הבדלים בין מנוע חשמלי למנוע חום

מה ההבדלים המהותיים בין מנוע חום למנוע חשמלי? כי אם אנין הטעם ימצא את השאלה די פשוטה, לרוב החדשים כנראה יהיו שאלות לגביה... עם זאת, לא נסתפק רק בצפייה במנוע, אלא גם נלמד במהירות את התמסורת כדי להבין טוב יותר את הפילוסופיה. שני סוגי הטכנולוגיות הללו.

ראה גם: מדוע מכוניות חשמליות מאיצות טוב יותר?

מושגים בסיסיים

קודם כל, אני רוצה להזכיר לך שערכי כוח מנוע ומומנט הם, בסופו של דבר, רק נתונים מקוטעים. אכן, לומר ששני מנועים בהספק של 200 כ"ס. ומומנט של 400 ננומטר זהים, למעשה לא נכון... 200 כ"ס ו-400 ננומטר הם רק ההספק המרבי שמציעים שני המנועים הללו, ולא הנתונים המלאים. על מנת להשוות את שני המנועים הללו בפירוט, יש להשוות את עקומות ההספק/מומנט של כל אחד מהם. כי גם אם למנועים האלה יש את אותם מאפיינים, כלומר את אותם שיאי הספק ומומנט, יהיו להם עקומות תנועות שונות. אז עקומת המומנט של אחד משני המנועים תהיה בממוצע גבוהה מהשני ולכן הוא יהיה מעט יותר יעיל למרות שהם נראו זהים על הנייר... מנוע הדיזל בסך הכל מרשים יותר ממנוע הבנזין של אותו הספק, אם כי אני מודה שהדוגמה שניתנה כאן אינה מושלמת (המומנט המרבי יהיה בהכרח שונה מאוד, גם אם ההספק של שני המנועים זהה).

קרא גם: ההבדל בין מומנט וכוח

רכיבים והפעלה של מנועי חשמל וחום

מנוע חשמלי

נתחיל מהדבר הפשוט ביותר, המנוע החשמלי פועל בזכות הכוח האלקטרומגנטי, כלומר "כוח המגנטים" למי שלא לגמרי מבין את המושג. למעשה, כבר הספקתם לחוות את העובדה שאהבה יכולה ליצור כוח על מגנט אחר כאשר הם מחוברים יחדיו, ואכן, המנוע החשמלי משתמש בזה אחרון כדי לנוע.

למרות שהעיקרון נשאר זהה, ישנם שלושה סוגים של מנועים חשמליים: מנוע DC, מנוע AC סינכרוני (רוטור שמסתובב באותה מהירות כמו הזרם המסופק לסלילים), ו-AC אסינכרוני (רוטור מסתובב מעט איטי יותר נשלח נוכחי). כך, ישנם גם מנועים מוברשים וללא מברשות, תלוי אם הרוטור משרה מיץ (אם אני מזיז לידו מגנט, גם ללא מגע, המיץ מופיע בחומר) או מועבר (במקרה כזה אני צריך להזריק פיזית המיץ לתוך הסליל וכך אני יוצר מחבר המאפשר לרוטור לנוע: מברשת המתחככת ומאפשרת מיץ כמו רכבת מחוברת לכבלי החשמל מלמעלה באמצעות מנופים הנקראים פנטוגרף).

לפיכך, מנוע חשמלי מורכב ממספר קטן מאוד של חלקים: "רוטור מסתובב" המסתובב בסטטור. האחד משרה כוח אלקטרומגנטי כאשר זרם מופנה אליו, והשני מגיב לכוח זה ולכן מתחיל להסתובב. אם לא אזריק יותר זרם, הכוח המגנטי לא ייעלם יותר ולכן שום דבר אחר לא יזוז.

לבסוף, הוא מסופק עם חשמל, זרם חילופין (המיץ הולך קדימה ואחורה) או רציף (במרבית המקרים זרם חילופין). ואם מנוע חשמלי יכול לפתח 600 כ"ס, למשל, הוא יכול לפתח 400 כ"ס. רק אם הוא לא מקבל מספיק אנרגיה... סוללה חלשה מדי יכולה, למשל, להגביל את פעולת המנוע וייתכן שהיא לא תעבוד. מסוגל לפתח את כל כוחו.

ראה גם: כיצד פועל מנוע מכונית חשמלית

מנוע חום

מנוע חום משתמש בתגובות תרמודינמיות. בעיקרון, הוא משתמש בהתרחבות של גזים מחוממים (אפשר אפילו לומר, דליקים) כדי לסובב חלקים מכניים. תערובת הדלק והמחמצן נלכדת בתא, הכל נשרף, וזה גורם להתפשטות חזקה מאוד ולכן ללחץ רב (אותו עיקרון עבור חזיזים ב-14 ביולי). הרחבה זו משמשת לסיבוב גל הארכובה על ידי איטום הצילינדרים (דחיסה).

ראה גם: עבודה של מנוע חום

הילוכים מנוע חשמלי VS מנוע חום

כפי שאתה ללא ספק יודע, מנועים חשמליים יכולים לפעול במהירויות גבוהות מאוד. לפיכך, המאפיין הזה שכנע את המהנדסים לנטוש את תיבת ההילוכים (עדיין יש הפחתה, או יותר נכון הפחתה, ולכן דיווח), מה שבתהליך מוזיל את העלות והמורכבות של המכונית (ולכן מהימנות). עם זאת, שימו לב שהבאים הבאים צריכים להביא דוח שני מסיבות של יעילות וחימום מנוע, זה חל גם על ה-Taycan.

לכן, יש כאן רווח משמעותי מכיוון שמנוע החום יבזבז זמן בהעברת הילוכים עם הבונוס הנוסף של מומנט מופחת.

לכן, בהתאוששות, זה גם יתרון, כי אנחנו תמיד במצב חשמלי ברשומה טובה, שכן יש רק אחד. במכונה תרמית, יהיה צורך למצוא את המתאים ביותר מבחינה מכנית ולתת לתיבת ההילוכים לעשות זאת אוטומטית (קיק-דאון לשיפור הביצועים), וזה מבזבז זמן.

לסיכום, ניתן לומר שלמנוע החשמלי יש עקומת כוח/מומנט אחת בעת האצה, בעוד למנוע החום יהיו כמה (בהתאם למספר ההילוכים), שיקפוץ מאחד לשני בזכות תיבת ההילוכים.

כוח מנוע חשמלי לעומת מנוע חום

מכשירים תרמיים וחשמליים לא רק שונים מאוד בתמסורת, אלא גם אין להם את אותן שיטות של העברת כוח ומומנט.

למנוע החשמלי טווח הרבה יותר רחב מכיוון שהוא יכול לקלוט מהירויות גבוהות מאוד תוך שמירה על מומנט והספק גבוהים מאוד. לפיכך, עקומת המומנט שלו מתחילה מלמעלה ורק יורדת. עקומת הכוח עולה מהר מאוד ואז יורדת בהדרגה ככל שאתה מטפס לנקודה.

עקומה תרמית של מנוע

הנה העקומה של מנוע חום קלאסי. לרוב, מרבית המומנט וההספק נמצאים בסביבות אמצע טווח הסיבובים (הם קשורים זה בזה, ראה קישור בתחילת המאמר). במנוע מוגדש טורבו, זה מתרחש לכיוון האמצע, ובמנוע שאיבה טבעית, לכיוון החלק העליון של מד הטכומטר.

עקומת מנוע חשמלי

למנוע חום יש עקומה שונה לחלוטין, עם מומנט והספק מרביים שפותחו בחלק קטן מטווח הסיבובים. ולכן תהיה לנו תיבת הילוכים שתשתמש בשיא ההספק/מומנט הזה לאורך שלב העלייה. מהירות הסיבוב (המהירות המקסימלית) מוגבלת על ידי העובדה שאנו עוסקים בחלקי מתכת נעים כבדים למדי ורצון בתדירות המנוע גבוהה מדי מסכן את החלקים שיכולים לאחר מכן להסתובב (יותר מהירות מגבירה את החיכוך) ולכן החום שיכול ליצור חלקים "רך" יותר עקב "התכה" קלה). לכן יש לנו מתג בנזין (מגבלת הצתה) ותדירות הזרקה מוגבלת בדיזל.

באופן גס, למנוע חום יש מהירות מרבית של פחות מ-8000 סל"ד, בעוד שמנוע חשמלי יכול להגיע בקלות ל-16 סל"ד עם רמות טובות של מומנט והספק לאורך כל הטווח הזה. למנוע החום יש הספק ומומנט גבוהים רק בטווח מהירות מנוע קטן.

הבדל אחרון: אם נגיע לסוף העקומות החשמליות, נבחין שהן נופלות לפתע. מגבלה זו קשורה לתדר AC הקשורים למספר עמודי המנוע. המשמעות היא שכאשר תגיע למהירות המרבית, לא תוכל לחרוג ממנה, שכן המנוע יוצר התנגדות. אם נחרוג מהמהירות הזו, יהיה לנו בלם מנוע חזק שיפריע לכם.