¿Acelerar más rápido empeora la eficiencia del combustible?

A menudo escuché que acelerar con más fuerza genera una mala eficiencia de combustible, pero aún no se me ha dado una explicación sólida de por qué. Naturalmente, esto me hace cuestionar este consejo. Ahora, obviamente, cuando aceleras con más fuerza, se bombea más combustible a tu motor, pero llegarás antes a ese punto ideal de crucero donde el consumo de combustible es mucho menor. Entonces, ¿vale la pena la recompensa o no?

Esta pregunta necesita algunos parámetros, ya que, obviamente, si vuela en las luces solo para detenerse bruscamente en 100 metros, seguramente se enfrentará a una muy mala eficiencia de combustible. Me refiero más a las luces al comienzo de un largo camino abierto, donde la forma en que aceleras no tiene impacto en el eventual frenado que tendrá que ocurrir.

Creo que el quid de esta pregunta tiene que ver con la potencia de salida por entrada de combustible a diferentes RPM del motor. He estado pensando en esto ya que mi automóvil tiene un par muy bajo a bajas RPM, pero una vez que está alrededor de las 3,000+ RPM es genial (viejo BMW 320i). ¿Podría ser que el motor de mi automóvil funcione de manera más eficiente a 3000 RPM y, como tal, una aceleración un poco más fuerte de lo normal mejorará la eficiencia del combustible? ¿O estoy soñando?

Respuestas (4)

Como dijiste, el quid de la cuestión tiene que ver con obtener hasta la última cantidad de energía de una unidad de combustible. Puede considerar esto como su eficiencia total de combustible.

Acelerar su vehículo desde el reposo hasta 60 mph o 100 km/h requerirá una cantidad fija de energía basada en el peso del vehículo (excluyendo el viento, la fricción y la resistencia a la rodadura).

Por lo tanto, debe utilizar su motor de la manera más eficiente para producir esa cantidad de energía. Por ejemplo, podría simplemente pisar el acelerador y producir rápidamente la energía requerida, pero no hay forma de que sepa si ese camino es más eficiente que generar esa energía durante un período de tiempo más largo.

Para saber esto necesitas conocer tu motor. Específicamente, necesita conocer su Consumo de combustible específico del freno (BSFC). El BSFC mide cuánta energía produce su motor por unidad de combustible (generalmente un gramo de combustible). Su motor tendrá diferentes BSFC a diferentes RPM y valores de Torque. Desea hacer funcionar su motor donde tenga el BSFC (consumo de combustible más bajo por unidad de energía producida) más bajo. Entonces, si observa el gráfico BSFC que he vinculado, verá que para ese motor su valor BSFC más bajo es 206 a aproximadamente 2100-2200 rpm cerca del par máximo. Esto significa que este motor funciona de manera más eficiente en ese rango operativo.

En general, los motores funcionan de manera más eficiente cerca de su par máximo con el acelerador completamente abierto y a las RPM más bajas posibles. Este rango será diferente para cada motor y vehículo porque todos los motores son diferentes y cada vehículo tiene diferentes cargas parásitas. Probablemente podría calcularlo para su vehículo si hace funcionar el vehículo en un dinamómetro para medir la potencia y luego también controla el consumo de combustible y luego hace una división a lo largo de la curva para ver dónde el motor es más eficiente.

Ahora que sabe en qué condiciones de operación su vehículo es más eficiente, la dificultad se convierte en hacer funcionar su motor en esas condiciones en todo momento durante la aceleración. Esto se vuelve difícil con una transmisión porque las RPM tienen que aumentar a medida que su vehículo acelera.

Con una transmisión manual, lo que haría con la curva de ejemplo anterior sería tener el acelerador completamente abierto de 1500 a 2500 rpm y cambiar a 2500 rpm para cada marcha. Estoy seguro de que es posible calcular los puntos de cambio exactos para obtener la máxima eficiencia, pero no estoy dispuesto a esforzarme tanto.

Con una transmisión automática, esto es muy difícil porque si intenta hacer funcionar el motor con el acelerador completamente abierto, la transmisión automática extenderá su punto de cambio hasta el rango alto de RPM y obtendrá un BSFC muy malo y, a su vez, eficiencia. Con una transmisión automática, debe acelerar mucho más lento para que la transmisión cambie en los puntos apropiados para mantener su motor en un régimen de revoluciones en el que pueda operar con la máxima eficiencia. Tal vez pisar el acelerador a la mitad puede lograrlo, pero tendrías que hacerlo sintiendo.

En conclusión, diría que la mejor manera de acelerar es acelerar lo más rápido posible en las RPM más bajas.

Espero que esta explicación haya ayudado un poco.

Consumo de combustible específico del freno Wiki

Vaya que respuesta. Voy a necesitar algo de tiempo para echarle un buen vistazo a esto, ¡pero creo que esta información es lo que he estado buscando!
"(excluyendo el viento, la fricción y la resistencia a la rodadura)". Esas exclusiones eliminan todas las preocupaciones del mundo real de esta pregunta. Este no es un problema de física abstracta. BSFC es útil para determinar la velocidad del motor más eficiente en un soporte de motor. No se traduce directamente en la velocidad más eficiente sobre el suelo (las pérdidas por fricción son importantes). No proporciona información sobre la aceleración eficiente, ya que los perfiles de consumo de combustible y cargas varían mucho (p. ej., se agrega más combustible para enfriar la carga bajo impulso).
Si utiliza los valores BSFC generados a partir de un dinamómetro tipo rueda, se incluirían la mayoría de las ineficiencias de arrastre. La resistencia del viento se minimizará al alcanzar la velocidad requerida antes, por lo que la pérdida de energía debería ser menor si acelera más rápido. Lo mismo con la resistencia a la rodadura y la fricción. Así que asumí eliminarlos de las suposiciones porque, en términos generales, no puedes controlarlos y, en general, preferirías acelerar más rápido. BSFC le dará mucha información sobre en qué rango su motor es más eficiente, acelerando en ese rango también será más eficiente.
BSFC le brinda información sobre su motor en un estado estable, no durante la aceleración en diferentes posiciones del acelerador con diferentes parámetros de ajuste. El consumo de combustible se mide fácilmente mediante el puerto OBD II. Los arranques de conejo son menos eficientes que la aceleración gradual.
Estoy de acuerdo con la afirmación de que los arranques de conejo son menos eficientes solo si acelera a un régimen más alto donde el motor esencialmente "desperdicia" combustible más de lo necesario. Sin embargo, creo que acelerando de 0 a 60 con un 20 % de aceleración de 1500 a 2500 en lugar de un 100 % de aceleración de 1500 a 2500, el 20 % de aceleración será menos eficiente para alcanzar la velocidad. El hecho de que el motor esté produciendo mucha menos energía y el consumo de combustible no sería inferior a 1/5 de la opción de aceleración al 100 %.
Seguí adelante y acepté su respuesta porque creo que da una explicación más precisa. En lugar de sugerir que cuanto más lento acelere, menos combustible usará (no es cierto dado el consumo de combustible en ralentí), sugiere que hay un mínimo en la curva de eficiencia de combustible. Como decía Bob, sí hay que tener en cuenta la resistencia del viento, que es mayor a mayor velocidad y por tanto favorece una menor aceleración, aunque no creo que deje de haber un punto óptimo. Pero realmente lo que esto requiere es probar el puerto OBDII mientras conduce, puede hacerlo en algún momento.
Hay un problema con el uso del gráfico en el artículo de wikipedia como evidencia de una afirmación de "mejor economía de combustible cuando se acelera usando RPM más bajas": el gráfico es para el BFSC de un motor diesel de tres cilindros, que está garantizado para tener un muy perfil de producción de torque diferente que, digamos, un motor de gasolina de seis cilindros. Por ejemplo, los motores diésel tienden a producir un par máximo a RPM mucho más bajas y dicha producción de par disminuye más rápidamente a RPM más altas en comparación con los motores de gasolina. Lo mismo ocurre con un motor de 3 cilindros frente a un motor de 6 cilindros.
Entonces, ¿sería totalmente exacto decir esto? "Deberíamos tratar diferentes lecturas instantáneas de economía de combustible en el indicador mientras aceleramos en el mismo grado en las mismas condiciones ambientales con el mismo tanque de combustible como un error de medición o una medición directa de la eficiencia".

Se necesita una cantidad específica de energía para acelerar una cantidad específica de masa a una velocidad específica. Entonces, solo mirando esos factores, estaría en lo correcto al asumir que importa poco qué tan rápido acelere dicha masa.

Pero así no es como funciona el mundo real. El problema aquí es que los motores de combustión y las muchas cosas a las que los conectamos son asombrosamente ineficientes. Hay una cantidad sustancial de fricción involucrada. Para acelerar su automóvil rápidamente, su motor tiene que moverse más rápido. Cuanto más rápido tiene que oscilar un pistón, mayor es la fuerza a la que están sujetos los cojinetes. El trabajo requerido para introducir y sacar aire de los cilindros a través de las válvulas es mucho mayor a altas RPM, de manera exponencial. Y la lista continúa.

Además de eso, el motor de su automóvil tiene que desperdiciar aún más energía a altas RPM girando el alternador, la bomba de agua, la bomba de dirección, etc.

Si junta todos estos factores, es bastante obvio por qué su motor es más eficiente a RPM más bajas.

s/high speeds/high RPMs/g:)

¿Acelerar más rápido empeora la eficiencia del combustible?

Sí.

Ahora, obviamente, cuando aceleras con más fuerza, se bombea más combustible a tu motor, pero llegarás antes a ese punto ideal de crucero donde el consumo de combustible es mucho menor. Entonces, ¿vale la pena la recompensa o no?

No.

Esto se mide fácilmente a través del puerto OBD II. Por ejemplo, mi Accessport me da lecturas inmediatas sobre el consumo instantáneo de combustible. La combinación de dongle automático + teléfono inteligente pretende brindarle información igual de detallada (aunque sin la capacidad de reprogramar su ECU). Como dicen en su recorrido por el producto: "Aceleración rápida: pisar fuerte el acelerador reduce la eficiencia del combustible y desperdicia dinero". Con un dispositivo como este, podrás medir exactamente cuánto dinero estás perdiendo con los inicios de conejo.

La aceleración requiere más energía que la velocidad constante, por lo que requiere más combustible. Acelerar rápidamente requiere más energía que acelerar lentamente. Existe una relación súper lineal entre la tasa de aceleración y la tasa de consumo de combustible (más combustible consumido por metro/segundo^2 a tasas más altas de aceleración).

Si desea una demostración práctica de cómo la aceleración de tortuga puede ahorrar combustible, lo remito a la demostración de Jeremy Clarkson en su viaje épico de Londres a Edimburgo y de regreso con un tanque de combustible en un Audi V8 biturbo (desplácese hacia abajo hasta el episodio 4 de la temporada 4). Describe en detalle cómo evitar el desperdicio de combustible de la aceleración. Lo más importante, mantuvo las revoluciones por debajo de 1200 rpm.

Estas son cantidades medibles. No hay justificación de eficiencia de combustible para arranques de conejo en los semáforos.

Probablemente habrá un "término medio dorado", demasiado rápido significará acelerar mucho más de lo necesario, incluso si es por poco tiempo... y acelerar lentamente significará que pasará más tiempo del necesario a RPM más altas, lo que costará combustible .
Pero seguramente todo debe reducirse a la eficiencia del motor a diferentes velocidades de aceleración, ¿verdad? Quiero decir, la física me dice que la energía requerida para cambiar las velocidades solo depende de las velocidades inicial y final, no del tiempo que se tarda en llegar entre ellas. (E = 1/2 * m*v^2).
@Michael, debes recordar que no estamos hablando de un sistema ideal. La física de la escuela secundaria es insuficiente para manejar cosas como las ineficiencias térmicas inducidas por el impulso en un motor turboalimentado. Las mediciones de los sistemas reales siempre ganan.

resultados de la vida real

Tengo un Nissan Armada 2005 con headersm CAI, escape personalizado y tuneado. Mi esposa lo conduce como una abuela: acelera agradable y lentamente, anticipando el frenado, obtiene un promedio de 12-14 mpg.

Conduzco esa bestia como si la hubiera robado dondequiera que voy, aunque todavía anticipo el frenado y la desaceleración, por lo general obtengo un promedio de 14.8-15 mpg. Hago entre 1 y 3 millas por galón mejor que ella y lo atribuyo a que aceleré lo más rápido que pude a mi velocidad de crucero y luego me senté allí por un período de tiempo más largo que ella.

Cuando observa su indicador de escaneo, no importa qué tan fuerte acelere, el mpg apesta hasta que alcanza la velocidad de crucero. Cuanto más tiempo se siente en la zona de bajo mpg, más gasolina está usando. El indicador de escaneo no miente, ni los resultados de la vida real.

Pruebe 3 tanques llenos conduciendo como si tuviera un par a su velocidad de crucero y luego navegue. ¡Vea cuál es mejor para su vehículo! También tengo un Toyota Yaris que conduzco 112 millas todos los días al trabajo y de regreso. La aceleración como si tuviera un par y luego el crucero me rindió 1.3 mpg mejor en un promedio de 6 tanques que la aceleración lenta.