ความแตกต่างระหว่างมอเตอร์ไฟฟ้ากับเครื่องยนต์ความร้อน

อะไรคือความแตกต่างพื้นฐานระหว่างเครื่องยนต์ความร้อนและมอเตอร์ไฟฟ้า? เพราะหากนักเลงพบคำถามที่ค่อนข้างตรงไปตรงมา มือใหม่ส่วนใหญ่จะมีคำถามเกี่ยวกับมัน ... อย่างไรก็ตาม เราจะไม่จำกัดอยู่แค่การดูเครื่องยนต์เท่านั้น แต่เราจะศึกษาระบบเกียร์อย่างรวดเร็วเพื่อทำความเข้าใจปรัชญาให้ดียิ่งขึ้นด้วย เทคโนโลยีทั้งสองประเภทนี้

ดูเพิ่มเติม: ทำไมรถยนต์ไฟฟ้าเร่งได้ดีกว่า

แนวคิดพื้นฐาน

ก่อนอื่นฉันขอเตือนคุณว่าค่ากำลังเครื่องยนต์และแรงบิดในท้ายที่สุดเป็นเพียงข้อมูลที่แยกส่วนเท่านั้น แน่นอนว่าเครื่องยนต์สองเครื่องที่มีความจุ 200 แรงม้า และแรงบิด 400 นิวตันเมตรเท่ากันจริงไม่จริง… 200 แรงม้า และ 400 นิวตันเมตรเป็นเพียงกำลังสูงสุดที่มีให้โดยเครื่องยนต์ทั้งสองนี้ ไม่ใช่ข้อมูลทั้งหมด ในการเปรียบเทียบเครื่องยนต์ทั้งสองนี้โดยละเอียด เส้นโค้งกำลัง/แรงบิดของแต่ละเครื่องยนต์จำเป็นต้องนำมาเปรียบเทียบกัน เนื่องจากแม้ว่ามอเตอร์เหล่านี้จะมีลักษณะเหมือนกัน กล่าวคือ กำลังและจุดสูงสุดของแรงบิดเท่ากัน พวกมันก็จะมีเส้นโค้งการเลื่อนที่แตกต่างกัน ดังนั้นเส้นโค้งแรงบิดของหนึ่งในสองเครื่องยนต์โดยเฉลี่ยจะสูงกว่าอีกเครื่องหนึ่ง ดังนั้นมันจะมีประสิทธิภาพมากกว่าเล็กน้อย แม้ว่าจะดูเหมือนกันบนกระดาษก็ตาม... เครื่องยนต์ดีเซลโดยรวมนั้นน่าประทับใจกว่าเครื่องยนต์เบนซินของ กำลังเท่ากันแม้ว่าฉันจะยอมรับว่าตัวอย่างที่ให้ไว้ที่นี่ไม่สมบูรณ์แบบ (แรงบิดสูงสุดจะต้องแตกต่างกันมากแม้ว่ากำลังของเครื่องยนต์ทั้งสองจะเท่ากันก็ตาม)

อ่านเพิ่มเติม: ความแตกต่างระหว่างแรงบิดและกำลัง

ส่วนประกอบและการทำงานของมอเตอร์ไฟฟ้าและความร้อน

มอเตอร์ไฟฟ้า

มาเริ่มกันที่สิ่งที่ง่ายที่สุดกันก่อน มอเตอร์ไฟฟ้าทำงานด้วยแรงแม่เหล็กไฟฟ้า นั่นคือ "แรงแม่เหล็ก" สำหรับผู้ที่ไม่เข้าใจแนวคิดนี้อย่างถ่องแท้ อันที่จริงแล้ว คุณสามารถสัมผัสได้ถึงความจริงที่ว่าความรักสามารถสร้างพลังให้กับแม่เหล็กอีกตัวหนึ่งเมื่อเชื่อมต่อเข้าด้วยกัน และแท้จริงแล้ว มอเตอร์ไฟฟ้าใช้สิ่งหลังนี้ในการเคลื่อนที่

แม้ว่าหลักการจะยังคงเหมือนเดิม แต่มีมอเตอร์ไฟฟ้าอยู่สามประเภท: มอเตอร์ DC, มอเตอร์ AC แบบซิงโครนัส (โรเตอร์ที่หมุนด้วยความเร็วเท่ากันกับกระแสที่จ่ายให้กับคอยส์) และ AC แบบอะซิงโครนัส (โรเตอร์หมุนช้าลงเล็กน้อย ปัจจุบันส่ง) ดังนั้นจึงมีมอเตอร์แบบมีแปรงถ่านและแบบไม่มีแปรง ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับว่าโรเตอร์กระตุ้นน้ำ (ถ้าฉันขยับแม่เหล็กข้างๆ แม้ว่าไม่มีการสัมผัส น้ำผลไม้ก็จะปรากฏอยู่ในวัสดุ) หรือถูกส่งผ่าน (ซึ่งในกรณีนี้ ฉันจำเป็นต้องฉีดทางกายภาพ น้ำผลไม้ลงในรอก ดังนั้นฉันจึงสร้างตัวเชื่อมต่อที่ช่วยให้โรเตอร์เคลื่อนที่ได้: แปรงที่ถูและปล่อยให้น้ำไหลผ่านราวกับรถไฟเชื่อมต่อกับสายไฟฟ้าจากด้านบนโดยใช้คันโยกที่เรียกว่าแพนโทกราฟ)

ดังนั้น มอเตอร์ไฟฟ้าจึงประกอบด้วยชิ้นส่วนจำนวนน้อยมาก นั่นคือ "โรเตอร์หมุน" ที่หมุนในสเตเตอร์ ตัวหนึ่งกระตุ้นแรงแม่เหล็กไฟฟ้าเมื่อกระแสพุ่งตรงไปยังกระแสนั้น และอีกตัวหนึ่งทำปฏิกิริยากับแรงนี้และดังนั้นจึงเริ่มหมุน ถ้าฉันไม่ฉีดกระแสไฟฟ้าเข้าไปอีก แรงแม่เหล็กจะไม่หายไปอีกต่อไป ดังนั้นจึงไม่มีอะไรเคลื่อนไหวอีก

ในที่สุดก็มีกระแสไฟฟ้า ไฟฟ้ากระแสสลับ (น้ำไหลไปมา) หรือต่อเนื่อง (ส่วนใหญ่จะเป็นกระแสสลับ) และถ้ามอเตอร์ไฟฟ้าสามารถพัฒนาได้ 600 แรงม้า ก็สามารถพัฒนาได้ 400 แรงม้า เฉพาะในกรณีที่ไม่ได้รับพลังงานเพียงพอ ... แบตเตอรี่ที่อ่อนเกินไปสามารถเช่น จำกัด การทำงานของเครื่องยนต์และอาจไม่ทำงาน สามารถพัฒนาพลังทั้งหมดของเขาได้

ดูเพิ่มเติม: วิธีการทำงานของมอเตอร์รถยนต์ไฟฟ้า

เครื่องยนต์ความร้อน

เครื่องยนต์ความร้อนใช้ปฏิกิริยาทางอุณหพลศาสตร์ โดยพื้นฐานแล้วจะใช้การขยายตัวของก๊าซที่ให้ความร้อน (อาจเรียกได้ว่าติดไฟได้) เพื่อหมุนชิ้นส่วนทางกล ส่วนผสมของเชื้อเพลิงและตัวออกซิไดเซอร์ถูกขังอยู่ในห้อง ทุกอย่างเผาไหม้ และทำให้เกิดการขยายตัวที่รุนแรงมาก ดังนั้นจึงเกิดแรงกดดันมาก (หลักการเดียวกันสำหรับประทัดในวันที่ 14 กรกฎาคม) การขยายตัวนี้ใช้เพื่อหมุนเพลาข้อเหวี่ยงโดยการปิดผนึกกระบอกสูบ (การบีบอัด)

ดูเพิ่มเติม: การทำงานของเครื่องยนต์ความร้อน

เกียร์มอเตอร์ไฟฟ้า VS เครื่องยนต์ความร้อน

อย่างที่คุณทราบอย่างไม่ต้องสงสัย มอเตอร์ไฟฟ้าสามารถทำงานด้วยความเร็วสูงมาก ดังนั้นคุณลักษณะนี้จึงโน้มน้าววิศวกรให้ละทิ้งกระปุกเกียร์ (ยังคงมีการลดลงหรือค่อนข้างลดลงและดังนั้นจึงมีรายงาน) ซึ่งในกระบวนการนี้จะช่วยลดต้นทุนและความซับซ้อนของรถ (และความน่าเชื่อถือด้วย) อย่างไรก็ตาม โปรดทราบว่าต่อไปนี้ควรนำรายงานฉบับที่สองเพื่อเหตุผลด้านประสิทธิภาพและการทำความร้อนของมอเตอร์ ซึ่งมีผลบังคับใช้กับ Taycan ด้วย

ดังนั้นจึงมีกำไรเพิ่มขึ้นอย่างมากเนื่องจากเครื่องยนต์ความร้อนจะเสียเวลาเปลี่ยนเกียร์ด้วยโบนัสเพิ่มเติมจากแรงบิดที่ลดลง

ดังนั้นในการกู้คืนนี่เป็นข้อได้เปรียบเพราะเราอยู่ในโหมดไฟฟ้าเสมอในบันทึกที่ดีเนื่องจากมีเพียงหนึ่งเดียว สำหรับเครื่องระบายความร้อน คุณจำเป็นต้องค้นหากลไกที่เหมาะสมที่สุดและปล่อยให้กระปุกเกียร์ทำงานโดยอัตโนมัติ (เริ่มต้นขึ้นเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงาน) และนั่นทำให้เสียเวลา

โดยสรุป เราสามารถพูดได้ว่ามอเตอร์ไฟฟ้ามีเส้นโค้งกำลัง / แรงบิดหนึ่งเส้นเมื่อเร่งความเร็ว ในขณะที่เครื่องยนต์ความร้อนจะมีหลายส่วน (ขึ้นอยู่กับจำนวนเกียร์) กระโดดจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งด้วยกระปุกเกียร์

กำลังมอเตอร์ไฟฟ้า VS เครื่องยนต์ความร้อน

อุปกรณ์ระบายความร้อนและไฟฟ้าไม่เพียงแต่แตกต่างกันอย่างมากในการส่งผ่าน แต่ยังไม่มีวิธีการส่งกำลังและแรงบิดแบบเดียวกัน

มอเตอร์ไฟฟ้ามีช่วงกว้างกว่ามากเพราะสามารถรับความเร็วได้สูงมากในขณะที่ยังคงแรงบิดและกำลังที่สูงมาก ดังนั้นเส้นโค้งแรงบิดของมันจึงเริ่มต้นที่ด้านบนและลดลงเท่านั้น เส้นกำลังสูงขึ้นอย่างรวดเร็วและค่อยๆ ลดลงเมื่อคุณปีนขึ้นไปถึงจุดนั้น

เส้นโค้งความร้อนของเครื่องยนต์

นี่คือเส้นโค้งของเครื่องยนต์ความร้อนแบบคลาสสิก โดยปกติแล้ว แรงบิดและกำลังสูงสุดจะอยู่ที่ประมาณช่วงกลางของช่วงรอบเครื่อง (ซึ่งสัมพันธ์กัน โปรดดูลิงก์ที่จุดเริ่มต้นของบทความ) สำหรับเครื่องยนต์เทอร์โบชาร์จ สิ่งนี้จะเกิดขึ้นที่บริเวณตรงกลาง และในเครื่องยนต์ที่มีระบบดูดอากาศตามธรรมชาติ ไปทางด้านบนของมาตรวัดรอบ

เส้นโค้งมอเตอร์ไฟฟ้า

เครื่องยนต์ความร้อนมีเส้นโค้งที่แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง โดยมีแรงบิดและกำลังสูงสุดที่พัฒนาขึ้นในส่วนเล็กๆ ของช่วงรอบ ดังนั้นเราจะมีกระปุกเกียร์เพื่อใช้กำลัง/แรงบิดสูงสุดนี้ตลอดช่วงทางลาดขึ้น ความเร็วในการหมุน (ความเร็วสูงสุด) ถูกจำกัดโดยข้อเท็จจริงที่ว่าเรากำลังจัดการกับชิ้นส่วนโลหะที่เคลื่อนที่ค่อนข้างหนัก และต้องการให้ความถี่ของมอเตอร์สูงเกินไปทำให้ชิ้นส่วนนั้นหมุนได้ (ความเร็วมากขึ้นจะเพิ่มแรงเสียดทาน) ดังนั้น ความร้อนที่สามารถทำให้ชิ้นส่วนต่างๆ “นุ่มขึ้น” เนื่องจากการ “ละลาย” เล็กน้อย) ดังนั้นเราจึงมีสวิตช์น้ำมัน (ขีด จำกัด การจุดระเบิด) และความถี่ในการฉีดที่ จำกัด สำหรับดีเซล

กล่าวโดยคร่าว ๆ เครื่องยนต์ความร้อนมีความเร็วสูงสุดน้อยกว่า 8000 รอบต่อนาที ในขณะที่มอเตอร์ไฟฟ้าสามารถเข้าถึง 16 รอบต่อนาทีได้อย่างง่ายดายด้วยแรงบิดและกำลังในระดับที่ดีตลอดช่วงนี้ เครื่องยนต์ความร้อนมีกำลังและแรงบิดสูงในช่วงความเร็วรอบเครื่องยนต์ขนาดเล็กเท่านั้น

ข้อแตกต่างประการสุดท้าย: ถ้าเราไปถึงจุดสิ้นสุดของเส้นโค้งไฟฟ้า เราจะสังเกตเห็นว่ามันตกลงมาอย่างกะทันหัน ขีดจำกัดนี้เกี่ยวข้องกับความถี่ AC ที่สัมพันธ์กับจำนวนขั้วมอเตอร์ ซึ่งหมายความว่าเมื่อคุณถึงความเร็วสูงสุด คุณจะไม่สามารถเกินความเร็วได้ เนื่องจากมอเตอร์สร้างความต้านทาน หากเราขับเกินความเร็วนี้ เราจะมีเบรกเครื่องยนต์อันทรงพลังที่จะมาขวางทางคุณ