Отличия электродвигателя от теплового двигателя

В чем принципиальные отличия теплового двигателя от электродвигателя? Потому что, если знатоки найдут вопрос довольно простым, у большинства новичков наверняка возникнут вопросы по этому поводу … Однако мы не будем ограничиваться только наблюдением за двигателем, но мы также быстро изучим трансмиссию, чтобы лучше понять философию. этих двух типов технологий.

Читайте также: почему электромобили лучше разгоняются?

Основные понятия

Прежде всего, я хотел бы напомнить вам, что значения мощности и крутящего момента двигателя – это, в конечном счете, лишь фрагментированные данные. Действительно, сказать, что два двигателя мощностью 200 л.с. и 400 Нм крутящего момента идентичны, на самом деле неверно… 200 л.с. и 400 Нм – это только максимальные мощности, предлагаемые этими двумя двигателями, а не полные данные. Чтобы подробно сравнить эти два двигателя, необходимо сопоставить кривые мощности / крутящего момента каждого из них. Потому что, даже если эти двигатели имеют одинаковые характеристики, а именно одинаковые пики мощности и крутящего момента, у них будут разные кривые нарастания скорости. Таким образом, кривая крутящего момента одного из двух двигателей будет в среднем выше, чем у другого, и поэтому он будет немного более эффективным, несмотря на то, что на бумаге они выглядели идентичными … дизельный двигатель в целом более впечатляющий, чем бензиновый двигатель той же мощности, хотя я признаю, что приведенный здесь пример не идеален (максимальный крутящий момент обязательно будет сильно отличаться, даже если мощность у обоих двигателей одинакова).

Читайте также: разница между крутящим моментом и мощностью

Компоненты и работа электрических и тепловых двигателей

Электродвигатель

Начнем с самого простого, электродвигатель работает благодаря электромагнитной силе, а именно «силе магнитов» для тех, кто не до конца понимает концепцию. В самом деле, вы уже смогли испытать тот факт, что любовь может создавать силу на другом магните, когда они соединены вместе, и действительно, электродвигатель использует этот последний для движения.

Несмотря на то, что принцип остается тем же самым, существует три типа электродвигателей: двигатель постоянного тока, синхронный переменный ток (ротор, который вращается с той же скоростью, что и ток, подаваемый на катушки) и асинхронный переменный ток (вращающийся ротор немного медленнее текущий отправлен). Таким образом, существуют также щеточные и бесщеточные двигатели, в зависимости от того, индуцировал ли ротор сок (если я перемещаю магнит рядом с ним, даже без контакта, сок появится в материале) или передается (в этом случае мне нужно физически ввести сок в катушку, и поэтому я создаю соединитель, который обеспечивает подвижность ротора: щетка, которая трется и пропускает сок, как поезд, соединяется с электрическими кабелями сверху с помощью рычагов, называемых пантографом).

Таким образом, электродвигатель состоит из очень небольшого числа частей: «вращающегося ротора», который вращается в статоре. Один индуцирует электромагнитную силу, когда к нему направляется ток, а другой реагирует на эту силу и поэтому начинает вращаться. Если я не введу больше тока, магнитная сила больше не исчезнет, ​​и, следовательно, больше ничего не будет двигаться.

Наконец, он снабжен электричеством, переменным током (сок идет вперед и назад) или непрерывным (скорее, переменным током в большинстве случаев). И если электродвигатель может, например, развивать 600 л.с., он сможет развить 400 л.с. только в том случае, если он не получит достаточного количества энергии … Слишком слабая батарея может, например, ограничить работу двигателя, и она потенциально не будет работать. способен развить всю свою мощь.

Читайте также: как работает мотор электромобиля

Тепловой двигатель

Тепловой двигатель использует термодинамические реакции. По сути, он использует расширение нагретых (можно даже сказать, воспламененных) газов для вращения механических частей. Смесь топлива и окислителя заперта в камере, все горит, и это вызывает очень сильное расширение и, следовательно, большое давление (тот же принцип для петард 14 июля). Это расширение используется для вращения коленчатого вала за счет уплотнения цилиндров (сжатие).

Читайте также: работа тепловой машины

Трансмиссия электродвигателя VS теплового двигателя

Как вы, несомненно, знаете, электродвигатели могут работать на очень высоких оборотах. Таким образом, эта характеристика убедила инженеров отказаться от коробки передач (все еще есть сокращение или, скорее, сокращение, и, следовательно, отчет), что в процессе снижает стоимость и сложность автомобиля (и, следовательно, надежность). Обратите внимание, однако, что следующее должно принести второй отчет по причинам эффективности и нагрева электродвигателя, это также относится к Taycan.

Следовательно, здесь есть значительный выигрыш, поскольку тепловой двигатель будет тратить время на переключение передач с дополнительным бонусом в виде снижения крутящего момента.

Таким образом, в восстановлении это также преимущество, потому что мы всегда находимся в электрическом режиме на хорошем отчете, так как есть только один. На термической машине необходимо будет найти наиболее подходящую с точки зрения механики и позволить коробке передач делать это автоматически (кик-даун для повышения производительности), а это тратит время.

Подводя итог, можно сказать, что электродвигатель имеет при ускорении одну кривую мощности / крутящего момента, в то время как тепловой двигатель будет иметь несколько (в зависимости от количества передач), перескакивая с одной на другую благодаря коробке передач.

Мощность электродвигателя VS тепловой двигатель

Тепловые и электрические устройства не только сильно различаются по передаче, но и не имеют одинаковых способов передачи мощности и крутящего момента.

Электродвигатель имеет гораздо больший радиус действия, потому что он может набирать очень высокие скорости, сохраняя при этом очень высокий крутящий момент и мощность. Таким образом, его кривая крутящего момента начинается сверху и только снижается. Кривая мощности растет очень быстро, а затем постепенно спадает по мере того, как вы поднимаетесь в точку.

ТЕПЛОВАЯ КРИВАЯ ДВИГАТЕЛЯ

Вот кривая классического теплового двигателя. Обычно наибольший крутящий момент и мощность находятся примерно в середине диапазона оборотов (они взаимосвязаны, см. Ссылку в начале статьи). На двигателе с турбонаддувом это происходит ближе к середине, а на атмосферном – к верхней части тахометра.

КРИВАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ДВИГАТЕЛЯ

Тепловой двигатель имеет совершенно другую кривую, при этом максимальный крутящий момент и мощность развиваются в небольшой части диапазона оборотов. И поэтому у нас будет коробка передач, чтобы использовать этот пик мощности / крутящего момента на протяжении фазы увеличения скорости. Скорость вращения (максимальная скорость) ограничена тем фактом, что мы имеем дело с довольно тяжелыми движущимися металлическими частями, и желание слишком высокой частоты двигателя подвергает опасности детали, которые затем могут закручиваться (чем больше скорость увеличивает трение) и, следовательно, тепло, которое может сделать детали “мягче” за счет легкого “плавления”). Поэтому у нас есть переключатель бензина (ограничение зажигания) и ограниченная частота впрыска на дизелях.

Грубо говоря, тепловая машина имеет максимальную скорость менее 8000 оборотов в минуту, в то время как электродвигатель может легко достичь 16 оборотов, имея хороший уровень крутящего момента и мощности во всем этом диапазоне. Тепловой двигатель обладает высокой мощностью и крутящим моментом только в небольшом диапазоне оборотов двигателя.

И последнее отличие: если мы дойдем до конца электрических кривых, мы заметим, что они внезапно падают. Этот предел связан с частотой переменного тока, связанной с числом полюсов электродвигателя. Это означает, что когда вы достигнете максимальной скорости, вы не сможете ее превысить, поскольку двигатель создает сопротивление. Если мы превысим эту скорость, у нас будет мощный моторный тормоз, который будет мешать вам.