Снижает ли повышенная нагрузка электронных устройств вашего автомобиля экономию топлива?

Сопротивление генератора переменного тока двигателю зависит от электрической нагрузки на генератор. Итак, да, когда вы увеличиваете электрическую нагрузку, генератор потребляет больше энергии от двигателя, и экономия топлива падает.

За исключением кулера, ваша гипотетическая нагрузка довольно мала, поэтому вы можете не заметить потери экономии топлива, но она будет.

Вы также потеряете экономию топлива, если будете открывать окна на скорости, сбрасывать давление в шинах, возить в машине лишние вещи, включать фары во время дождя и т. д.

Многие люди ошибочно полагают, что автомобильные генераторы переменного тока подобны этим старым динамо-машинам, которые тянут шину вашего (старого) велосипеда: сопротивление этой штуке не меняется, если вы включите или выключите лампу, которая к ней подключена. С точки зрения этого распространенного заблуждения, вы выбрасываете энергию генератора переменного тока, если не используете его. В автомобилях и велосипедах такого нет. (извините, я голландец, поэтому велосипеды — это любовь, велосипеды — это жизнь)

Вы можете увидеть генератор автомобиля так же, как двигатель и сцепление. На каждом обороте вы можете изменять давление на сцепление, чтобы передавать больше или меньше мощности на колеса. Так же и с генератором. Чем сильнее вы делаете «магнит» в генераторе переменного тока, который приводится в действие двигателем, тем больше сопротивление генератора и тем больше энергии вы производите. Вы можете убедиться сами; если вы переворачиваете генератор вручную, когда он отсоединен, сопротивления практически нет, кроме трения в подшипниках.

Так что да, большая электрическая нагрузка потребляет больше топлива. Полностью загруженный генератор может потреблять 100 ампер (сократится до ~ 1,3 кВт), если вы сойдете с ума от своего радио. Это примерно 10% от общей нагрузки на двигатель при скорости 100 км/ч. Однако большинство людей не зайдут так далеко. Ваши лучи и зарядка ноутбука не заставят вас заметить разницу в расходе топлива.

Кстати, установка большего аккумулятора в вашем автомобиле будет иметь эффект ненадолго. Если генератор не может справиться с вашим потреблением тока, вы будете медленно разряжать и разряжать аккумулятор и убивать его. Только там вы сможете запустить свой двигатель. Теоретически вы можете отключить его, как только он запустится.

Как уже было сказано, нагрузка на генератор создает нагрузку на двигатель, что требует дополнительного топлива. В моей машине я отчетливо вижу падение оборотов около 50 при включении фар, вентилятора (на максимум) или обогрева заднего стекла, когда машина стоит на холостом ходу на нейтрали.
Падение компенсируется системой управления двигателем в течение секунды путем впрыска чуть большего количества топлива.

Давайте посмотрим на ваши устройства:

• Кулер - В зависимости от модели постоянно потребляет 5А, может 10А при 12В, т.е. 60-120Вт
• Ноутбук - может 20-25Вт для просмотра видео без зарядки, но может увеличиваться до 100Вт и более при большой нагрузке плюс зарядка
• Телефон - потребляет до 2А при 5В, т.е. 10Вт, но только до полного заряда батареи. Зарядка занимает больше времени, когда телефон потребляет меньше тока, а когда он полный, он почти не потребляет ток.

Итак, давайте предположим, что нагрузка составляет около 200 Вт.

Мощность, необходимая для поддержания скорости, во многом зависит от автомобиля, особенно от его размера и аэродинамики. Просто приведу некоторые цифры: я нашел 5 000 Вт для поддержания скорости 50 км/ч (31 миль в час) и 16 000 Вт для скорости 100 км/ч (61 миль в час) для обтекаемой спортивной машины. Я предполагаю, что разумной машине для кемпинга требуется вдвое больше мощности. Для этого автомобиля ваши электронные устройства добавляют к нагрузке мотора 4% при 50 км/ч или 1,25% при 100 км/ч, что не так уж и много.

Или другой подход: если полностью загруженный автомобиль весит 2000 кг, энергия, необходимая для его разгона до 50 км/ч, также может питать ваши устройства в течение 16 минут. И вместо того, чтобы разгоняться с 0 до 100 км/ч, вы могли заряжать устройства в течение 64 минут.

Это только приблизительная оценка, я не учитывал никаких потерь (трансмиссия крадет до 20% мощности двигателя!) или экономии топлива.

Вкратце: Работа всех этих устройств создаст дополнительную нагрузку на двигатель и увеличит расход топлива, но по сравнению с мощностью, необходимой для вождения автомобиля, это будет малозаметно.

Всегда ли генератор оказывает одинаковое механическое сопротивление двигателю или оно зависит от требований к зарядке аккумулятора?

Варьируется. Всякий раз, когда это генератор переменного тока, фонарик с ручным заводом или генератор мощностью мегаватт, который они имеют на электростанциях, количество электроэнергии, получаемой с выхода, берется с входного вала (на самом деле примерно на 2-10% больше, чтобы покрыть потери). конверсии) . Когда вы отключаете все нагрузки от генератора переменного тока, количество механической энергии, потребляемой двигателем, падает почти до нуля (почти, потому что некоторые потери постоянны, например, в приводном ремне, подшипниках и т. д.) .

Если вы поедете в поход и подключите к аккумулятору автомобиля кулер на 12 вольт, ноутбук для просмотра фильмов, 5 телефонов на всю семью и т.д., одно из следствий этого, что генератор отреагирует тем, что перетянет двигатель.

Да, точно. Если отбросить потери, то при подключении 100-ваттного электрокулера на колесах будет на 100 ватт меньше. (Если предположить, что КПД генератора такой же, как КПД всей силовой передачи.)

Или это не повлияет на расход топлива?

Это повлияет на экономию топлива, но это можно легко скрыть. Даже нагрузка до 100 Вт не очень заметна по сравнению даже с умеренным двигателем, который может выдавать 40-80 кВт. 100 Вт берется из прикуривателя, что примерно на 100 Вт меньше на колесах. Когда вы едете, ваша скорость немного снижается. Теперь могут произойти 2 вещи: либо вы не заметите, поэтому общая экономия топлива не изменится за счет более медленного вождения. Или вы (или круиз-контроль) заметите это и будете сильнее нажимать на педаль газа, чтобы поддерживать скорость за счет повышенного расхода топлива. А если учесть, что автомобильный кондиционер — это еще одна механическая нагрузка на двигатель, потребляющая мощность в диапазоне нескольких кВт, то несколько сотен ватт легко могут пройти незамеченными.

Это очень простая математика: как гласит принцип сохранения энергии: энергию нельзя ни создать, ни уничтожить. Обе стороны должны быть равны, поэтому мощность двигателя = мощность вождения + мощность генератора (+ мощность кондиционера).

Теперь, может ли вообще существовать генератор переменного тока, который всегда потребляет одинаковую мощность? Конечно, мог. Но эта энергия, если ее не забрать в виде электричества, должна была бы куда- то уйти , что обычно означает потерю в виде тепла. Таким образом, наше гипотетическое устройство будет чертовски нагреваться без нагрузки и значительно охлаждаться при максимальной нагрузке. Генератор мощностью 1 кВт не нагревается с мощностью обогревателя помещения мощностью 1 кВт на холостом ходу, что показывает, что он не тратит столько энергии впустую. И когда энергия не передается (например, в виде электричества) и не тратится впустую в виде тепла, это может означать только то, что ее никогда и не было.