Вопрос

Может ли существовать вариативный двигатель?

Я совсем не разбираюсь в механике, но я такой любопытный. Простите за моё невежество.



Существует ли двигатель с регулируемой частотой вращения? То есть по мере замедления автомобиля двигатель будет работать медленнее, а когда автомобиль остановится, двигатель тоже остановится.
Какие сложности возникают?
Почему двигатель продолжает работать в таком режиме?



Перевод вопроса с Mechanics Stack Exchange
Лицензия: CC BY-SA (2.5–4.0)
Оригинальный вопрос: https://mechanics.stackexchange.com/questions/8598/can-a-variable-engine-exist

3 Комментария

  1. В том же духе некоторые производители, например Chrysler (двигатели V8), предлагают функцию отключения цилиндров, которая позволяет
    работать на 4 цилиндрах в зависимости от скорости и нагрузки


  1. На самом деле что-то подобное уже существует. Присмотритесь к большинству гибридных автомобилей, например к Toyota Prius. Эти автомобили приводятся в движение двумя двигателями: один работает на бензине, а второй — на электричестве. Если электродвигатель справляется с потребностями автомобиля, он берёт на себя управление. Когда автомобиль стоит на светофоре, бензиновый двигатель полностью отключается, если в нём нет необходимости (для работы аксессуаров и прочего).


    Вот более подробная информация о том, как это работает, с сайта How Stuff Works:



    В основе Prius лежат две функции, которые оптимизируют эффективность и сокращают выбросы:


    Его двигатель работает только на эффективной скорости и при оптимальной нагрузке. Чтобы снизить уровень выбросов, Prius может разгоняться до скорости около 15 миль в час (24 км/ч), прежде чем включится бензиновый двигатель. Двигатель запускается только после того, как автомобиль наберет определенную скорость. После запуска двигатель работает в узком диапазоне скоростей.


    В нём используется уникальное устройство разделения мощности. Бензиновые двигатели можно настроить так, чтобы они работали наиболее эффективно в определённых диапазонах скорости и нагрузки. Устройство разделения мощности в Prius, о котором мы расскажем через минуту, позволяет двигателю большую часть времени работать в наиболее эффективном диапазоне нагрузки и скорости.


    Компания Toyota разработала 1,5-литровый двигатель для Prius, который работает на максимальной частоте всего 5000 оборотов в минуту и развивает мощность 76 лошадиных сил. Низкая максимальная частота вращения двигателя позволяет использовать более лёгкие компоненты, что повышает эффективность.


    Мощность электродвигателя Prius составляет 67 лошадиных сил при частоте вращения от 1200 до 1540 об/мин. Он развивает крутящий момент в 295 фунт-футов при частоте вращения от 0 до 1200 об/мин, чего более чем достаточно для того, чтобы автомобиль двигался без помощи бензинового двигателя.



    В GM Volt для подзарядки аккумуляторов используется бензиновый двигатель, но в остальном автомобиль работает почти полностью на электромоторах. Вот выдержка с сайта GM:



    Вопрос: Чем Chevy Volt отличается от других автомобилей на дорогах?


    Ответ: Автомобиль представляет собой подключаемый электромобиль с увеличенным запасом хода и встроенным бензиновым генератором. Он оснащен большой батареей, которая заряжается от домашней электросети и подключена к электродвигателю. Электродвигатель приводит автомобиль в движение. Батареи хватает на первые 25–50 миль. После этого, если нужно продолжить движение, встроенный бензиновый генератор вырабатывает электричество для двигателя и участвует в управлении автомобилем.


    Вопрос: Чем Chevy Volt отличается от обычных гибридных автомобилей, таких как Prius?


    Ответ: Современные гибридные автомобили называются параллельными гибридами. Они используют небольшой электродвигатель для движения на низкой скорости, но переключаются на обычный бензиновый двигатель для ускорения и движения на более высокой скорости, при этом электродвигатель обеспечивает дополнительную мощность. Таким образом, оба двигателя работают параллельно.


    Volt — это серийный автомобиль, то есть он постоянно приводится в движение только электродвигателем, а бензиновый двигатель служит лишь генератором для выработки электроэнергии, когда аккумулятор разряжается. Как и в случае с Prius, двигатель помогает вращать колёса после разрядки аккумулятора. Инженеры GM решили сделать так, потому что это повысило эффективность на 10–15 %.



    Есть несколько интересных статей на тему прогревочного режима, в которых говорится, что автомобили не должны работать на холостом ходу более трёх (3) минут подряд. Если я правильно помню, в Англии (Великобритании) нельзя работать на холостом ходу более одной (1) минуты после запуска двигателя, когда вы готовитесь к поездке утром, так что не нужно «прогревать» автомобиль перед поездкой. Я прочитал статью на очень экологичном сайте, в которой говорилось, что если ваш автомобиль работает на холостом ходу более 10 секунд, то выбросов будет больше, чем если бы вы заглушили и снова завели двигатель. Я не знаю, насколько верно это утверждение, но вот источник, если вы хотите прочитать, что там написано.


    Также существует мнение, что если вы знаете, что вам предстоит долго стоять на одном месте, то лучше просто заглушить двигатель. Это поможет вам сэкономить топливо и снизить уровень выбросов, если вы будете стоять на одном месте долгое время. Я имею в виду пробки или очень длинные светофоры. На эту тему существует множество предположений, поэтому я не хочу добавлять что-то от себя.


    Суть в том, что такие двигатели уже существуют. Не думаю, что я бы назвал их «двигателями с регулируемой мощностью», но термин вполне подходит. Я считаю, что по мере того, как производители будут стремиться к повышению эффективности, они будут делать всё больше того, о чём вы спрашиваете, и у них появятся именно такие двигатели, которые отключаются на светофорах, когда машина стоит больше нескольких минут, и т. д.


  1. re: Англия — как ни странно, это одна из немногих вещей, по поводу которых у нас нет закона! В нём просто говорится: «Вы НЕ ДОЛЖНЫ оставлять припаркованный автомобиль без присмотра с работающим двигателем или оставлять двигатель автомобиля включённым без необходимости, когда автомобиль неподвижно стоит на дороге общего пользования». Далее говорится, что не следует оставлять двигатель включённым более чем на пару минут...
Вы уже ответили на этот вопрос