等效涡轮增压的电动机


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在功能上是否等同于涡轮增压器?

显然,我没有要求再利用废气来强迫更多的空气,因为没有废气,也不需要空气。

我要问的是,是否存在可以利用“浪费的能量”为电动机提供即时动力提升的功能,从功能上讲,这就是内燃机的涡轮增压器所做的。


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您是在谈论纯电动汽车吗?
JPhi1618 '16

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“输出力将其重新用作输入”,好吧,涡轮使用了浪费的废气能量(这不是我们系统的输出),因此对于电动汽车,我不确定这将是什么。
chilljeet

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我不确定您到底想问什么。强制进气通过允许更多的空气和燃料在更高的压力下反应而提高了发动机的效率和功率。与之相比,强制感应由废气压力驱动的事实相对较小-它只是使设备更简单,更便宜。在电动机中,两者都不是太多-驱动器的效率非常高(实际上是由经济驱动),并且与内燃机相比,唯一的浪费是极少量的热量。电池是另一回事:P
Lu安16-03-31

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这将是一个设计非常糟糕的系统,但是...如果您的感应电动机还没有电容器来提高功率因数,那么在为系统增加电容方面,能源效率会有所提高(尽管我怀疑这样做会否对最大功率
有影响

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“即时功率提升”将比“涡轮增压”更类似于加压的含氮“喷射”。排气驱动的进气压缩机遭受涡轮滞后的困扰。
吉普车

Answers:


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“将一些输出力重新用作输入”可以解释为再生制动,但是最大的区别是:

  1. 再生制动从车轮获取动力,而涡轮从发动机本身获取动力,否则将浪费动力。
  2. 涡轮增压器的功率会增加发动机的正常功率,而再生制动的功率会存储到发动机正常使用的存储空间中,而不会增加性能。

如果您将涡轮增压器作为发动机最大功率输出的补充功率,那么我会认为超级电容器也差不多。超级电容器可以向发动机提供高电流(因此具有高功率),而电池无法在短时间内提供高电流,从而使汽车在短时间内行驶得更快(更类似于一氧化二氮的注入),但代价是过热,效率降低,否则会缩短电动引擎的寿命。


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在(丰田式传动系统)混合动力车中,与仅使用内燃发动机本身相比,同时使用内燃发动机和电动机以获得最大加速度可提高性能。除非是插电式混合动力车,否则所有电能都必须来自内燃发动机,因此,再生制动的确会至少在短期内提高性能。
蒙迪·哈德

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“涡轮增压器增加了发动机的正常功率” –这是不正确的。而是涡轮增压器使发动机本身能够提供更多动力。这样做不会消耗任何燃料或其他资源,因此,这与超级电容器的功能不一样(后者更像是喷气发动机的加力燃烧室)。
左右左转

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@leftaroundabout不是这样。与没有涡轮发动机的相同发动机和相同排量相比,涡轮发动机提供的额外动力始终以一些额外的燃料消耗为代价。主要区别在于,在涡轮增压发动机中,这种额外的动力通常比通过增加发动机的排量而产生的等效动力增加更为有效。
加布里埃尔·迭戈

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@MontyHarder。最初的问题是关于全电动发动机的。在混合动力发动机中,我同意这是实际的效果。
加布里埃尔·迭戈

@gabrieldiego:“额外的动力……是以额外的燃料消耗为代价的”这是一种重言式。功率意味着每次转换的能量 ; 在任何给定的效率下,增加功率总是会增加资源需求。就像您说的那样,使用涡轮增压增加发动机功率实际上可以提高效率,而不是通过增加排量来提高效率。
左转

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再生制动

这个关于主题的问答具有很好的信息,答案揭示了再生制动的数学悖论。

这个问题与解答有点偏离您的话题,但是对于通过涡轮增压器收集损失的能量以补充面糊和通过一级方程式中的制动来恢复动能具有面包屑


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我认为这是对这个问题的很好的解释。电动机直接与车轮相连,因此,实际上没有任何地方可以捕捉到“废物”。我认为,重新利用放入汽车中的电动机的动量与OP所能获得的接近。
JPhi1618 '16

我认为这是对该问题的错误解释。我已经知道什么是再生制动,对我的问题的意思是取一部分输出并将其重新用作输入以提供即时动力提升。实际上,这就是涡轮增压器的作用。
sergiol '16

投票比评论更好。爱你的激情。
DucatiKiller '16

@sergiol您已更改了问题的解释(已经让位于许多解释)。如果有人没有按照您的意思理解它,则不必使用所有大写字母和粗体文字指出,因为这看起来不礼貌和粗鲁。
加百利·迭戈

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都很好。这是他对真理的热情。我明白。话虽这么说,我们确实试图与SO火焰大战有所不同。@sergiol我完全尊重您的观点。没有人回答您的问题是我的解释。我认为从与您的问题保持一致的角度来看,Gabriel的答案肯定会更好。从收获的角度来看,我认为从这个角度来看我的回答还可以。如果您以前没有对您说过话,请为您加油,为激情加油,并欢迎访问机械站点。
DucatiKiller

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不,没有任何对等物。之所以使用涡轮增压器,是因为内燃机固有地效率低下:它们通过热量的尴尬绕行将化学能转化为机械能。不幸的是,热量几乎是最糟糕的能量存储方式:根据热力学定律,如果您还增加了熵,则只能将其转换为其他形式的能量。如果做物理学,就会发现最大效率就是卡诺效率

η = 1- T C / T H

其中T CT H是发动机循环的温度点,即周围空气与燃烧温度的关系。请注意,随着T H的增加,分数接近零*,也就是说,通过在高温下燃烧,可以使损失很小。但是您不能使温度无限升高,因此不可避免地会损失一些能量。

您可以将涡轮视为回收一部分能量损失的设备†,或者更重要的是,您可以将其视为增加工作压力和温度的手段,从而在某种程度上减少损耗。无论如何,涡轮增压只是解决内燃机效率低下的问题的一种手段。(实际上,您不会发现任何效率高于30%的引擎。)

电动机不需要这样做,因为它们非常有效!它们通过磁场将电能转换为机械能,并且该过程的控制要好得多。您可以达到100%的效率,而无需使温度达到无限大。
当然,铜绕组的电阻率,涡流和轴承摩擦会产生一些小的损耗,但是通过精密设计可以使损耗很小。

如果有的话,寻找涡轮增压模拟电池是有道理的,因为从效率角度来看,这些实际上是电动汽车的薄弱部分。对这些废热进行某种形式的回收也许是有意义的。


* 如果您说如果T C变为,那么损失也会消失:是的,但是您对T C的处理能力不高。将空气冷却到环境温度以下将需要一个巨大的冰箱,这当然会浪费更多的能量。冷却增压后有一定道理,但因为温度高于环境已经在这里高,即这可以被动地进行。

最终,“回收浪费的能源”是没有意义的:您始终可以将电动机和涡轮增压器视为一台热力发动机,其总效率不能超过卡诺特。


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不错的答案……+1
DucatiKiller

我必须赞扬您在回答中所做的技术描述方面的所有努力。问题比这简单得多,OP只是想知道实用的等效物,在踏板上(以及加气/充电时)会感觉到这种情况。
加布里埃尔·迭戈

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@gabrieldiego这个问题似乎并不像您阅读的方式那么具体。答案为“否”是更好的答案。减速时,再生制动会收集能量。当发动机驱动车辆时,涡轮增压器正在消耗废物能量。
HandyHowie

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我认为您可以添加一些近似值:典型的燃气发动机的效率为20%,典型的电动发动机的效率为90%。乍一看,这表明剩下的能量很少可以重复使用。
Agent_L

涡轮增压器实际上是提高了发动机的效率,还是仅仅增加了其峰值功率(这反过来又可能允许使用更小的发动机,在提供较低的能量需求时效率更高)?
超级猫

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您可以捕获电动机的热量,然后使用热电设备将其转化为更多的能量。 佛罗里达大学研究


听起来不错。如果您可以添加论文的完整标题和引语,以防将来链接消失,那将是很棒的。
JPhi1618 '16

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这确实非常有趣,但是显然该项目应该从内燃机中收集废热。电动机产生的废热要少得多,尤其是在低得多的温度下,因此几乎没有任何能量可以在这里捕获。如果有的话,从电池中收集废热可能是有意义的。
左右左转

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这里已经有一些很好的答案,几乎可以完全涵盖该主题。但是没有提到的一件事是KERS-动能回收系统。实际上,您有一个巨大的质量(飞轮),它会随着车辆的行驶而旋转。通常,在制动器或真空(无油门)的情况下,传动系统将能量馈入该飞轮。然后在需要时,飞轮通过离合器接合,并将该能量回馈至传动系统。

虽然不是严格意义上的电动汽车技术(实际上,我不确定是否电动汽车使用KERS),但这是另一种可能的途径。


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杜卡迪杀手(DucatiKiller)提到,KERS只是再生制动的一种特殊实现方式。由于电动机没有“无油门”操作模式,因此您的答案中有一半甚至都不适用。
Agent_L '16

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不,电动机没有,但是控制器在大多数方面确实具有惯性停车状态。
亚伦·拉弗斯

此外,这是电动汽车中KERS的应用程序。hybridcars.com/kers-equipped-twizy-ev-concept 和一家出售组件kerstech.com的公司,以及一份Intech pdf,其中部分讨论了另一种实现。cdn.intechopen.com/pdfs-wm/41416.pdf 所以是的,它在这里有些适用。为了使这些系统运行,它们从控制器获取反馈。
亚伦·拉弗斯

@Aron Lavers Dude!这个问题是关于电动马达。混合动力车可以使用常规涡轮增压器,因为它们具有常规汽油发动机。Twizzy中的“ kers”只是再生制动的另一种实现方式-正是DucatiKiller所说的比您更好。您应该从教科书而不是制造商的广告中了解“ kers”是什么。
Agent_L '16

@Agent_L我觉得你在这里推礼节。杜卡迪杀手杜卡迪(DucatiKiller)链接了两篇文章,但是在他的文章中对此几乎没有描述。我不认为我对动力学恢复系统的工作原理的误解是不正确的。我已经给出了有关它在常规应用程序中如何工作的上下文(例如,在常规汽车中处于真空状态下),因此它如何“适应”这种情况。然后提供了一些实际的实现。告诉我哪里有什么考虑磊落但是这里..我应该学习的概念从是有点出乎你的位置,并超越
亚伦紫菜

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大多数电力牵引系统会降低电池提供给电动机的电压,例如48V电动推车电动机控制器将为电动机提供高达48V的电压,但不再提供更多电压。电流是扭矩。术语“ TURBO”是在控制器经过修改后有时用作电压放大器,提供比电池更大的电压。这提供了更大的速度,但扭矩却没有增加。这就是电动手推车的可改装方式要在保持相同的电动机和相同的电池组的情况下更快地运转。您必须知道自己在做什么,否则会像在汽油发动机上增加涡轮增压一样炸毁电动机。升压程度是指控制器已设置为。25%是一个合理的数字。

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