क्या अधिक शक्तिशाली इंजन कम शक्तिशाली इंजन की तुलना में विशिष्ट भार के लिए कम ईंधन का उपयोग करता है?

Question

एक सहकर्मी ने मुझे पहाड़ों में ट्रक चलाने के बारे में बताया। उन्होंने कहा कि यदि इंजन बहुत छोटा है, तो यह ट्रक को खींचने के लिए अधिक ईंधन का उपयोग करेगा यदि इंजन बड़ा था, तो इसका कारण यह है कि छोटे इंजन को बड़े इंजन के समान प्राप्त करने के लिए कड़ी मेहनत करनी चाहिए।

जहां तक ​​मैं समझता हूं, ईंधन की एक इकाई, डीजल या पेट्रोल होने के नाते, इसमें ऊर्जा की एक निर्धारित मात्रा होती है, और इसलिए मुझे समझ में नहीं आता है कि एक बड़ा इंजन छोटे समकक्ष की तुलना में कम ईंधन का उपयोग क्यों करेगा, क्योंकि ईंधन की मात्रा की आवश्यकता है आवश्यक ऊर्जा समान, सही होनी चाहिए? यह सिर्फ मेरे लिए सहज ज्ञान युक्त लगता है कि एक बड़ा इंजन कम ईंधन का उपयोग कर सकता है।

तो, मेरा प्रश्न है: क्या यह सच है कि एक बड़ा इंजन, संभवतः, अपने छोटे समकक्ष की तुलना में अधिक कुशल हो सकता है? और अगर यह सच है, तो क्यों?

Comments

मैंने छोटे 4 सिलेंडर के स्थान पर एक बड़ा v8 लगाया और बेहतर ईंधन की खपत 18mpg से 24mpg तक चली गई ... इसलिए, हाँ यह सच है, जब तक कि आप अतिरिक्त शक्ति का उपयोग नहीं करना चाहते ... और अगर मैंने v8 को एक तरह से बाहर निकाल दिया उन्मत्त mpg 12 से नीचे चला गया ... लगता है कि मुझे कैसे पता ...

— Solar Mike

@SolarMike - क्योंकि आप एक पागल हैं? : पी (याह, एक जानने के लिए एक लेता है, योग्य!)

— Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2

@ P @s 1602 निश्चित रूप से उस मशीन के साथ था ... :) एक SWB लैंडरोवर में 160 + BHP, आखिरकार इसमें एक रेंजरओवर गियरबॉक्स डालना था, जिसमें 4wd था, और हाँ यह फिट बैठता है, लेकिन केवल केवल ...

— Solar Mike

मुझे यह प्रश्न व्यक्तिपरक लगता है, मुख्यतः इस तथ्य के कारण कि बहुत सारे चर हैं। क्या एक बड़ा इंजन "संभावित" अधिक ईंधन कुशल हो सकता है? बिल्कुल ... आपको यह सुनिश्चित करने की आवश्यकता है कि आप सभी कारकों को ध्यान में रख रहे हैं। एक टर्बोचार्ज्ड 4-सिलेंडर (जैसे 2019 सिल्वरडो 2.7L 4-सिलिंडर ), v8 के अनुरूप सही प्रदर्शन कर सकता है और फिर भी बेहतर गैस लाभ प्राप्त कर सकता है। टर्बोस प्रदर्शन क्षेत्र में एक गेम चेंजर हैं, और अधिक कुशलता से शक्ति / टोक़ बनाते हैं।

— Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2

मैं समझता हूं कि आपका क्या मतलब है, और फिर भी, लोग कुछ बहुत ही बुनियादी और अच्छे उत्तरों के साथ आए हैं, इसलिए जब तक आप चाहते हैं यह निश्चित रूप से जटिल हो सकता है, यह उतना ही सरल हो सकता है जितना मुझे चाहिए, साथ ही :-)

— Fiskelord

Answer 1

यह सच है।

RAV4 हाइब्रिड इंस्ट्रूमेंट पैनल की छवि पर विचार करें:

इसमें, बाईं ओर, आप देखते हैं कि अधिकतम लोड के 50% के करीब, आप ईसीओ क्षेत्र में हैं और अधिकतम लोड के 50-100% के बीच, आप पीडब्लूआर क्षेत्र (पीडब्ल्यूआर क्षेत्र के ऊपरी छोर) में हैं एक उच्च-खुलासा इंजन से आने वाली तेज आवाज़ के साथ होता है)।

या टोयोटा प्रियस इंजन के मूल इंजन ऑपरेटिंग लाइन पर विचार करें (आकृति जी / kWh आकृति हैं):

आप देख सकते हैं कि अधिकतम दक्षता लगभग 2100 RPM और 100 Nm पर है, जबकि अधिकतम शक्ति 5500 RPM और 130 Nm है। अधिकतम दक्षता 2100 * 100 / (5500 * 130) = 0.29 गुना अधिकतम भार पर होती है। या, लगभग 30%।

अब, RCO4 संकर में ईसीओ क्षेत्र अधिकतम भार का 50% और अधिकतम भार का 30% तक क्यों नहीं है? यह संकरों में निहित विद्युत बूस्ट द्वारा समझाया गया है (यह 20% अंतर प्रदान करता है)।

यदि आपके पास हाइब्रिड नहीं है, तो आदर्श रूप से, आपको इंजन की अधिकतम शक्ति का 30% उपयोग करना चाहिए। इसका मतलब लगभग नहीं बल्कि पूरी तरह से पूर्ण गला घोंटना है, और 2000-2500 आरपीएम। एक छोटे इंजन को पूर्ण गला घोंटना और उच्च RPMs के करीब, जिसका अर्थ है लोअर गियर्स होना चाहिए। इससे ईंधन बर्बाद होता है।

एक अच्छा उदाहरण: टोयोटा यारिस 1.33 लीटर इंजन से 1.5 लीटर पर स्विच किया गया और उत्सर्जन और ईंधन की खपत कम हो गई। बड़ा इंजन वास्तव में अधिक किफायती था!

एक और अच्छा उदाहरण: टोयोटा प्रियस 1.5 लीटर हुआ करती थी लेकिन आजकल 1.8 लीटर है। बड़े इंजन में जाने के बाद ईंधन की खपत कम हो गई।

बेशक, यह केवल उचित आकार के इंजनों पर लागू होता है। यदि आप एक यात्री कार में 5 लीटर वी 8 चाहते हैं, तो आपको कम खपत की उम्मीद नहीं करनी चाहिए।

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हालांकि कई बड़े, बहुसंकेतन इंजनों में अब सिस्टम हैं जिससे वे सिलेंडर को बंद कर देते हैं जब तेजी नहीं होती है तो भी बड़े इंजन कार की उचित खपत करते हैं।

— Steve Matthews

@SteveMatthews बिल्कुल सच है, लेकिन सिलेंडर डिएक्टिवेशन में अभी भी घर्षण नुकसान है। सिलेंडर निष्क्रियता के साथ 5L V8 मेरे RAV4 हाइब्रिड में 2.5L Atkinson साइकिल इंजन से मेल नहीं खाएगा ...

— juhist

यह बहुत समझ में आता है, मुझे चालाक बनने में मदद करने के लिए धन्यवाद :-)

— Fiskelord

Answer 2

यह काफी जटिल है यदि आप वास्तव में इसके विवरण में आते हैं लेकिन एक सरल अर्थ में आपका सहकर्मी सही है।

पहाड़ों में ड्राइविंग

मुझे लगता है कि यह एक महत्वपूर्ण बिंदु है - पहाड़ों में ड्राइविंग का मतलब परिभाषा से है कि आप ऊंचाई पर गाड़ी चला रहे हैं, क्योंकि ऊंचाई हवा की बूंदों के घनत्व को बढ़ाती है। इसका अर्थ यह है कि इंजन को दी गई मात्रा के लिए दहन के लिए कम ऑक्सीजन उपलब्ध है। एक सुसंगत (-ish) एयर-फ्यूल राशन को बनाए रखने की आवश्यकता को देखते हुए इसका मतलब है कि इंजन कम ईंधन इंजेक्ट करेगा (प्रति इंजेक्शन से अधिक कोई बिंदु आपको जला नहीं सकता है!) प्रति चक्र ताकि आप कम बिजली प्राप्त करें। इसका मतलब है कि आप इंजन की RPM को बढ़ाने के लिए काम करने जा रहे हैं ताकि आप समान मात्रा में काम कर सकें और इसका मतलब है कि आप अधिक ईंधन का उपयोग करने जा रहे हैं (प्रत्येक RPM संबंधित बिजली की "हानि" के साथ आने वाला है इंजन में घर्षण, पिस्टन के द्रव्यमान को तेज करना और बस) इंजन से समान त्वरण प्राप्त करने के लिए।

ए बड़ा इंजन आमतौर पर आनुपातिक रूप से एक छोटे से अधिक बिजली का उत्पादन करेगा (अन्य सभी चीजें समान होने के बावजूद) भले ही इसे उसी तरह से ईंधन कम करना होगा फिर भी छोटे इंजन की तुलना में प्रति क्रांति अधिक शक्ति प्राप्त करने जा रहा है और इसलिए छोटे इंजन के समान शक्ति प्राप्त करने के लिए इसे अधिक नहीं बढ़ाना होगा। और अगर ट्रक का वजन छोटे इंजन वाले के समान है और आप उसी गति को करने की कोशिश कर रहे हैं, तो यह समान मात्रा में बिजली लेगा, लेकिन संभावित बड़ा इंजन उस शक्ति का अधिक कुशलता से उत्पादन कर सकता है, और इसलिए ईंधन की कम खपत होती है।

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यह एक ऐसा वैरिएबल है जिसके बारे में मैंने नहीं सोचा था, शानदार कैच!

— Fiskelord

Answer 3

कुछ साल पहले, टॉप गियर ने एक टोयोटा प्रियस को ट्रैक पर रोक दिया और उसे फ्लैट से बाहर निकाल दिया। प्रियस के ठीक पीछे एक बीएमडब्लू एम 3 था, जो टोयोटा की पहिया पटरियों में चला रहा है, यह बिल्कुल गति है।

टोयोटा 1.5 लीटर हाइब्रिड है, एम 3 3.2 लीटर सीधा 6 पेट्रोल है। प्रियस ने प्रति गैलन 17.2 यूके मीलों प्रति ईंधन खपत का आंकड़ा लौटाया, एम 3 ने 19.4 यूके माइल्स प्रति गैलन वापस किया। इसका कारण यह था कि प्रियस को बिल्कुल सपाट रूप से संचालित किया जा रहा था, इसकी सीमाएं हैं। यह थ्रोटल पैडल के साथ कालीन में मैश किए हुए समय की एक महत्वपूर्ण राशि खर्च कर रहा था। एम 3 के लिए टोयोटा की गति का मिलान करने के लिए, इसे प्रभावी रूप से वापस आयोजित किया जाना था।

अब अपने उदाहरण पर विचार करें, एक पहाड़ी क्षेत्र के ऊपर और नीचे जाने वाले ट्रक। जब ट्रक पूरी तरह से लदी हुई ट्रेलर को एक खड़ी झुकाव पर रोक रहा है, तो यह महत्वपूर्ण मात्रा में थ्रॉटल का उपयोग करेगा। पहाड़ियों पर चढ़ने से वाहन के इंजन में खिंचाव आता है और इसे प्रभावित करने वाले दो कारक वाहन का वजन और इंजन की शक्ति का उत्पादन करने में सक्षम है। एक छोटा इंजन, कड़ी मेहनत करने वाला ईंधन का उपयोग करेगा और छोटे इंजन वाले ट्रक की गति से मेल खाते हुए अधिक शक्तिशाली इंजन की तुलना में तेज दर से गर्मी उत्पन्न करेगा।

एक छोटे से संलग्न वाहन के लिए अधिक शक्तिशाली समकक्ष की तुलना में कम ईंधन का उपयोग करना संभव है लेकिन यह केवल इस आधार पर है कि दूरी की यात्रा में अधिक समय लगता है।

टॉर्क, (क्रैंक थ्रो, कॉनरोड लेंथ), सिलेंडरों की संख्या, सिलेंडर हेड का डिजाइन, दक्षता और एग्जॉस्ट सिस्टम का डिजाइन आदि जैसी चीजें ... ये सभी एक वाहन की ईंधन दक्षता को प्रभावित करती हैं।

यदि प्रत्येक वाहन समान रूप से कुशल था, तो निर्माता ईंधन की खपत के आंकड़े प्रकाशित नहीं करेंगे और दक्षता और उत्सर्जन पर प्रतिस्पर्धा करेंगे।

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आपके उत्तर के लिए धन्यवाद, इसे समझाने का एक शानदार तरीका!

— Fiskelord

Answer 4

एक निश्चित मात्रा में बिजली का उत्पादन करने के लिए, 100% दक्षता के साथ, आपको प्रति मिनट एक निश्चित मात्रा में ईंधन जलाना होगा।

आप या तो इसे एक छोटे इंजन के सिलेंडरों में बड़ी मात्रा में जला सकते हैं, या कम आरपीएम पर चलने वाले बड़े इंजन के सिलेंडरों में बड़ी मात्रा में।

इंजन में घर्षण में बर्बाद होने वाली यांत्रिक ऊर्जा की मात्रा और उच्च आरपीएम के साथ संचरण बढ़ता है। उदाहरण के लिए यदि पिस्टन और सिलेंडर ब्लॉक के बीच घर्षण बल लगभग स्थिर है, यदि आप RPM को दोगुना करते हैं तो पिस्टन एक ही समय में दो बार चलते हैं, और उतना ही बल दोगुना काम करता है।

तो, कम से कम कुछ व्यावहारिक सीमा के भीतर, एक ही वाहन में एक बड़ा क्षमता इंजन अधिक ईंधन कुशल होगा।

ध्यान दें कि टेलपाइप और इंजन कूलिंग सिस्टम में गर्मी के रूप में बर्बाद होने वाली ऊर्जा ऊर्जा इंजन के आरपीएम की तुलना में ईंधन जलने की दर पर अधिक निर्भर करती है, इसलिए पूरी कहानी ऊपर से अधिक जटिल है।

यह सब तर्क टूट जाता है अगर इंजन का आकार इतना बड़ा हो कि "कुशल" RPM अव्यावहारिक रूप से कम हो। इसके अलावा बड़े इंजन छोटे इंजन से अधिक वजन करते हैं, और भारी वाहन को त्वरण की समान दर देने के लिए अधिक शक्ति का उत्पादन करने की आवश्यकता होती है। वजन बढ़ने का प्रभाव बड़े ट्रकों के लिए कारों की तुलना में अधिक महत्वपूर्ण है, ज़ाहिर है।