Rozdíly mezi elektromotorem a tepelným motorem

Jaké jsou zásadní rozdíly mezi tepelným motorem a elektromotorem? Protože pokud fajnšmekrovi připadá otázka poměrně přímočará, většina nováčků na ni bude mít pravděpodobně otázky... Nezůstaneme však jen u sledování motoru, ale pro lepší pochopení filozofie si rychle prostudujeme i převodovku. tyto dva typy technologií.

Viz také: Proč elektromobily lépe zrychlují?

Základní pojmy

Nejprve bych rád připomněl, že hodnoty výkonu a točivého momentu motoru jsou nakonec jen roztříštěné údaje. Ve skutečnosti lze říci, že dva motory o výkonu 200 koní. a 400 Nm točivého momentu jsou totožné, ve skutečnosti to není pravda… 200 koní a 400 Nm jsou pouze maximální výkon, který tyto dva motory nabízejí, a nikoli úplné údaje. Aby bylo možné tyto dva motory podrobně porovnat, je třeba porovnat křivky výkonu a točivého momentu každého z nich. Protože i když mají tyto motory stejné charakteristiky, totiž stejné výkonové a krouticí špičky, budou mít různé křivky otáčení. Takže křivka točivého momentu jednoho ze dvou motorů bude v průměru vyšší než druhého, a proto bude o něco efektivnější i přesto, že na papíře vypadaly identicky... vznětový motor je celkově působivější než benzinový motor stejný výkon, i když uznávám, že zde uvedený příklad není dokonalý (maximální točivý moment se bude nutně velmi lišit, i když výkon obou motorů bude stejný).

Čtěte také: Rozdíl mezi točivým momentem a výkonem

Komponenty a provoz elektrických a tepelných motorů

Elektrický motor

Začněme tím nejjednodušším, elektromotor funguje díky elektromagnetické síle, a to „síle magnetů“ pro ty, kteří tomu pojmu úplně nerozumí. Ve skutečnosti jste již mohli zažít skutečnost, že láska může vytvořit sílu na jiný magnet, když jsou spojeny dohromady, a elektromotor skutečně používá tento magnet k pohybu.

Ačkoli princip zůstává stejný, existují tři typy elektromotorů: stejnosměrný motor, synchronní střídavý motor (rotor, který se točí stejnou rychlostí jako proud přiváděný do cívek) a asynchronní střídavý (rotující rotor o něco pomaleji). proud odeslaný). Existují tedy i kartáčové a bezkomutátorové motory, podle toho, zda rotor šťávu indukuje (pokud vedle něj pohnu magnetem, i bezdotykově se šťáva objeví v materiálu) nebo se přenáší (v takovém případě potřebuji fyzicky vstříknout šťávu do navijáku a tak vytvářím konektor, který umožňuje pohyb rotoru: kartáč, který drhne a propouští šťávu jako vlak, je shora připojen k elektrickým kabelům pomocí pák zvaných pantograf).

Elektrický motor se tedy skládá z velmi malého počtu částí: „rotujícího rotoru“, který se otáčí ve statoru. Jeden indukuje elektromagnetickou sílu, když je na něj směrován proud, a druhý na tuto sílu reaguje a proto se začne otáčet. Pokud nenapíchnu větší proud, magnetická síla již nezmizí a tudíž se nic dalšího nepohne.

Nakonec je napájen elektřinou, střídavým proudem (šťáva jde tam a zpět) nebo kontinuálním (ve většině případů spíše střídavým proudem). A pokud elektromotor dokáže vyvinout například 600 koní, může vyvinout 400 koní. pouze pokud nedostává dostatek energie... Příliš slabá baterie může například omezit chod motoru a ten potenciálně nebude fungovat. schopen rozvinout veškerou svou sílu.

Viz také: jak funguje motor elektrického auta

Zahřejte motor

Tepelný motor využívá termodynamické reakce. V podstatě využívá expanzi zahřátých (dokonce by se dalo říci hořlavých) plynů k otáčení mechanických částí. Směs paliva a okysličovadla je uzamčena v komoře, vše hoří a to způsobuje velmi silnou expanzi a tedy velký tlak (stejný princip u petard 14. července). Tato expanze se využívá k otáčení klikového hřídele utěsněním válců (komprese).

Viz také: práce tepelného motoru

Elektromotorový přenos VS tepelný motor

Jak nepochybně víte, elektromotory mohou běžet velmi vysokou rychlostí. Tato charakteristika tedy přesvědčila inženýry, aby opustili převodovku (stále existuje redukce, nebo spíše redukce, a proto se hlásí), což v procesu snižuje cenu a složitost vozu (a tedy i spolehlivost). Upozorňujeme však, že následující by mělo přinést druhou zprávu z důvodů účinnosti a zahřívání motoru, to platí také pro Taycan.

Proto zde dochází k výraznému zisku, protože tepelný motor bude ztrácet čas řazením rychlostních stupňů s bonusem sníženého točivého momentu.

Při zotavování je to tedy také výhoda, protože jsme vždy v dobrém elektrickém režimu, protože existuje pouze jeden. Na tepelném stroji bude nutné najít nejvhodnější mechanicky a nechat převodovku, aby to udělala automaticky (kick-down pro zlepšení výkonu), a to ztrácí čas.

Abychom to shrnuli, můžeme říci, že elektromotor má při akceleraci jednu křivku výkonu / točivého momentu, zatímco tepelný motor bude mít díky převodovce několik (v závislosti na počtu převodových stupňů), přeskakujících z jednoho na druhý.

Výkon elektromotoru VS tepelný motor

Tepelná a elektrická zařízení se nejen velmi liší převodem, ale také nemají stejné způsoby přenosu výkonu a točivého momentu.

Elektromotor má mnohem širší záběr, protože dokáže nabrat velmi vysoké otáčky při zachování velmi vysokého točivého momentu a výkonu. Jeho křivka točivého momentu tedy začíná nahoře a jde pouze dolů. Výkonová křivka stoupá velmi rychle a pak postupně klesá, jak stoupáte k bodu.

TEPELNÁ KŘIVKA MOTORU

Zde je křivka klasického tepelného motoru. Obvykle je nejvíce točivého momentu a výkonu kolem poloviny rozsahu otáček (souvisí spolu, viz odkaz na začátku článku). U motoru s turbodmychadlem k tomu dochází směrem ke středu a u motoru s přirozeným sáním směrem k horní části otáčkoměru.

KŘIVKA ELEKTRICKÉHO MOTORU

Tepelný motor má zcela jinou křivku s maximálním točivým momentem a výkonem vyvinutým v malé části rozsahu otáček. A tak budeme mít převodovku, která využije tento vrchol výkonu/kroutícího momentu během fáze náběhu. Rychlost otáčení (maximální rychlost) je omezena skutečností, že máme co do činění s poměrně těžkými pohyblivými kovovými součástmi a chtít příliš vysokou frekvenci motoru ohrožuje součásti, které se pak mohou otáčet (větší rychlost zvyšuje tření), a tedy teplo, které může součásti vytvářet „měkčí“ v důsledku mírného „tavení“). Tudíž máme u dieselů přepínač benzínu (limit zážehu) a omezenou frekvenci vstřikování.

Zhruba řečeno, tepelný motor má maximální rychlost nižší než 8000 ot./min., zatímco elektromotor může snadno dosáhnout 16 ot./min. s dobrou úrovní točivého momentu a výkonu v celém tomto rozsahu. Tepelný motor má vysoký výkon a točivý moment pouze v malém rozsahu otáček motoru.

Jeden poslední rozdíl: pokud se dostaneme na konec elektrických křivek, všimneme si, že náhle klesají. Tento limit souvisí s frekvencí střídavého proudu související s počtem pólů motoru. To znamená, že když dosáhnete maximální rychlosti, nebudete ji moci překročit, protože motor vytváří odpor. Pokud tuto rychlost překročíme, budeme mít výkonnou motorovou brzdu, která vám bude překážet.