Saya telah melihat peringkat daya sebuah mesin yang digunakan dalam Humvee (£ 5500) dan terkejut hanya ~ 190 tenaga kuda, yang dilampaui oleh banyak sedan 4 pintu.
Jadi pertanyaan yang jelas adalah mengapa Camry SE (3300 lbs) saya tidak membakar lebih banyak gas daripada Humvee dan saya pikir itu hanya karena selama penggunaan rutin, ia tidak menggunakan 250 HP.
Seseorang di forum stack fisika memberi saya perkiraan bahwa hanya dibutuhkan ~ 35 HP untuk mobil rata-rata berjalan 50 mph di jalan raya.
Jadi saya punya 2 pertanyaan:
Dapatkah seseorang berspekulasi seperti apa grafik torsi vs RPM dari mesin sedan dan mesin Humvee dan seperti apa titik-titik operasinya? Tampaknya mesin Humvee akan beroperasi lebih dekat ke arah tenaga puncaknya sementara berputar lebih lambat, tetapi pada torsi yang jauh lebih tinggi?
Jika tenaga puncak tidak pernah digunakan untuk kendaraan penumpang, mengapa mereka tidak menggunakan mesin yang lebih kecil dan menghemat uang?
sumber
Jawaban:
Masalah utama di sini adalah Anda menggabungkan beberapa istilah yang berbeda. Lihat Wikipedia untuk perhitungan tenaga kuda dari torsi (tau) dan rpm (f dalam persamaan ini):
Jika Anda mengasumsikan kurva torsi datar, Anda dapat melihat bahwa tenaga kuda puncak akan terus meningkat dengan RPM. Bahkan, jika Anda ingin meningkatkan tenaga kuda pemasaran Anda untuk kendaraan baru, Anda hanya perlu menaikkan rev limiter dan menjaga torsi agar tidak jatuh lebih cepat dari satu kaki-pon / rpm. Tidak hanya itu, Anda juga dapat melihat bahwa nilai skalar untuk tenaga dan torsi (yaitu, tanpa unit mereka) akan selalu sama pada 5252 rpms.
Seperti disebutkan sebelumnya, diesel dalam HMMWV memiliki torsi puncak tinggi pada rpms rendah tetapi torsi menurun dengan cepat, menghasilkan tenaga kuda puncak pada rpms lebih rendah daripada Camry (190 hp @ 3.400 rpm / 380 lbf · ft @ 1.700 rpm dikutip) di halaman Wikipedia). Camry yang biasanya disedot memiliki kurva torsi yang lebih datar dengan puncak torsi mendekati 4700 rpm dan puncak daya pada 6200 rpm (membuat beberapa asumsi bahwa kita sedang mendiskusikan Camry SE yang cukup baru dengan mesin 2GR-FE).
Jika Anda kembali ke persamaan aslinya, itu berarti bahwa turunan pertama dari kurva torsi Camry adalah nol pada 4.700 rpm dan negatif pada 6200 rpm (di mana laju penurunan torsi akhirnya melampaui kenaikan linear rpm).
Mereka melakukannya. Anda hanya tidak membeli yang itu.
Mesin sipil dan desain otomotif digerakkan oleh titik pemasaran tertentu. Dalam hal ini, Camry memiliki torsi dan kurva daya yang luas sehingga tidak perlu sering bergeser (lebih dari dua shift hingga 60 mph memengaruhi angka pemasaran 0-60 yang kritis). Angkutan militer memiliki parameter misi yang sama sekali berbeda termasuk faktor-faktor seperti kemudahan pemeliharaan, sistem senjata, tidak meledak dan sebagainya.
Jika ekonomi adalah faktor kunci Anda, Anda dapat memilih mesin yang lebih kecil. Setiap pabrikan menawarkan berbagai perpindahan dan teknologi engine sekarang. Camry SE saat ini menawarkan inline empat silinder yang lebih kecil, hybrid empat silinder, dan V6 yang lebih besar.
Apapun, hampir mustahil untuk mesin bertenaga bensin untuk mengalahkan mil per galon diesel turbo.
sumber
Pertanyaan Anda memiliki beberapa poin yang tidak terhubung di dalamnya:
Penggerak sebenarnya untuk ukuran mesin selalu menjadi biaya bahan bakar, jadi di AS, di mana bahan bakar murah, konsumsi bahan bakar tidak menjadi masalah - karenanya mesin besar dan tidak efisien. Bandingkan ini dengan Inggris, Eropa dan Jepang, di mana bahan bakar sangat mahal dan Anda menemukan produsen membuat mesin kecil yang sangat disetel, sangat efisien.
Saya tidak dapat menemukan grafik power / rpm untuk Humvee, tetapi ada nomor online untuk mobil biasa.
Untuk menjawab pertanyaan Anda, "Mengapa Camry saya tidak membakar bahan bakar lebih dari Humvee":
Mesin Camry adalah mesin yang jauh lebih efisien - Anda mendapatkan tenaga kuda yang jauh lebih tinggi dari bahan bakar yang jauh lebih sedikit.
sumber
Mengapa memiliki tenaga mesin ekstra? Nah jika 35HP diperlukan untuk melakukan 50 MPH dan hanya itu yang Anda miliki, akan butuh waktu yang sangat lama untuk berakselerasi ke titik itu - mungkin beberapa menit.
Juga, orang-orang menyukai kekuatan ekstra untuk sporty mobil - akselerasi cepat ketika Anda menginginkannya, dan tidak harus menekan throttle down banyak untuk naik bukit dll. Anda akan menemukan bahwa Camry benar-benar akan menggunakan yang sangat signifikan jumlah HP yang tersedia. Saya akan mengatakan setidaknya 50% pada waktu (misalnya mempercepat bukit dengan mobil penuh), dan tergantung pada pengemudi, lebih dekat dengan 100% tidak pernah terdengar sebelumnya (misalnya menyalip).
Mengapa Camry lebih efisien? Orang-orang tampaknya kehilangan salah satu poin utama - Humvee adalah satu metrik ton lebih berat (jauh lebih banyak gesekan bergulir), dan memiliki aerodinamika batu bata. Untuk memasukkan angka, Wikipedia mengutip koefisien hambatan Hummer H2 0,57, dan Toyota Camry 2007 pada 0,27. Jadi ini lebih dari dua kali koefisien seret, dan itu tidak termasuk luas penampang yang lebih besar pada Humvee. Dan jika Anda memiliki penembak di bagian atas, itu akan lebih buruk!
Jadi jika Anda menempatkan mesin Humvee di Camry, Anda akan melihat penurunan konsumsi bahan bakar besar-besaran dibandingkan dengan Humvee asli.
sumber
Maafkan saya untuk menjawab pertanyaan saya sendiri, tetapi jawabannya sangat jelas bagi saya sekarang setidaknya untuk motor non-listrik. Mereka memiliki begitu banyak kekuatan yang tidak digunakan karena pada kecepatan siaga, Anda hanya mendapatkan sebagian kecil dari kekuatan yang diiklankan. Untuk mesin Camry 2.4L saat idle (1000 RPM), hanya mengeluarkan 30 HP, dan hanya mencapai 140 HP pada 5000 RPM (sekitar 30 MPH berdasarkan video dashboard test akselerasi).
V8 diesel mencapai 200 HP penuh dengan hanya 2.500 RPM, sehingga itu menjelaskan mengapa ia tidak menggunakan mesin ukuran besar seperti pada kendaraan bensin untuk mengimbangi HP rendah pada RPM rendah.
Untuk melihat berapa banyak HP yang Anda butuhkan jika mesin Anda memiliki kurva daya rata sempurna, saya melihat tes akselerasi untuk Toyota Camry LE 2.4L 2008L, 158 hp , yang dapat melaju dari 0 hingga 60 mph dalam 8,5 detik. Untuk mesin tenaga konstan sempurna, kecepatan = sqrt (2 * daya * waktu / massa), jadi Anda hanya perlu mesin 86 HP untuk mencapai akselerasi yang sama.
Tapi sekarang itu menimbulkan pertanyaan baru. Jika motor listrik memiliki pita kekuatan yang begitu baik, sekali lagi, mengapa begitu banyak HP? Juga, mengapa torsi rata sekitar 0 RPM bukannya pergi hingga tak terbatas seperti pada mesin yang sempurna. Apakah ada hubungannya dengan magnet yang jenuh?
Berikut adalah grafik torsi vs RPM untuk
Pembaruan: Seperti yang ditunjukkan oleh DucatiKiller, saya tidak mempertimbangkan berat atau ukuran mesin, yang mungkin menjelaskan mengapa beberapa jenis mesin memiliki tenaga kuda yang tinggi karena jika biaya berat / ukuran tetap dari sebuah mesin (mis. Bensin 1/2 HP model airplane engine) kecil atau biaya marjinal untuk meningkatkan HP kecil, maka tidak perlu banyak biaya tambahan untuk membuat mesin yang terlalu kuat.
Berikut ini perkiraan rasio bobot terhadap bobot berbagai mesin:
2.4L Camry 2009
158 HP / 121kg = 1,3 HP / kg
Detroit Diesel 6.5L diesel
200 HP / 750 lbs = 0,59 HP / kg
Motor traksi Tesla Model S
400 HP / 70 lbs = 12 HP / kg
dengan baterai atau tidak akan adil:
400 HP / (70 lbs + 540 kg) = 0,70 HP / kg
sumber