इंजनों का इतना अप्रयुक्त हॉर्स पावर क्यों है?

Question

मैंने एक Humvee (5500 lbs) में उपयोग किए गए इंजन की शक्ति रेटिंग को देखा है और यह आश्चर्य की बात है कि यह केवल ~ 190 हॉर्स पावर है, जो कई 4 दरवाजा सेडान से अधिक है।

तो एक स्पष्ट सवाल यह है कि मेरी कैमरी एसई (3300 एलबीएस) एक ह्यूमे से अधिक गैस क्यों नहीं जलाती है और मुझे लगता है कि यह सिर्फ इसलिए है क्योंकि नियमित उपयोग के दौरान, यह 250 एचपी के पास कहीं भी उपयोग नहीं करता है।

भौतिकी स्टैक मंचों पर किसी ने मुझे एक अनुमान दिया कि यह राजमार्ग पर 50 मील प्रति घंटे की औसत कार के लिए केवल ~ 35 एचपी लेता है।

इसलिए मेरे 2 सवाल हैं:

1. क्या कोई अनुमान लगा सकता है कि एक सेडान इंजन और हुमवे इंजन के टॉर्क बनाम आरपीएम ग्राफ क्या दिखते हैं और विशिष्ट ऑपरेटिंग सिस्टम क्या हैं? ऐसा लगता है कि हुमवे इंजन धीमी गति से घूमते हुए अपनी चरम शक्ति की ओर बहुत करीब से चल रहा होगा, लेकिन बहुत अधिक टॉर्क में?

2. यदि पीक पॉवर का उपयोग यात्री वाहनों के लिए कभी नहीं किया जाता है, तो वे एक छोटे इंजन का उपयोग क्यों नहीं करते हैं और कुछ पैसे बचाते हैं?

Comments

यह निश्चित नहीं है कि यह कारक कैसे हैं, लेकिन हुमेस आमतौर पर डीजल इंजन हैं, जो मुझे लगता है कि उच्च टोक़ है और अधिक कुशल हैं। जब मैंने सेना में था, तो मैंने एक को छोड़ दिया / बनाए रखा। वे बहुत मजबूत थे।

— jmort253

सभी ईमानदारी में, सेब को हथगोले से तुलना करने का यह एक क्लासिक मामला है। एक HMMVW की मिशन आवश्यकताओं के खिलाफ एक कैमरी को खड़ा करने और फिर ईंधन क्षमता की तुलना करने की कल्पना करें । मुझे पूरा यकीन है कि मैं एक बीबी बंदूक या एक थंबटैक के साथ एक कैमरी की तरफ घुसना कर सकता हूं।

— बॉब क्रॉस

एक तरफ के रूप में, ऐसे वाहन हैं जो ज्यादातर समय 100% क्षमता के पास चलते हैं। पिस्टन इंजन के साथ विमान, उदाहरण के लिए, रिजर्व पावर की केवल थोड़ी मात्रा के साथ क्रूज। इसी तरह, कई काम करने वाले डेज़ेल्स, जैसे कि बसों, लोकोमोटिव और समुद्र में जाने वाले जहाजों का आकार केवल उतना ही बड़ा होता है जितना कि उनकी आवश्यकता होती है, क्योंकि अगर वे धीरे-धीरे गति करते हैं तो कोई भी परवाह नहीं करता है।

— एशलेज़

Answer 1

यहां मूल समस्या यह है कि आप कई अलग-अलग शब्दों को स्वीकार कर रहे हैं। टॉर्क (ताऊ) और आरपीएम (इस समीकरण में एफ) से अश्वशक्ति की गणना के लिए विकिपीडिया देखें :

यदि आपने एक सपाट टॉर्क कर्व ग्रहण किया है, तो आप देख सकते हैं कि आरपीएम के साथ शिखर हॉर्सपावर बढ़ती रहेगी। वास्तव में, यदि आप एक नए वाहन के लिए अपनी मार्केटिंग हॉर्सपावर बढ़ाना चाहते हैं, तो आपको बस रिवाइमर को बढ़ाने और एक फुट-पाउंड / आरपीएम से अधिक तेज गति से टॉर्क को बनाए रखने की आवश्यकता होगी। इतना ही नहीं, आप यह भी देख सकते हैं कि पॉवर और टॉर्क (यानी, उनकी इकाइयों के बिना) के लिए स्केलर मान हमेशा 5252 आरपीएम पर बराबर होंगे।

1. कोई अनुमान लगा सकता है कि एक सेडान इंजन और हुमवे इंजन के टॉर्क बनाम आरपीएम ग्राफ क्या दिखते हैं और विशिष्ट ऑपरेटिंग पॉइंट क्या हैं? ऐसा लगता है कि हुमवे इंजन धीमी गति से घूमते हुए अपनी चरम शक्ति की ओर बहुत करीब से चल रहा होगा, लेकिन बहुत अधिक टॉर्क में?

जैसा कि पहले कहा गया था, HMMWV में डीजल कम आरपीएम पर एक उच्च शिखर टोक़ है, लेकिन टोक़ तेजी से बंद हो जाता है, जिसके परिणामस्वरूप कैमरी (190 hp @ 3,400 आरपीएम) या 380 lbf · फीट @ 1,700 आरपीएम की तुलना में कम आरपीएम पर एक पीक हॉर्स पावर होता है। विकिपीडिया पृष्ठ पर)। सामान्य रूप से एस्पिरेटेड केमरी में 4700 आरपीएम के करीब टॉर्क पीक और 6200 आरपीएम पर पावर पीक के साथ ज्यादा चापलूसी वाला टॉर्क कर्व है (कुछ अनुमान लगा रहे हैं कि हम 2GR-FE इंजन के साथ हाल ही में केमरी एसई पर चर्चा कर रहे हैं)।

यदि आप मूल समीकरण पर वापस जाते हैं, तो इसका मतलब है कि केमरी की टॉर्क कर्व की पहली व्युत्पत्ति 4700 आरपीएम पर शून्य और 6200 आरपीएम पर नकारात्मक है (जहां टॉर्क की दर में कमी आरपीएम की रैखिक वृद्धि को अभिभूत करती है)।

2. यदि शिखर शक्ति का उपयोग कभी भी यात्री वाहनों के लिए नहीं किया जाता है, तो वे छोटे इंजन का उपयोग क्यों नहीं करते हैं और कुछ पैसे बचाते हैं?

वे करते हैं। आपने अभी उस एक को नहीं खरीदा है।

सिविलियन इंजन और ऑटोमोटिव डिज़ाइन कुछ मार्केटिंग बिंदुओं से प्रेरित है। इस मामले में, केमरी में एक व्यापक टॉर्क और पावर कर्व्स हैं, इसलिए बार-बार शिफ्ट करने की कोई आवश्यकता नहीं है (दो शिफ्ट से 60 मील प्रति घंटे से अधिक उस महत्वपूर्ण 0-60 मार्केटिंग नंबर को प्रभावित करता है)। सैन्य परिवहन में पूरी तरह से अलग-अलग मिशन पैरामीटर होते हैं जिनमें रखरखाव, हथियार प्रणालियों में आसानी और आगे नहीं बढ़ना जैसे कारक शामिल हैं।

यदि अर्थव्यवस्था आपका प्रमुख कारक है, तो आप एक छोटा इंजन चुन सकते हैं। हर निर्माता अब विभिन्न प्रकार के विस्थापन और इंजन तकनीकों की पेशकश कर रहा है। वर्तमान केमरी एसई एक छोटे इनलाइन चार सिलेंडर, चार सिलेंडर हाइब्रिड और एक बड़ा वी 6 प्रदान करता है।

भले ही, यह एक गैसोलीन संचालित इंजन के लिए एक टर्बो डीजल के प्रति गैलन मील को हरा पाना लगभग असंभव है।

Answer 2

आपके प्रश्न में कुछ असंबद्ध बिंदु हैं:

• जैसा कि jmosrt253 ने कहा, हुमवे इंजन एक बड़ा डीजल इंजन है - जिसका अर्थ है कि इसका टॉर्क रेव्स रेंज में कम है
• Humvee इंजन, कई बड़े diesels की तरह, अत्यधिक ट्यून नहीं हैं । वे मजबूत होने और अत्यधिक परिस्थितियों में जीवित रहने के लिए बनाए गए हैं
• एक बिंदु तक, अश्वशक्ति गति के लिए अप्रासंगिक है। यह है त्वरण के लिए प्रासंगिक है। इन दिनों बहुत सारी कारें 50mph कर सकती हैं, लेकिन क्या आप चाहते हैं कि कार 3 सेकंड या 12 सेकंड में वहां पहुंच सके। (गति अधिक होने के कारण आपको ड्रैग को ऑफसेट करने के लिए हॉर्स पावर की आवश्यकता होती है, यही वजह है कि केवल सबसे शक्तिशाली कारें 200mph तक पहुंचती हैं)
• पीक पॉवर का उपयोग यात्री वाहनों के लिए किया जाता है जब आपको इसकी आवश्यकता होती है, लेकिन जब आपको इसकी आवश्यकता नहीं होती है, तो आप त्वरक से अपना पैर हटा लेते हैं और इंजन में कम ईंधन भेजकर तुरंत पैसा बचा रहे हैं। कुछ आधुनिक इंजन मंडराते समय आधे सिलेंडर को ईंधन प्रदान करना बंद कर देते हैं

इंजन आकार के लिए वास्तविक चालक हमेशा ईंधन की लागत रहा है, इसलिए अमेरिका में, जहां ईंधन सस्ता है, ईंधन की खपत एक मुद्दा नहीं था - इसलिए बड़े, अक्षम इंजन। इसकी तुलना यूके, यूरोप और जापान से करें, जहां ईंधन बहुत महंगा है और आप निर्माताओं को उच्च स्तरीय, अत्यधिक कुशल, छोटे इंजन बनाने वाले पाते हैं।

मुझे हुमवे के लिए पावर / आरपीएम ग्राफ नहीं मिला, लेकिन साधारण कारों के लिए कोई भी नंबर ऑनलाइन है।

आपके प्रश्न का उत्तर देने के लिए "मेरी कैमरी एक ह्यूमे से अधिक ईंधन क्यों नहीं जलाती है":

केमरी इंजन एक अधिक कुशल इंजन है - आप बहुत कम ईंधन से अधिक हॉर्स पावर प्राप्त कर रहे हैं।

Comments

एक उदाहरण के लिए, मेरी कार में एक छोटा 2.5 लीटर जापानी इंजन है, लेकिन यह अत्यधिक ट्यून है और लगभग 400bhp मिलता है - जो कि त्वरण का समय 4.2 सेकंड के 60mph में बदल जाता है। लेकिन शीर्ष गति 200mph से कम है क्योंकि यह एक वायुगतिकीय कार नहीं है - यह एक ईंट के आकार का है।

— रोरी अलसॉप

Answer 3

क्यों अतिरिक्त इंजन शक्ति है? खैर अगर 35HP के लिए 50 MPH करना आवश्यक है और आपके पास इतना ही है, तो उस बिंदु पर तेजी लाने में बहुत लंबा समय लगेगा - संभवतः कई मिनट।

इसके अलावा, लोगों को कार की स्पोर्टीनेस के लिए अतिरिक्त शक्ति पसंद है - त्वरित त्वरण जब आप इसे चाहते हैं, और पहाड़ियों आदि को ऊपर जाने के लिए थ्रोटल को अधिक नहीं दबाएं, तो आप पाएंगे कि कैमरी वास्तव में एक बहुत ही महत्वपूर्ण उपयोग कर रही है। उपलब्ध एचपी की राशि। मैं कई बार कम से कम 50% (उदाहरण के लिए एक पूर्ण कार के साथ एक पहाड़ी को तेज करना) कहूंगा, और चालक के आधार पर, 100% के करीब (जैसे ओवरटेकिंग) अनसुना नहीं है।

केमरी अधिक कुशल क्यों है? लोगों को एक महत्वपूर्ण बिंदु याद आ रहा है - हुमवे एक मीट्रिक टन भारी (इतना अधिक रोलिंग घर्षण) है, और इसमें एक ईंट का वायुगतिकीय है। इस पर संख्याएँ डालने के लिए, विकिपीडिया एक हथौड़ा H2 के ड्रैग के गुणांक को 0.57 और टोयोटा केमरी 2007 को 0.27 पर बताता है। इसलिए यह ड्रैग गुणांक के दोगुने से अधिक है, और यह ह्यूम्स पर बड़े क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र को छोड़कर है। और अगर आपके पास गनर ऊपर है, तो यह और भी बुरा होगा!

इसलिए यदि आप केमरी इंजन को केमरी में रखते हैं, तो आपको मूल हुमवे की तुलना में ईंधन की भारी कमी होगी।

Answer 4

मुझे अपने स्वयं के प्रश्न का उत्तर देने के लिए क्षमा करें, लेकिन जवाब मुझे अभी तक कम से कम गैर-इलेक्ट्रिक मोटर्स के लिए स्पष्ट है। उनके पास इतनी अप्रयुक्त शक्ति है क्योंकि निष्क्रिय गति से, आपको विज्ञापित शक्ति का केवल एक हिस्सा मिलता है। निष्क्रिय (१००० आरपीएम) पर २.४ एल कैमरी इंजन के लिए, यह केवल ३० एचपी का उपयोग करता है, और केवल ५००० आरपीएम पर १४० एचपी तक पहुँच जाता है (त्वरण परीक्षण डैशबोर्ड वीडियो पर आधारित ३० एमपीएच)।

V8 डीजल केवल 2500 RPM पर अपने पूर्ण 200 HP तक पहुँचता है, इसलिए यह बताता है कि क्यों यह कम RPM में कम HP के लिए क्षतिपूर्ति करने के लिए गैसोलीन वाहनों की तरह एक से अधिक आकार के इंजन का उपयोग नहीं करता है।

यह देखने के लिए कि आपके इंजन को पूरी तरह से फ्लैट पावर कर्व होने पर आपको कितने एचपी की जरूरत है, मैंने 2008 टोयोटा कैमरी ले 2.4 एल, 158 एचपी के लिए एक त्वरण परीक्षण को देखा , जो कि 8.5 में 0 से 60 मील प्रति घंटे से चला जाता है। एक पूर्ण स्थिर शक्ति इंजन के लिए, वेग = sqrt (2 * शक्ति * समय / द्रव्यमान), इसलिए आपको केवल त्वरण प्राप्त करने के लिए 86 एचपी इंजन की आवश्यकता होगी।

लेकिन अब यह एक नया सवाल खड़ा करता है। यदि इलेक्ट्रिक मोटर्स में इतना अच्छा पावर बैंड है, तो फिर से, इतना एचपी क्यों? इसके अलावा, एक सही इंजन पर अनंत की तरह जाने के बजाय 0 आरपीएम के आसपास टॉर्क फ्लैट क्यों है। क्या मैग्नेट के संतृप्त होने के साथ कुछ करना है?

यहाँ के लिए टोक़ बनाम RPM ग्राफ हैं

1. 2.4 एल कैमरी 2009

2. V8 6.5L डीजल (हथौड़ा H1)

3. टेस्ला मॉडल एस ट्रैक्शन मोटर (cleantechnica.com पर कहीं पाया गया)

अपडेट: जैसा कि DucatiKiller ने बताया, मैं इंजन के वजन या आकार पर विचार नहीं करता था, जो यह समझा सकता है कि कुछ प्रकार के इंजनों में इतनी उच्च शक्ति क्यों होती है क्योंकि इंजन का निर्धारित वजन / आकार लागत (उदाहरण के लिए एक 1/2 एचपी गैसोलीन) मॉडल हवाई जहाज का इंजन) छोटा है या एचपी को बढ़ाने के लिए सीमांत लागत छोटा है, फिर यह ओवरपॉवर इंजन बनाने के लिए बहुत अतिरिक्त खर्च नहीं करता है।

यहां विभिन्न इंजनों के अनुपातों की शक्ति का अनुमान लगाया गया है:

1. 2.4 एल कैमरी 2009

   158 एचपी / 121 किग्रा = 1.3 एचपी / किग्रा

2. डेट्रोइट डीजल 6.5L डीजल

   200 एचपी / 750 एलबीएस = 0.59 एचपी / किग्रा

3. टेस्ला मॉडल एस ट्रैक्शन मोटर

   400 एचपी / 70 एलबीएस = 12 एचपी / किग्रा

   बैटरी के साथ या अन्यथा उचित नहीं होगा:

   400 एचपी / (70 पाउंड + 540 किग्रा) = 0.70 एचपी / किग्रा

Comments

@DucatiKiller इस पोस्ट का शीर्षक बहुत सामान्य है, और पेट्रोल बनाम डीजल सिर्फ 1 उदाहरण था, इसलिए मैं यह नहीं देखता कि इलेक्ट्रिक का उल्लेख करना इतना बड़ा सौदा क्यों है। जाहिरा तौर पर आप या तो गैसोलीन इंजनों की मेरी नापसंदगी या मेरे बुकी के दृष्टिकोण को पसंद नहीं करते हैं। मुझे व्यक्तिगत रूप से हमला करने की कोई जरूरत नहीं है। मैंने वजन के विचारों के साथ अपनी प्रतिक्रिया अपडेट की है।

— येल झांग

मैं क्षमाप्रार्थी हूं। मेरा इरादा कोई हमला नहीं था और मुझे यह याद है और ऐसा नहीं लग रहा था कि मैं आप पर हमला कर रहा था। मेरी टिप्पणी को फिर से पढ़ने के बाद, मैं देख सकता हूं कि आप उस तरह से कैसा महसूस कर सकते हैं। फिर से, आपको अयोग्य या हमला करने या असहज महसूस करने के लिए क्षमा याचना। मैं अपनी पिछली टिप्पणियों को हटा दूंगा। मैं वास्तव में आपकी पोस्ट का आनंद लेता हूं, आप स्पष्ट रूप से बुद्धिमान और अच्छी तरह से उस विषय में निपुण हैं जिसका आप जवाब देते हैं। फिर, मेरे द्वारा बनाए गए एक भराव के लिए क्षमा याचना। आपको और नव वर्ष की शुभकामनाएँ!

— डुकाटीकिलर