Разлики между електрически и топлинен двигател

Какви са основните разлики между топлинен двигател и електрически двигател? Защото, ако ценителят намери въпроса за доста ясен, повечето начинаещи вероятно ще имат въпроси по този въпрос ... Въпреки това няма да се ограничим само до гледане на двигателя, но също така бързо ще проучим предаването, за да разберем по -добре философията. тези два вида технологии.

Вижте също: Защо електрическите автомобили ускоряват по-добре?

Основни понятия

На първо място, бих искал да ви напомня, че мощността на двигателя и стойностите на въртящия момент в крайна сметка са само фрагментирани данни. Наистина, да се каже, че два двигателя с мощност от 200 к.с. и 400 Нм въртящ момент са идентични, всъщност не са верни... 200 к.с и 400 Нм са само максималната мощност, предлагана от тези два двигателя, а не пълните данни. За да се сравнят подробно тези два двигателя, трябва да се сравнят кривите мощност/въртящ момент на всеки от тях. Защото дори тези двигатели да имат еднакви характеристики, а именно една и съща мощност и пикове на въртящия момент, те ще имат различни криви на въртене. Така че кривата на въртящия момент на единия от двата двигателя ще бъде средно по-висока от другата и следователно ще бъде малко по-ефективен, въпреки факта, че изглеждаха идентични на хартия... като цяло дизеловият двигател е по-впечатляващ от бензиновия двигател на същата мощност, въпреки че признавам, че даденият тук пример не е идеален (максималния въртящ момент задължително ще бъде много различен, дори ако мощността на двата двигателя е еднаква).

Прочетете също: Разлика между въртящ момент и мощност

Компоненти и работа на електрически и топлинни двигатели

Електрически мотор

Нека започнем с най-простото нещо, електрическият мотор работи благодарение на електромагнитната сила, а именно "силата на магнитите" за тези, които не разбират напълно концепцията. Всъщност вече сте успели да изпитате факта, че любовта може да създаде сила върху друг магнит, когато те са свързани заедно, и наистина, електрическият двигател използва този последния, за да се движи.

Въпреки че принципът остава същият, има три вида електрически двигатели: DC двигател, синхронен AC двигател (ротор, който се върти със същата скорост като тока, подаван към бобините) и асинхронен AC (въртящ се ротор малко по-бавно ток изпратен). По този начин има и четкови и безчеткови двигатели, в зависимост от това дали роторът индуцира сок (ако преместя магнит до него, дори без контакт, сокът се появява в материала) или се предава (в този случай трябва физически да инжектирам сокът в макарата и така създавам съединител, който позволява на ротора да се движи: четка, която търка и пропуска сока като влак, е свързана към електрическите кабели отгоре с помощта на лостове, наречени пантограф).

По този начин електрическият двигател се състои от много малък брой части: "въртящ се ротор", който се върти в статора. Единият индуцира електромагнитна сила, когато към него е насочен ток, а другият реагира на тази сила и следователно започва да се върти. Ако не инжектирам повече ток, магнитната сила вече няма да изчезне и следователно нищо друго няма да се движи.

И накрая, той се захранва с електричество, променлив ток (сокът върви напред-назад) или непрекъснат (по-скоро променлив ток в повечето случаи). И ако един електродвигател може да развие 600 к.с. например, той може да развие 400 к.с. само ако не получава достатъчно енергия... Твърде слаба батерия може например да ограничи работата на двигателя и той потенциално няма да работи. способен да развие цялата си сила.

Вижте също: как работи двигателят на електрически автомобил

Топлинен двигател

Топлинният двигател използва термодинамични реакции. По принцип той използва разширяването на нагрети (може дори да се каже, запалими) газове за завъртане на механични части. Сместа от гориво и окислител се заключва в камерата, всичко гори, а това предизвиква много силно разширение и следователно много натиск (същият принцип за петарди на 14 юли). Това разширение се използва за завъртане на коляновия вал чрез уплътняване на цилиндрите (компресия).

Вижте също: работа на топлинен двигател

Електромоторна трансмисия VS топлинна машина

Както несъмнено знаете, електрическите двигатели могат да работят с много високи скорости. Така тази характеристика убеди инженерите да се откажат от скоростната кутия (все още има намаление, или по-скоро намаление и следователно доклад), което в процеса намалява цената и сложността на автомобила (и следователно надеждността). Имайте предвид обаче, че следното следва да донесе втори доклад от съображения за ефективност и загряване на двигателя, това се отнася и за Taycan.

Следователно тук има значителна печалба, тъй като топлинният двигател ще губи време за превключване на предавките с допълнителния бонус от намален въртящ момент.

По този начин при възстановяването това също е предимство, защото винаги сме в електрически режим на добър рекорд, тъй като има само един. При термична машина ще е необходимо да се намери най-подходящия механично и да се остави скоростната кутия да го направи автоматично (кик-даун за подобряване на производителността) и това губи време.

За да обобщим, можем да кажем, че електродвигателят има една крива мощност / въртящ момент при ускорение, докато топлинният двигател ще има няколко (в зависимост от броя на предавки), скачащи от едната на другата благодарение на скоростната кутия.

Мощност на електрически двигател VS топлинен двигател

Термичните и електрическите устройства не само се различават значително по отношение на предаването, но и нямат едни и същи методи за предаване на мощност и въртящ момент.

Електрическият двигател има много по-широк обхват, защото може да вдига много високи скорости, като същевременно поддържа много висок въртящ момент и мощност. По този начин неговата крива на въртящия момент започва отгоре и се спуска само надолу. Кривата на мощността се повишава много бързо и след това постепенно намалява, докато се изкачвате до точката.

ТОПЛИВНА КРИВА НА ДВИГАТЕЛЯ

Ето кривата на класическа топлинна машина. Обикновено най-много въртящ момент и мощност са около средата на оборотния диапазон (те са взаимосвързани, вижте линка в началото на статията). При двигател с турбокомпресор това се случва към средата, а при двигател с атмосферно пълнене към горната част на оборотомера.

КРИВА НА ЕЛЕКТРОМОТОРА

Топлинният двигател има напълно различна крива, с максимален въртящ момент и мощност, развити в малка част от оборотния диапазон. И така ще имаме скоростна кутия, която да използва този пик мощност/въртящ момент през цялата фаза на нарастване. Скоростта на въртене (максималната скорост) е ограничена от факта, че имаме работа с доста тежки движещи се метални части и ако искаме честотата на двигателя да е твърде висока, застрашава частите, които след това могат да се въртят (по-голямата скорост увеличава триенето) и следователно топлината, която може да направи частите „по-мек“ поради леко „топене“). Следователно имаме превключвател за бензин (граница на запалване) и ограничена честота на впръскване при дизелите.

Грубо казано, топлинният двигател има максимална скорост под 8000 rpm, докато електрическият двигател може лесно да достигне 16 rpm с добри нива на въртящ момент и мощност в целия този диапазон. Топлинният двигател има висока мощност и въртящ момент само в малък диапазон на оборотите на двигателя.

Една последна разлика: ако стигнем до края на електрическите криви, забелязваме, че те изведнъж падат. Това ограничение е свързано с честотата на променлив ток, свързана с броя на полюсите на двигателя. Това означава, че когато достигнете максималната скорост, няма да можете да я превишите, тъй като двигателят създава съпротивление. Ако превишим тази скорост, ще имаме мощна двигателна спирачка, която ще ви пречи.