Diferenças entre um motor elétrico e um motor térmico

Quais são as diferenças fundamentais entre um motor térmico e um motor elétrico? Porque se o conhecedor achar a pergunta bastante direta, a maioria dos novatos provavelmente terá dúvidas sobre isso ... No entanto, não nos limitaremos a apenas observar o motor, mas também estudaremos rapidamente a transmissão para entender melhor a filosofia. esses dois tipos de tecnologias.

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Conceitos Básicos

Antes de tudo, gostaria de lembrar que os valores de potência e torque do motor são, no final das contas, apenas dados fragmentados. Na verdade, para dizer que dois motores com capacidade de 200 cv. e 400 Nm de torque são idênticos, na verdade não é verdade… 200 hp e 400 Nm são apenas a potência máxima oferecida por esses dois motores, e não os dados completos. Para comparar esses dois motores em detalhes, as curvas de potência/torque de cada um precisam ser comparadas. Porque mesmo que esses motores tenham as mesmas características, ou seja, os mesmos picos de potência e torque, eles terão curvas de giro diferentes. Portanto, a curva de torque de um dos dois motores será em média maior que a do outro e, portanto, será um pouco mais eficiente, apesar de parecerem idênticas no papel... a mesma potência, embora admita que o exemplo dado aqui não seja perfeito (o torque máximo será necessariamente muito diferente, mesmo que a potência dos dois motores seja a mesma).

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Componentes e operação de motores elétricos e térmicos

Motor elétrico

Vamos começar pelo mais simples, o motor elétrico funciona graças à força eletromagnética, nomeadamente a “força dos ímanes” para quem não compreende totalmente o conceito. Na verdade, você já pôde experimentar o fato de que o amor pode criar força em outro ímã quando eles estão conectados e, de fato, o motor elétrico usa este último para se mover.

Embora o princípio permaneça o mesmo, existem três tipos de motores elétricos: um motor DC, um motor AC síncrono (um rotor que gira na mesma velocidade que a corrente fornecida às bobinas) e AC assíncrono (um rotor giratório ligeiramente mais lento enviado atualmente). Assim, também existem motores com escova e sem escova, dependendo se o rotor induz suco (se eu mover um ímã próximo a ele, mesmo sem contato, o suco aparece no material) ou é transmitido (caso em que preciso injetar fisicamente o suco na bobina e então eu crio um conector que permite que o rotor se mova: uma escova que esfrega e deixa o suco passar como um trem é conectada aos cabos elétricos de cima usando alavancas chamadas de pantógrafo).

Assim, um motor elétrico consiste em um número muito pequeno de peças: um "rotor giratório" que gira em um estator. Um induz uma força eletromagnética quando uma corrente é direcionada a ele, e o outro reage a essa força e, portanto, começa a girar. Se eu não injetar mais corrente, a força magnética não desaparecerá mais e, portanto, nada mais se moverá.

Por fim, é abastecido com eletricidade, corrente alternada (o suco vai e volta) ou contínua (bastante alternada na maioria dos casos). E se um motor elétrico pode desenvolver 600 cv, por exemplo, pode desenvolver 400 cv. só se não receber energia suficiente ... Uma bateria muito fraca pode, por exemplo, restringir o funcionamento do motor e ele potencialmente não funcionará. capaz de desenvolver todo o seu poder.

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Motor térmico

Uma máquina de calor usa reações termodinâmicas. Basicamente, ele usa a expansão de gases aquecidos (pode-se mesmo dizer, inflamáveis) para girar as peças mecânicas. A mistura de combustível e oxidante fica presa na câmara, tudo queima, e isso causa uma expansão muito forte e, portanto, muita pressão (o mesmo princípio para foguetes de 14 de julho). Esta expansão é usada para girar o virabrequim, vedando os cilindros (compressão).

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Transmissão de motor elétrico VS motor térmico

Como você sem dúvida sabe, os motores elétricos podem funcionar em velocidades muito altas. Assim, essa característica convenceu os engenheiros a abandonarem a caixa de câmbio (ainda há uma redução, ou melhor, uma redução, e portanto um relatório), o que no processo reduz o custo e a complexidade do carro (e, portanto, a confiabilidade). Observe, no entanto, que o seguinte deve trazer um segundo relatório por razões de eficiência e aquecimento do motor, isso também se aplica ao Taycan.

Portanto, há um ganho significativo aqui, pois o motor térmico perderá tempo trocando marchas com o bônus adicional de torque reduzido.

Assim, na recuperação, isso também é uma vantagem, pois estamos sempre no modo elétrico com um bom cadastro, já que só existe um. Em uma máquina térmica, será necessário encontrar mecanicamente o mais adequado e deixar a caixa de câmbio fazer isso automaticamente (kick-down para melhorar o desempenho), e isso é uma perda de tempo.

Resumindo, podemos dizer que o motor elétrico tem uma curva potência / torque ao acelerar, enquanto o motor térmico terá várias (dependendo do número de marchas), saltando de uma para a outra graças à caixa de câmbio.

Potência do motor elétrico VS motor térmico

Dispositivos térmicos e elétricos não apenas diferem muito na transmissão, mas também não possuem os mesmos métodos de transmissão de potência e torque.

O motor elétrico tem um alcance muito mais amplo, pois pode alcançar velocidades muito altas enquanto mantém um torque e uma potência muito altos. Assim, sua curva de torque começa no topo e só desce. A curva de potência aumenta muito rapidamente e, em seguida, diminui gradualmente conforme você sobe até o ponto.

CURVA TÉRMICA DO MOTOR

Aqui está a curva de uma máquina térmica clássica. Normalmente, o maior torque e potência estão no meio da faixa de rotações (eles estão inter-relacionados, consulte o link no início do artigo). Em um motor turboalimentado, isso ocorre em direção ao meio e em um motor naturalmente aspirado, em direção ao topo do tacômetro.

CURVA DO MOTOR ELÉTRICO

Um motor térmico tem uma curva completamente diferente, com torque e potência máximos desenvolvidos em uma pequena parte da faixa de rotações. E assim teremos uma caixa de câmbio para usar esse pico de potência/torque durante toda a fase de aceleração. A velocidade de rotação (velocidade máxima) é limitada pelo fato de estarmos lidando com peças metálicas em movimento bastante pesadas e querer a frequência do motor muito alta coloca em risco as peças que podem girar (mais velocidade aumenta o atrito) e, portanto, o calor que pode fazer as peças “mais macio” devido ao ligeiro “derretimento”). Portanto, temos um interruptor de gasolina (limite de ignição) e uma frequência de injeção limitada em diesel.

Grosso modo, um motor térmico tem uma velocidade máxima de menos de 8000 rpm, enquanto um motor elétrico pode facilmente atingir 16 rpm com bons níveis de torque e potência em toda essa faixa. O motor térmico tem alta potência e torque apenas em uma pequena faixa de rotação do motor.

Uma diferença final: se chegarmos ao fim das curvas elétricas, notamos que elas caem repentinamente. Este limite está relacionado à frequência CA associada ao número de pólos do motor. Isso significa que ao atingir a velocidade máxima, você não poderá ultrapassá-la, pois o motor cria resistência. Se ultrapassarmos essa velocidade, teremos um poderoso freio-motor que o atrapalhará.