왜 엔진에 너무 많은 사용 마력이 있습니까?

나는 Humvee (5500 lbs)에서 사용되는 엔진의 출력을 보았고 ~ 190 마력에 불과하여 많은 4 도어 세단이 초과했습니다.

따라서 분명한 질문은 왜 Camry SE (3300 파운드)가 Humvee보다 더 많은 가스를 연소시키지 않는가하는 것이며, 정기적으로 사용하는 동안 250 HP 근처에서는 사용하지 않기 때문이라고 생각합니다.

물리 스택 포럼의 누군가가 고속도로에서 평균 차가 50mph를 이동하는 데 ~ 35 HP가 필요하다고 추정했습니다.

그래서 두 가지 질문이 있습니다.

1. 누군가 세단 엔진과 Humvee 엔진의 토크 대 RPM 그래프가 어떻게 보이는지, 그리고 전형적인 작동 점을 추측 할 수 있습니까? 험비 엔진이 더 천천히 회전하면서도 더 높은 토크로 최대 동력에 더 가깝게 작동하는 것 같습니다.

2. 최고 동력이 승용차에 절대 사용되지 않는다면 왜 더 작은 엔진을 사용하고 돈을 절약하지 않습니까?

여기서 근본적인 문제는 몇 가지 다른 용어를 혼동한다는 것입니다. 토크 (tau) 및 rpm (이 방정식의 f)에서 마력을 계산하려면 Wikipedia 를 참조하십시오 .

평평한 토크 곡선을 가정하면 RPM에 따라 최대 마력이 계속 증가한다는 것을 알 수 있습니다. 실제로 새 차량의 마케팅 마력을 높이려면 회전 리미터를 올리고 토크가 1 피트 / rpm보다 빠르게 떨어지지 않도록해야합니다. 뿐만 아니라, 동력 및 토크에 대한 스칼라 값 (즉, 장치가없는 경우)은 항상 5252rpm에서 동일하다는 것을 알 수 있습니다.

1. 누군가 세단 엔진과 험비 엔진의 토크 대 RPM 그래프가 어떻게 보이는지, 그리고 전형적인 작동 점을 추측 할 수 있습니까? 험비 엔진이 더 천천히 회전하면서도 더 높은 토크로 최대 동력에 더 가깝게 작동하는 것 같습니다.

앞서 언급했듯이, HMMWV 의 디젤은 낮은 rpm에서 높은 피크 토크를 갖지만 토크가 빠르게 떨어 지므로 캠리보다 낮은 rpm에서 피크 마력이 발생합니다 (190 hp @ 3,400 rpm / 380 lbf · ft @ 1,700 rpm) Wikipedia 페이지에서). 일반적으로 흡입되는 Camry 는 4700 rpm에 가까운 토크 피크와 6200 rpm의 파워 피크로 훨씬 더 평평한 토크 곡선 을 갖습니다 (2GR-FE 엔진과 함께 상당히 최근의 Camry SE를 논의하고 있음을 가정).

원래 방정식으로 돌아 가면, 캠리의 토크 곡선의 첫 번째 미분 값은 4700 rpm에서 0이고 6200 rpm에서 음의 1입니다 (토크의 감소율이 rpm의 선형 증가를 압도합니다).

2. 승용차에 최대 전력을 사용하지 않으면 더 작은 엔진을 사용하여 돈을 절약하지 않는 이유는 무엇입니까?

그들이하다. 당신은 그 것을 사지 않았습니다.

민간 엔진과 자동차 디자인은 특정 마케팅 포인트에 의해 주도됩니다. 이 경우 캠리는 넓은 토크와 파워 곡선을 가지므로 자주 변속 할 필요가 없습니다 (60mph로 두 번 이상 변속하면 중요한 0-60 마케팅 번호에 영향을 미침). 군용 운송 수단은 정비 용이성, 무기 시스템, 폭파되지 않는 등의 요인을 포함하여 완전히 다른 임무 매개 변수를 갖습니다.

경제가 핵심 요소라면 더 작은 엔진을 선택할 수 있습니다. 모든 제조업체는 현재 다양한 변위 및 엔진 기술을 제공하고 있습니다. 현재 Camry SE는 더 작은 인라인 4 실린더, 4 실린더 하이브리드 및 더 큰 V6을 제공합니다.

그럼에도 불구하고 가솔린 엔진이 터보 디젤 갤런 당 마일을이기는 것은 거의 불가능합니다.

귀하의 질문에는 연결되지 않은 몇 가지 사항이 있습니다.

• jmosrt253이 말했듯이 험비 엔진은 대형 디젤 엔진입니다. 즉 회전 범위에서 토크가 낮습니다.
• 많은 대형 디젤과 마찬가지로 험비 엔진은 고도로 조정 되지 않았습니다 . 견고하고 극한 조건에서도 견딜 수 있도록 제작되었습니다.
• 어느 정도까지, 마력은 속도와 관련이 없습니다. 그것은 이다 가속 관련. 요즘 거의 모든 자동차가 50mph를 할 수 있지만 자동차가 3 초 또는 12 초 안에 도착하기를 원합니다. (속도가 높아질수록 드래그를 상쇄하기 위해 마력이 필요하기 때문에 가장 강력한 자동차 만 200mph에 도달합니다)
• 피크 파워는 필요할 때 승용차에 사용되지만, 필요하지 않을 때는 가속기에서 발을 떼고 엔진에 연료를 덜 보내서 즉시 비용을 절약합니다. 일부 현대식 엔진은 순항 할 때 실린더의 절반에 연료를 공급하지 않습니다

엔진 크기의 실제 원동력은 항상 연료 비용이므로 연료가 저렴한 미국의 경우 연료 소비가 문제가되지 않았기 때문에 크고 비효율적 인 엔진입니다. 영국, 유럽 및 일본과 비교해보십시오. 연료가 매우 비싸고 조율되고 효율이 높으며 소형 엔진을 제조하는 제조업체가 있습니다.

험비에 대한 전력 / rpm 그래프를 찾을 수 없지만 일반 자동차에는 온라인에있는 숫자가 없습니다.

귀하의 질문에 답변하려면 "왜 Camry가 Humvee보다 더 많은 연료를 연소시키지 않습니까?"

Camry 엔진은 훨씬 더 효율적인 엔진입니다. 연료가 적을수록 더 높은 마력을 얻습니다.

왜 추가 엔진 출력이 있습니까? 35HP가 50MPH를 수행해야하는데 이것이 전부라면, 그 시점까지 가속하는 데 시간이 오래 걸릴 것입니다.

또한 사람들은 자동차의 스포티 함을위한 여분의 힘을 원합니다. 자동차를 원할 때 빠르게 가속 할 수 있으며 스로틀을 많이 눌러 언덕을 오르지 않아도됩니다. 캠리가 실제로 매우 중요한 것을 사용 가능한 HP의 양 나는 때때로 50 % 이상이라고 말하고 (예를 들어, 전체 차량으로 언덕을 가속), 운전자에 따라 100 %에 가까워지지 않는 (예를 들어 추월).

캠리가 왜 더 효율적인가? 사람들은 핵심 요점 중 하나를 잃어버린 것 같습니다. Humvee는 1 톤이 무겁고 (롤링 마찰이 훨씬 높음) 벽돌의 공기 역학을 가지고 있습니다. 숫자를 넣기 위해 Wikipedia는 Hummer H2의 항력 계수를 0.57로, Toyota Camry 2007을 0.27로 인용 합니다. 드래그 계수의 두 배 이상이며 험비의 더 큰 단면적을 제외하고 있습니다. 그리고 당신이 최고 포를 가지고 있다면, 그것은 더 나빠질 것입니다!

따라서 험비 엔진을 캠리에 넣으면 원래 험비에 비해 연료 소비량이 크게 줄어 듭니다.

내 자신의 질문에 대답 해 주셔서 감사합니다. 그러나 적어도 비 전기 모터에 대해서는 그 대답이 분명합니다. 유휴 속도에서는 광고 전력의 일부만 사용하기 때문에 사용되지 않는 전력이 너무 많습니다. 유휴 상태의 2.4L 캠리 엔진 (1000RPM)의 경우 30HP 만 출력하고 5000RPM (가속 테스트 대시 보드 비디오를 기준으로 약 30MPH)에서 140HP에 도달합니다.

V8 디젤은 2500RPM으로 200HP에 도달하므로 휘발유 차량과 같은 대형 엔진을 사용하지 않아 낮은 RPM에서 낮은 HP를 보상하는 이유를 설명합니다.

엔진의 전력 곡선이 완전히 평평한 경우 필요한 HP 양을 확인하기 위해 2008 Toyota Camry LE 2.4L, 158 hp 의 가속 테스트를 살펴 보았습니다 . 완벽한 정 전력 엔진의 경우 속도 = sqrt (2 * power * time / mass)이므로 동일한 가속을 달성하려면 86 HP 엔진 만 있으면됩니다.

그러나 이제 새로운 질문이 제기됩니다. 전기 모터에 좋은 파워 밴드가 있다면 왜 HP가 그렇게 많은가? 또한 완벽한 엔진처럼 무한대가 아닌 토크가 0 RPM 정도 인 이유는 무엇입니까? 자석이 포화 상태와 관련이 있습니까?

토크 대 RPM 그래프는 다음과 같습니다.

1. 2.4L 캠리 2009

2. V8 6.5L 디젤 (Hummer H1)

3. Tesla Model S 트랙션 모터 (cleantechnica.com에 있음)

업데이트 : DucatiKiller가 지적했듯이 엔진 무게 또는 크기를 고려하지 않았습니다. 이는 엔진의 고정 무게 / 크기 비용 (예 : 1/2 HP 가솔린) 때문에 일부 엔진 유형이 왜 마력이 높은지 설명 할 수 있습니다 모형 비행기 엔진)이 작거나 HP를 증가시키는 한계 비용이 작으므로, 엔진을 과도하게 만드는 데 추가 비용이 들지 않습니다.

다음은 다양한 엔진의 중량 대 중량비의 추정치입니다.

1. 2.4L 캠리 2009

   158 HP / 121kg = 1.3 HP / kg

2. 디트로이트 디젤 6.5L 디젤

   200 HP / 750 파운드 = 0.59 HP / kg

3. 테슬라 모델 S 트랙션 모터

   400 HP / 70 파운드 = 12 HP / kg

   배터리가 있거나 그렇지 않은 경우 :

   400 HP / (70 파운드 + 540 kg) = 0.70 HP / kg