A motor termikus hatásfoka a motorteljesítmény értékelésének egyik fontos mutatója. Minél magasabb a motor termikus hatásfoka, annál fejlettebb a technológia. Mit jelent tehát a motor termikus hatásfoka? Mindenki, különösen az autóvásárlás előtt álló barátok nézzenek rá.
kép
A motor termikus hatásfoka a motor effektív teljesítménye hőjének az egységnyi idő alatt elfogyasztott tüzelőanyag hőjéhez viszonyított arányát jelenti. Leegyszerűsítve azt jelenti, hogy az üzemanyag elégetése után keletkező energia mennyi energiát alakít át az autó hajtóerejévé.
A hőhatékonyságot úgy számítjuk ki, hogy a ténylegesen felhasznált hőértéket elosztjuk a tüzelőanyagban lévő hőértékkel. Például: egy liter benzin 33580KJ hőt szabadít fel a teljes égés után, amelyből 11000KJ-t a motor munkateljesítményévé alakít át. Ekkor ennek a motornak a termikus hatásfoka jelenleg:
(11000÷33580)×100%=32.8%
Általánosságban elmondható, hogy egy bizonyos motor termikus hatásfoka alapvetően a tervezéstől a gyárból való elhagyásig rögzített. A benzinmotorok maximális termikus hatásfoka általában 30% és 40%, a dízelmotoroké valamivel magasabb, 35% és 45% között van. Ha erről beszélünk, néhány barát felteheti a kérdést, hogy miért nem 100%-os a hőhatékonyság? A valóság olyan kegyetlen. A motormérnökök számára rendkívül nehéz a termikus hatásfokot 1%-kal növelni 30-40%-os alapon. Tehát hová kerül az energia fennmaradó 50-60%-a?
kép
A motor olyan gép, amely a hőenergiát mechanikai energiává alakítja. A termodinamika törvényei szerint a hőenergia nem alakítható 100%-ban más energiaformákká. Minden gépben elkerülhetetlen a súrlódás, és a súrlódási ellenállás által elfogyasztott hő nem küszöbölhető ki. Ezenkívül a motornak fenn kell tartania egy bizonyos hőmérsékletet és térfogatot, és nem növekedhet vagy csökkenhet a végtelenségig, így a hűtési veszteség elkerülhetetlen. Más tényezőkkel együtt, mint például az üzemanyag teljes elégésének lehetetlensége, a szivattyú gázvesztesége stb., a motor termikus hatásfoka nem lehet 100%.
Amikor a motor megszületett, a maximális termikus hatásfok 20% alatt volt. Száz év után az autómérnökök generációinak folyamatos erőfeszítésével az autómotorok maximális termikus hatásfoka csak több mint 40%-ra nőtt. Már ez is figyelemre méltó teljesítmény. A jelenlegi technológia mellett a motor termikus hatásfoka a határ közelében van. Minden százalékos növekedés óriási technológiai előrelépés.
Milyen módszerekkel javítható a motor termikus hatásfoka?
1. Benzinmotoroknál a legközvetlenebb módszer a motor kompressziós arányának növelése. Ez is az egyik fő oka annak, hogy a dízelmotorok termikus hatásfoka magasabb, mint a benzinmotoroké.
2. Csökkentse a mechanikai súrlódási ellenállást alacsony súrlódású dugattyúk, alacsony rugalmasságú dugattyúgyűrűk és jobb teljesítményű kenőanyagok használatával.
3. Optimalizálja az üzemanyag-ellátó rendszert, és alkalmazzon nagyobb nyomást a hengeren belüli közvetlen befecskendezéshez stb.
4. Optimalizálja a szeleplánc szívó- és kipufogócsatornáinak kialakítását, és alkalmazzon változó szelep-időzítési és emelési technológiát.
5. Optimalizálja az égéstér kialakítását, hogy lehetővé tegye az üzemanyag teljesebb égését.
6. Optimalizálja a henger kialakítását, és rendelkezzen megfelelő furat/löket arány;
7. Dízelmotoroknál olyan technológiák is használhatók, mint a befecskendezési sebesség növelése, többszörös befecskendezés és a magas szívónyomás.
kép
A motor termikus hatásfoka nem állandó
A motor termikus hatásfoka az üzemi feltételek változásával változik. A legtöbb munkakörülmény mellett a motor termikus hatásfoka nagyon alacsony. Például a leggyakoribb városi torlódási körülmények között a motor termikus hatásfoka csak körülbelül 20%; autópályán való vezetéskor a termikus hatásfok elérheti a 30% -ot; a legnagyobb termikus hatásfokkal rendelkező munkakörülmények a nagy terhelések és az alacsony sebességek, például autózás közben Meredek lejtőn felkapaszkodva a motor fojtószelepe teljesen nyitva van, és a légbeszívás ellenállása minimális. Ebben az időben a motor fordulatszáma nem magas, és a mechanikai súrlódási ellenállás kicsi. A termikus hatásfok ebben az időben viszonylag magas.
Ha egy motornak magas a termikus hatásfoka, szükségszerűen üzemanyagot takarít meg?
Nem feltétlenül. A magasabb hőhatékonyságú motorok általában fejlettebbek a technológiában, és magának a motornak a gazdaságossága is határozottan jobb. A motor gazdaságossága azonban nem egyenlő az autó egészének gazdaságosságával. Az autó üzemanyag-fogyasztását nem csak a motor határozza meg, hanem számos tényező, például a sebességváltó, a futómű és a testtömeg is. Ezért nem minden magas hőhatékonyságú motorral felszerelt modell üzemanyag-hatékony.
kép
A belső égésű motor megjelenése óta, különösen az energiatakarékosság és a károsanyag-kibocsátás csökkentése irányába, a termikus hatásfok javítása a kutatás-fejlesztés kiemelt prioritásává vált. Bár már léteznek olyan motorok, amelyek hőhatékonysága eléri a 43%-ot a sorozatgyártású modellekben, a hőhatékonyság fennmaradó közel 50%-át még fel kell tárni. Sok autógyártó cég üzemanyag-motorokkal kapcsolatos intenzív kutatásának is ez a jelentősége.
