У электромобилей больше крутящий момент? (Чем бензиновые автомобили)

Возможно, вы слышали, что электромобили способны на удивительные подвиги быстрого ускорения.

Разгон от 0 до 60 миль в час менее чем за 3 секунды, как у Lotus Evija 2021 года, и соперничество со знаменитыми спортивными автомобилями, такими как Porche 911 Turbo S.

По крайней мере, в разгоне, а не в максимальной скорости.

Это все из-за крутящего момента или силы вращения колес автомобиля.

Вот почему у электромобилей больше крутящий момент:

Электрические автомобили имеют более высокий крутящий момент по сравнению с автомобилями, работающими на бензине, потому что они быстрее превращают накопленную энергию в скорость. Электродвигатели мгновенно приводят в действие всю свою силу, в то время как автомобили, работающие на бензине, превращают топливо в силу более медленным механическим процессом.

Это также означает, что электромобили не только быстрее разгоняются, но и чувствуют себя быстрее, чем обычные автомобили.

Получают ли электромобили больший крутящий момент, чем автомобили с бензиновым двигателем в том же ценовом диапазоне?

Только спортивные автомобили высшего уровня могут конкурировать с электромобилями, когда речь идет о крутящем моменте — именно так быстро электромобили передают мощность на свои колеса. Типичный электромобиль будет опережать автомобиль с бензиновым двигателем в той же ценовой категории почти каждый раз.

Чтобы представить это в перспективе, если вы сравните Tesla Roadster с полностью урезанным Porsche 918 Spyder и посмотрите, как быстро каждый из них разгоняется от 0 до 60 миль в час, Tesla выиграет. Обе машины проходят около 200 тыс.

На этой диаграмме сравнивается крутящий момент, который вы получите от бензиновых и электрических автомобилей в трех разных ценовых категориях.

Для автомобилей крутящий момент измеряется в фунт-футах, то есть в фунтах силы, прилагаемой на расстоянии одного фута от определенной точки.

Насколько больше крутящего момента вы получаете с электромобилем?

С электромобилем у вас есть доступ ко всему крутящему моменту, который может предложить автомобиль, как только вы нажмете на педаль газа. Кроме того, они предлагают более высокий максимальный крутящий момент, чем автомобили с бензиновым двигателем.

Если вы посмотрите, какой крутящий момент в среднем может генерировать автомобиль с газовым двигателем, от самых быстрых спортивных автомобилей до самых простых пригородных автомобилей, вы получите диапазон от 100 до 400 фунтов на фут.

Tesla Model 3 уже конкурирует с верхним пределом диапазона всех автомобилей, работающих на газе, с массой более 300 фунтов на фут.

Другие популярные электромобили, такие как Polestar 2, превышают этот диапазон в 243-287 фунтов на фут.

Даже скромный Chevy Spark EV, дешевый малолитражный автомобиль без излишеств, имеет больший крутящий момент, чем большинство автомобилей с бензиновым двигателем, с крутящим моментом 243 фунт-фут.

Еще одним фактором, улучшающим ускорение электромобилей, является их малый вес по сравнению с автомобилями, работающими на бензине. Хотя батареи тяжелые, блоки двигателя, коленчатые валы, радиаторы и т. д. весят намного больше, чем просто батарея и электродвигатель.

Меньший вес электромобилей — это, строго говоря, не то же самое, что больший крутящий момент, но это важный фактор их превосходного ускорения.

В автомобилях с бензиновым двигателем сложный и длительный процесс, который происходит всякий раз, когда двигатель превращает свое вращение в крутящий момент, и в нем гораздо больше шагов, чем в случае с электродвигателем.

Они превращают сгорание в движение посредством набора контролируемых взрывов внутри поршней.

Это вращает маховик и коленчатый вал, затем проходит через трансмиссию, в конечном итоге вращая колеса.

Вывод здесь заключается в том, что электромобили могут развивать больший крутящий момент из-за их простоты по сравнению с двигателями внутреннего сгорания, что дает им значительно больший крутящий момент, чем в среднем большинство автомобилей с газовым двигателем.

Сравнительно небольшой вес электромобилей также дает им преимущество в ускорении.

Кроме того, тот факт, что в электромобилях используются двигатели переменного тока, делает их более эффективными. Подробнее о том, почему в электромобилях используются двигатели переменного тока, можно прочитать здесь.

У электромобилей больше крутящий момент, чем у автомобилей с дизельным двигателем?

Автомобили с дизельным двигателем имеют больший крутящий момент, чем их бензиновые собратья, но по крутящему моменту они все же не превосходят электромобили.

В конце концов, дизельные автомобили имеют такую ​​же механическую настройку, что и автомобили с бензиновым двигателем, что делает их более медленными для разгона, чем электродвигатели, по тем же причинам, что и автомобили с бензиновым двигателем.

Любому двигателю внутреннего сгорания трудно конкурировать с электродвигателем, когда речь идет о мгновенной передаче мощности на колеса.

Компоненты и конструкция электромобиля относительно просты: конструкция электромобиля сводится к установке батареи и электродвигателю, который вращает ось ведущих колес.

Транспортные средства с дизельным двигателем, как и автомобили с бензиновым двигателем, движутся вперед за счет серии контролируемых взрывов внутри поршней.

Он преобразуется в поступательный импульс посредством сложного механического процесса, который начинается с:

1. маховик и коленчатый вал,
2. переходит на передачу,
3. затем к карданному валу
4. и до колес.

Дизельные двигатели имеют другой процесс впрыска топлива, чем газовые двигатели, и они используют топливо более эффективно, превращая его больше во вращательную силу и тратя меньше его впустую.

Оба эти фактора дают им преимущество перед транспортными средствами, работающими на бензине, и делают их идеальными для перевозки тяжелых грузов и выполнения задач, требующих большого крутящего момента.

Однако этих преимуществ недостаточно, чтобы дать им больший крутящий момент, чем у электромобиля.

Просто в многоступенчатом механическом процессе, благодаря которому работает двигатель внутреннего сгорания, возникает слишком большое сопротивление.

Почему у электромобилей больше крутящий момент?

Электродвигатели — это более прямой и эффективный способ преобразования накопленной энергии в поступательное движение — электродвигатель просто должен получить сигнал через цепь, и она уже полностью задействована. Независимо от того, с какой скоростью движется электромобиль, на колеса действует одинаковый крутящий момент.

Газовые двигатели должны пройти ряд механических этапов, чтобы сконцентрировать достаточный крутящий момент для движения автомобиля.

Вот где в дело вступает передача.

Большим препятствием, которое стоит на пути газовых двигателей, превращающих их управляемое сгорание в поступательное движение, является трансмиссия, которая имеет множество движущихся частей, которые должны прийти в действие, прежде чем колеса автомобиля начнут вращаться.

Газовый двигатель не будет поддерживать один и тот же уровень крутящего момента на протяжении всего времени работы.

Цель трансмиссии – сконцентрировать мощность двигателя в крутящем моменте или силе вращения в колесах, а не в скорости.

Если бы вся мощность двигателя не была сосредоточена только на вращении колес, двигателю было бы трудно набрать скорость.

Хотя у некоторых электромобилей есть шестерни и трансмиссии, электромобили в общем у них нет трансмиссии, поэтому у них нет дополнительного шага, связанного с передачей мощности от двигателя к колесам, которую обеспечивает трансмиссия.

Если бы у автомобилей с бензиновым двигателем не было трансмиссии, у них были бы проблемы с ускорением так быстро, как мы привыкли видеть, и они столкнулись бы с трудностями, как только им пришлось бы двигаться в гору или тянуть тяжелый груз.

Вы, наверное, видели, как поезд трогается с места — вот как это будет выглядеть, когда вагон без трансмиссии тронется с места.

У современных локомотивов есть трансмиссии, но пример все еще показывает, как двигатели должны преодолевать большую инерцию, когда они набирают скорость, особенно если к ним прикреплен большой груз.

Почему электромобили имеют МГНОВЕННЫЙ крутящий момент?

Электромобили имеют мгновенный крутящий момент, потому что электродвигатели могут почти мгновенно начать движение с определенной скоростью с желаемой силой при нажатии кнопки. Они могут это сделать, потому что электродвигатели работают за счет тока, который приводится в движение непосредственно за один шаг, а не посредством механического процесса с множеством движущихся частей, инерция которых должна быть преодолена.

Вот основной принцип работы электродвигателя: он преобразует электрический ток в кинетическую энергию.

Электродвигатель работает, создавая магнитное поле, пропуская электрический ток через катушку. Возникающее магнитное поле раскручивает магнит, создавая вращающую силу.

Современные конструкции электродвигателей усовершенствовали эту элементарную концепцию и создали ее сверхэффективные и отзывчивые версии.

Здесь нет длинных, затянутых, взаимосвязанных механических процессов — только электрический ток, протекающий по кабелю.

Чтобы сохранить заряд батареи, многие электромобили будут иметь более низкую максимальную скорость по тем же причинам.

В то время как электромобили имеют мгновенный крутящий момент, у них нет турбонаддува, хотя бренд Porsche иногда ставит название «Turbo» на задней части электромобиля:

Есть ли у электромобилей неограниченный крутящий момент?

Хотя электромобили могут сразу получить максимальный крутящий момент, в отличие от автомобилей с бензиновым двигателем, они сталкиваются с ограничениями на высоких скоростях из-за явления, называемого «обратная ЭДС».

Противо-ЭДС — это название падения крутящего момента, которое происходит в электродвигателях на высоких скоростях.

Это вызвано тем, что магнитное поле в двигателе уменьшает количество тока, способного питать двигатель.

Конкретно это означает, что как только электромобиль достигает высокой скорости, он больше не обладает почти мгновенным крутящим моментом, который он имеет при трогании с места с полной остановки.

Вот почему электромобили быстро уступают бензиновым автомобилям в гонках, которые длятся более нескольких секунд.

В последних конструкциях электромобилей реализована трансмиссия, которая включается на высоких скоростях, чтобы решить эту проблему и более эффективно распределять крутящий момент.

Какой крутящий момент у высококлассных электромобилей?

Электромобили среднего класса уже превосходят автомобили с бензиновым двигателем по крутящему моменту, поэтому электромобили высокого класса полностью выбивают их из колеи.

На приведенной ниже диаграмме показаны несколько примеров высококлассных электромобилей и их максимальный крутящий момент.

Имеют ли гибридные автомобили мгновенный крутящий момент?

У гибридов есть электродвигатели, поэтому они оснащены мгновенным крутящим моментом.

У них есть лучшее из обоих миров, когда дело доходит до быстрого набора скорости и способности поддерживать эту скорость.

Если вы заводите свой гибрид с полной остановки, включится электродвигатель, а не двигатель внутреннего сгорания — электрический двигатель намного лучше разгоняет автомобиль до скорости.

Однако, как только вы достигнете непрерывных высоких скоростей, двигатель внутреннего сгорания станет более эффективным вариантом.

Электродвигатели не способны развивать и поддерживать высокие скорости, на которые способны двигатели внутреннего сгорания, и они не так эффективно используют свой источник энергии при таком быстром движении, поэтому двигатель внутреннего сгорания играет жизненно важную роль в гибридном автомобиле.

Заключительные мысли

В то время как электромобили, безусловно, проигрывают бензиновым автомобилям по крутящему моменту, автомобили с бензиновым двигателем по-прежнему имеют преимущество перед электромобилями в максимальной скорости и общей полезности.

В долгосрочной перспективе производители электромобилей готовы полностью заменить бензиновые автомобили по экологическим причинам.

В их интересах также придумать дизайн электромобиля, который превосходит автомобили с бензиновым двигателем во всех остальных отношениях.

Дело в том, что цель превосходства электромобилей еще далеко впереди, поскольку бензиновые двигатели все еще способны легко превзойти максимальную скорость электрических двигателей. Это делает газовые двигатели по-прежнему необходимыми, например, для правоохранительных органов.

Тем не менее, электромобили могут претендовать на впечатляющее ускорение, чем любой бензиновый двигатель, поэтому современные сверхвысококачественные гиперкары, которые пытаются быть как можно быстрее, иногда оснащаются электрическими двигателями, чтобы дать им грубое ускорение. сила.