En general, ¿cuánta potencia (HP) utilizan realmente los componentes de la correa del motor? Estoy tratando de obtener una estimación de la cantidad de caballos de fuerza que desperdicia un motor en cosas como el compresor de CA, el alternador, la bomba de agua, las poleas, el sobrealimentador, etc.
Editar: Me doy cuenta de que es imposible decirlo específicamente, ya que todos los vehículos son diferentes y ponen diferentes componentes en la correa de transmisión de sus motores. Prius y Highlander Hybrid tienen aire acondicionado eléctrico, por ejemplo, eliminando el compresor de la unidad por completo.
¿Qué pasa con un concepto general? Entonces, un automóvil típico de tamaño pequeño a mediano con:
- Tensioner
- AC
- Alternator
- Water pump
- Power Steering pump
HP requerido para cada uno? ¿En un escenario medio? ¿En un gran escenario?
Responda gracias a @Scott y más investigación realizada:
En primer lugar, los comentarios hechos por otros son correctos. La potencia utilizada por cada uno de los componentes enumerados variará de un componente a otro e incluso de una instalación a otra. La potencia utilizada por cada componente también variará dependiendo de la velocidad a la que esté funcionando. Además, la cantidad y el tipo de componentes variarán de un automóvil a otro.
Con eso fuera del camino, aquí hay algunos números que podrían usarse para aproximaciones aproximadas.
La potencia utilizada por el tensor será mínima y probablemente insignificante. Dependerá de qué tan buenos sean los cojinetes, pero si estuviera usando mucha energía, toda esa energía se estaría convirtiendo en calor (o posiblemente en ruido). Entonces, creo que el tensor puede ignorarse bastante.
Según el artículo de aire acondicionado de Wikipedia
En un automóvil, el sistema de aire acondicionado utilizará alrededor de 5 caballos de fuerza (4 kW)
Está marcado como "cita requerida", así que tómalo con pinzas, pero sería aproximadamente correcto para cuando el aire acondicionado está activado. Recuerda que el aire acondicionado está activado electrónicamente, por lo que no siempre está encendido y, por lo tanto, no siempre usa tanto energía.
Según Zena Incorporated
... un alternador de 150 amperios, funcionando a pleno rendimiento, la carga esperada del motor diésel sería de unos 7-8 hp
Como todos los demás, este número solo debe usarse como una aproximación y tenga en cuenta que un alternador de 150 amperios es un alternador bastante grande.
También tenga en cuenta que esta cifra es cuando 'funciona a pleno rendimiento', es bastante raro que un alternador esté funcionando a pleno rendimiento.
Según Davies, Craig Pregunta frecuente número 19
Davies, Craig realizó una serie de pruebas que concluyeron que una bomba de agua normal utiliza hasta 10 kW de potencia para funcionar a altas velocidades.
Tenga en cuenta que Davies, Craig venden bombas de agua de repuesto que requieren menos energía para funcionar, así que asuma que los números son solo aproximados.
También vale la pena leer la Pregunta 2 en la misma página donde describen cómo la potencia extraída por una bomba mecánica que funciona desde la correa de transmisión aumentará como el cubo de la velocidad de operación. Entonces, si el consumo de energía a 1000 rpm es de 0,1 kW, a 2000 rpm será de 0,8 kW ya 4000 rpm será de 6,4 kW.
Según un artículo de EE Times de Dave Wilson
...reemplazar su bomba de dirección de tres a cinco caballos de fuerza y su voluminoso sistema hidráulico asociado con un motor eléctrico es una mejora que realmente mejora el rendimiento
Tenga en cuenta que está vendiendo las virtudes de reemplazar su bomba de dirección asistida por una eléctrica, así que asuma que los números son solo aproximados.
Así que para resumir
Tenga en cuenta que todos estos valores son aproximados para empezar y son para consumo máximo, un aire acondicionado consumirá casi nada cuando no esté activo, al igual que un alternador. Las bombas de agua tradicionales consumirán más energía cuanto más rápido giren (por lo tanto, cuanto más se acelere el motor). No estoy del todo seguro acerca de las bombas de dirección asistida, pero creo que solo consumirían la máxima potencia cuando se utilizaran por completo.
Las referencias que he usado aquí no son de ninguna manera 'definitivas', por lo que si alguien encuentra alguna referencia más apropiada, edite esta respuesta para mejorarla.
10kW para bomba de agua?!! ¡Eso suena demasiado alto! La bomba de agua consume tal vez 100 vatios, también los automóviles más avanzados usan un termostato electrónico que evita el paso del agua, por lo que la resistencia hidráulica es aún menor.
Además, la bomba de dirección asistida consume menos de 1kW en su punto máximo mientras conduce cuando el automóvil está parado. Cuando está en movimiento, hay una resistencia mínima en el fluido hidráulico ya que la válvula está abierta. Lo mismo ocurre con la CA cuando está desconectada o el alternador está en carga parcial. La carga eléctrica normal en un automóvil actual es de alrededor de 300 W cuando se usan luces LED diurnas y un motor eficiente y otros componentes electrónicos. El alternador tiene un cos fi de alrededor de 0,85, por lo que se necesita un 15 % para generar un campo magnético en un rotor.
No sé sobre AC, pero 4kW suenan demasiado. Si esto es correcto, el compresor de pistón de CA del automóvil es muy ineficiente.
Ha olvidado que el automóvil también tiene una bomba de aceite, un compresor de aire para los frenos de potencia (solo diesel), una bomba de combustible de alta presión (impulsada por una correa o una rueda dentada) y que la mayor parte de la potencia (10% de la potencia nominal del motor) se pierde en el sistema de escape debido a la resistencia al flujo (silenciadores y convertidores catalíticos). Además, no olvide que la correa de goma es un método muy ineficiente para transportar energía y que no importa qué tan buenos rodamientos de bolas use, la resistencia está entre la rueda y la correa de goma.
Entonces, si todos los consumidores juntos toman 10kW, el motor perdería 15kW debido a la resistencia en una correa. Si no te lo crees toca el cinturón cuando vuelvas de conducir y verás lo calentito que está.
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