Differenze tra un motore elettrico e un motore termico

Quali sono le differenze fondamentali tra un motore termico e un motore elettrico? Perché se l'intenditore trova la domanda abbastanza semplice, la maggior parte dei neofiti avrà probabilmente domande a riguardo... Tuttavia, non ci limiteremo a guardare solo il motore, ma studieremo rapidamente anche la trasmissione per comprenderne meglio la filosofia. questi due tipi di tecnologie.

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concetti

Prima di tutto vorrei ricordare che i valori di potenza e coppia del motore sono, alla fine, solo dati frammentari. Anzi, per dire che due motori con una capacità di 200 CV. e 400 Nm di coppia sono identici, anzi non è vero… 200 cv e 400 Nm sono solo la potenza massima offerta da questi due motori, e non i dati completi. Per confrontare questi due motori in dettaglio, è necessario confrontare le curve di potenza/coppia di ciascuno. Perché anche se questi motori hanno le stesse caratteristiche, ovvero gli stessi picchi di potenza e coppia, avranno curve di rotazione diverse. Quindi la curva di coppia di uno dei due motori sarà mediamente più alta dell'altro e quindi sarà leggermente più efficiente nonostante sulla carta sembrassero identici... il motore diesel è nel complesso più impressionante del motore a benzina di la stessa potenza, anche se ammetto che l'esempio qui riportato non è perfetto (la coppia massima sarà necessariamente molto diversa, anche se la potenza dei due motori è la stessa).

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Componenti e funzionamento di motori elettrici e termici

Motore elettrico

Partiamo dalla cosa più semplice, il motore elettrico funziona grazie alla forza elettromagnetica, ovvero la "forza dei magneti" per chi non comprende appieno il concetto. In effetti, hai già potuto sperimentare il fatto che l'amore può creare forza su un altro magnete quando sono collegati tra loro, e infatti il ​​motore elettrico utilizza quest'ultimo per muoversi.

Sebbene il principio rimanga lo stesso, esistono tre tipi di motori elettrici: un motore CC, un motore CA sincrono (un rotore che gira alla stessa velocità della corrente fornita alle bobine) e CA asincrono (un rotore che gira leggermente più lentamente inviato corrente). Esistono quindi anche motori brushed e brushless, a seconda che il rotore induca il succo (se avvicino un magnete, anche senza contatto, il succo appare nel materiale) o viene trasmesso (nel qual caso devo iniettare fisicamente il succo nella bobina e così creo un connettore che permette al rotore di muoversi: una spazzola che sfrega e lascia passare il succo come un treno è collegata ai cavi elettrici dall'alto tramite leve chiamate pantografo).

Pertanto, un motore elettrico è costituito da un numero molto ridotto di parti: un "rotore rotante" che ruota in uno statore. Uno induce una forza elettromagnetica quando viene diretta ad esso una corrente e l'altro reagisce a questa forza e quindi inizia a ruotare. Se non inietto più corrente, la forza magnetica non scomparirà più e quindi nient'altro si muoverà.

Infine, viene alimentato con elettricità, corrente alternata (il succo va avanti e indietro) o continua (anzi, corrente alternata nella maggior parte dei casi). E se un motore elettrico può sviluppare 600 CV, ad esempio, può sviluppare 400 CV. solo se non riceve abbastanza energia... Una batteria troppo debole può, ad esempio, limitare il funzionamento del motore e potenzialmente non funzionerà. in grado di sviluppare tutta la sua potenza.

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Motore termico

Un motore termico utilizza reazioni termodinamiche. Fondamentalmente, utilizza l'espansione di gas riscaldati (si potrebbe anche dire infiammabili) per ruotare le parti meccaniche. La miscela di combustibile e ossidante è intrappolata nella camera, tutto brucia, e questo provoca una fortissima espansione e quindi molta pressione (stesso principio per i petardi del 14 luglio). Questa espansione viene utilizzata per ruotare l'albero motore sigillando i cilindri (compressione).

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Trasmissione motore elettrico VS motore termico

Come sicuramente saprai, i motori elettrici possono funzionare a velocità molto elevate. Quindi, questa caratteristica ha convinto gli ingegneri ad abbandonare il cambio (c'è ancora una riduzione, o meglio una riduzione, e quindi una relazione), che nel processo riduce il costo e la complessità dell'auto (e quindi l'affidabilità). Si noti, tuttavia, che quanto segue dovrebbe portare un secondo rapporto per motivi di efficienza e riscaldamento del motore, questo vale anche per la Taycan.

Pertanto, c'è un guadagno significativo qui poiché il motore termico perderà tempo a cambiare marcia con il vantaggio aggiuntivo di una coppia ridotta.

Quindi, in ripresa, anche questo è un vantaggio, perché siamo sempre in modalità elettrica su un buon record, visto che ce n'è uno solo. Su una macchina termica bisognerà trovare la meccanica più adatta e lasciare che il cambio lo faccia in automatico (kick-down per migliorare le prestazioni), e questo fa perdere tempo.

Riassumendo, possiamo dire che il motore elettrico ha una curva potenza/coppia in accelerazione, mentre il motore termico ne avrà diverse (a seconda del numero di marce), saltando da una all'altra grazie al cambio.

Potenza motore elettrico VS motore termico

I dispositivi termici ed elettrici non solo differiscono notevolmente nella trasmissione, ma non hanno nemmeno gli stessi metodi di trasmissione di potenza e coppia.

Il motore elettrico ha un range molto più ampio perché può prendere velocità molto elevate mantenendo coppia e potenza molto elevate. Pertanto, la sua curva di coppia inizia in alto e scende solo. La curva di potenza sale molto rapidamente e poi diminuisce gradualmente man mano che si sale al punto.

CURVA TERMICA DEL MOTORE

Ecco la curva di un classico motore termico. Di solito, la coppia e la potenza maggiori si trovano intorno alla metà della gamma di regimi (sono correlate, vedere il collegamento all'inizio dell'articolo). Su un motore turbocompresso, ciò si verifica verso il centro e su un motore aspirato, verso la parte superiore del contagiri.

CURVA MOTORE ELETTRICO

Un motore termico ha una curva completamente diversa, con coppia e potenza massime sviluppate in una piccola parte della gamma di giri. E così avremo un cambio per utilizzare questo picco di potenza/coppia durante tutta la fase di accelerazione. La velocità di rotazione (velocità massima) è limitata dal fatto che si tratta di parti metalliche in movimento piuttosto pesanti e volere la frequenza del motore troppo alta mette in pericolo le parti che poi possono girare (maggiore velocità aumenta l'attrito) e quindi il calore che può fare le parti “più morbido” a causa di un leggero “scioglimento”). Pertanto, abbiamo un cambio benzina (limite di accensione) e una frequenza di iniezione limitata sui diesel.

In parole povere, un motore termico ha una velocità massima inferiore a 8000 giri/min, mentre un motore elettrico può raggiungere facilmente i 16 giri/min con buoni livelli di coppia e potenza in tutta questa gamma. Il motore termico ha potenza e coppia elevate solo in un piccolo intervallo di velocità del motore.

Un'ultima differenza: se arriviamo alla fine delle curve elettriche, noteremo che cadono improvvisamente. Questo limite è legato alla frequenza AC associata al numero di poli del motore. Ciò significa che quando raggiungi la velocità massima, non sarai in grado di superarla, poiché il motore crea resistenza. Se superiamo questa velocità, avremo un potente freno motore che ti intralcerà.