de carburant dans une Audi V8 bi-turbo (faites défiler jusqu'à l'épisode 4 de la saison 4). Il décrit en détail comment éviter le gaspillage de carburant de l'accélération. Plus important encore, il a maintenu le régime sous 1200 tr/min.
Ce sont des quantités mesurables. Il n'y a aucune justification d'économie de carburant pour les démarrages de lapin aux feux de stop.
Résultats réels
J'ai une Nissan Armada 2005 avec en-tête CAI, échappement personnalisé et réglé. Ma femme la conduit comme une grand-mère - accélération agréable et lente, anticipation du freinage, elle atteint environ 12 à 14 mpg en moyenne.
Je conduis cette bête comme si je l'avais volée partout où j'allais - même si j'anticipe toujours de freiner et ralentissement - je tire généralement une moyenne de 14,8 à 15 mpg. Je fais environ 1 à 3 mpg mieux qu'elle et je l'attribue à l'accélération aussi rapide que possible à ma vitesse de croisière, puis à rester assis là pendant une période plus longue qu'elle.
Lorsque vous regardez votre scan- jauge, peu importe à quel point vous accélérez, le mpg est nul jusqu'à ce que vous atteigniez la vitesse de croisière. Plus vous vous asseyez longtemps dans la zone pauvre en mpg, plus vous utilisez de gaz. La jauge de numérisation ne ment pas, pas plus que les résultats réels.
Testez 3 réservoirs pleins en conduisant comme si vous en aviez une paire à votre vitesse de croisière puis naviguez. Voyez ce qui est mieux pour votre véhicule! J'ai aussi une Toyota Yaris que je parcours 112 miles tous les jours pour aller au travail et revenir. L'accélération comme j'en ai une paire puis la croisière m'a rapporté 1,3 mpg mieux sur une moyenne de 6 réservoirs qu'une accélération lente.