gambar
"Kecekapan terma" adalah isu yang selalu dibincangkan dalam kenderaan bahan api. Jika anda mahukan prestasi tinggi, anda perlukan kecekapan tinggi, dan jika anda mahukan penggunaan bahan api yang rendah, anda juga perlukan kecekapan tinggi. Tetapi sejauh manakah piawaian yang boleh dicapai oleh kecekapan haba enjin pembakaran dalaman?
Standard tertinggi untuk enjin yang dihasilkan secara besar-besaran tidak melebihi 45%. Pada masa ini, kitaran 1.5L NA Atkinson BYD mempunyai standard tertinggi sebanyak 43.02%. Piawaian untuk kebanyakan enjin adalah sekitar 35%. Kecekapan haba enjin diesel adalah dalam julat 35% hingga 45%, yang tidak begitu tinggi.
Adakah terdapat cara untuk meningkatkan kecekapan haba enjin dengan ketara? Jika ia boleh dinaikkan kepada separuh atau dua kali ganda paras semasa, bagaimanakah rupa masa depan kenderaan bahan api?
gambar
Kecekapan haba enjin pembakaran dalaman tidak boleh tinggi, yang merupakan fakta yang sangat tidak berdaya; enjin kecekapan terma ultra tinggi yang masih terletak di makmal hanya melebihi 50%, dan bahan yang mereka gunakan adalah "bahan komposit seramik". Yang dipanggil seramik di sini digunakan untuk membakar Konsep seramik untuk membuat botol dan balang adalah berbeza. Ini adalah bahan nanokomposit standard tinggi, dan kos pembuatan adalah sangat tinggi.
Malah kecekapan haba enjin seramik ini hanya kira-kira 50%. Apakah yang mengehadkan kecekapan haba enjin pembakaran dalaman? ! Rujuk gambar di bawah.
gambar
Kehilangan salur masuk dan ekzos, kehilangan haus, kehilangan penyejukan, dan kehilangan kecukupan pembakaran, kerugian yang paling dibesar-besarkan ialah "kerugian penyejukan"; apa yang dipanggil enjin pembakaran dalaman atau enjin pembakaran luaran ialah "enjin haba" yang bergantung kepada tenaga haba yang dihasilkan oleh bahan api yang terbakar. , dan kemudian ditukar kepada tenaga mekanikal, iaitu kuasa, melalui struktur mekanikal yang kompleks.
Hukum kedua termodinamik menyatakan bahawa tenaga haba akan dipindahkan daripada objek bersuhu tinggi ke objek bersuhu rendah. Suhu nyalaan pembakaran bahan api adalah sangat tinggi. Petrol boleh mencapai 1200 darjah dan diesel boleh mencapai 1800 darjah. Dapat dilihat betapa keterlaluan tenaga haba yang dihasilkan; dan suhu badan enjin Ia jauh lebih rendah daripada suhu nyalaan, tetapi bahan enjin juga mempunyai had. Jika ia melebihi ambang, ia akan cair. Oleh itu, bahan akan menyerap sejumlah besar tenaga haba, tetapi ia tidak boleh hanya menyerap tenaga haba, jadi sistem penyejukan diperlukan.
gambar
Sistem penyejukan terbahagi kepada dua bahagian. Salah satunya ialah kipas elektronik luaran dan aliran udara yang menyerap tenaga haba badan dari luar untuk menyejukkannya. Yang lain ialah penyejuk antibeku dalaman yang menyerap tenaga haba yang dihasilkan oleh pembakaran dan menyejukkannya dari dalam. Hanya dengan cara ini bahan enjin boleh dielakkan daripada cair. Kerosakan, tetapi ini juga akan kehilangan (menyerap) sejumlah besar tenaga haba, dan bahagian yang boleh ditukar menjadi kuasa akan berkurangan.
gambar
Jadi jika anda ingin meningkatkan kecekapan haba enjin, terasnya adalah untuk mengurangkan kehilangan penyejukan. Cara mengurangkannya ialah dengan meningkatkan had rintangan haba bahan enjin. Pada masa ini, nampaknya bahan standard tinggi yang boleh dipilih adalah sangat terhad. Bahan komposit nano-seramik boleh dipertimbangkan, tetapi dengan bahan ini Kos membina enjin akan menjadi tidak masuk akal.
Akibatnya, enjin pembakaran dalaman telah memasuki kitaran tak terhingga. Kos pembuatan enjin pembakaran dalaman berkecekapan tinggi adalah sangat tinggi, dan tidak ada kemungkinan untuk dipopularkan. Kecekapan haba enjin pembakaran dalaman yang diperbuat daripada bahan biasa tidak boleh tinggi, dan had kuasa dan penggunaan bahan api adalah sangat rendah.
gambar
Adalah tidak realistik untuk menjangkakan untuk meningkatkan kecekapan terma enjin pembakaran dalaman melainkan terdapat kejayaan dalam sains bahan, tetapi tidak akan ada kejayaan. Oleh itu, kami hanya boleh menggunakan teknologi lain untuk mencipta enjin berkecekapan tinggi dalam skop bahan sedia ada. Arah untuk mencapai kecekapan tinggi ialah "tidak membakar minyak" !
Seperti motor elektrik.
Input arus elektrik ke penggulungan motor melalui pek bateri kuasa membentuk medan elektromagnet, yang boleh memacu pemutar dengan "saling menolak" kutub magnet magnet kekal atau kutub magnet set gegelung yang lain; strukturnya boleh menjadi sangat mudah, tetapi perkara utama ialah prinsip menukar tenaga mekanikal. Medan magnet dan bukannya tenaga haba, masalah kehilangan penyejukan diselesaikan. Struktur elektronik adalah sangat mudah, dan kehilangan rintangan mekanikal juga sangat rendah.
gambar
Oleh itu, had "kecekapan terma" motor boleh menjadi sangat dibesar-besarkan, dan motor segerak magnet kekal standard ultra tinggi boleh mencapai 97.5%! Ini adalah ketinggian di luar jangkauan enjin pembakaran dalaman. Motor AC tak segerak mempunyai kerugian yang rendah dalam julat kelajuan tinggi. Jika persamaan dan perbezaan digunakan bersama, kecekapan sistem pemacu elektrik akan menjadi sangat ideal.
gambar
Enjin berkecekapan tinggi, berprestasi tinggi dan penggunaan tenaga rendah boleh dibina menggunakan bahan biasa. Nampaknya tiada sebab untuk bersusah payah mengkaji enjin pembakaran dalaman lagi; apa yang perlu dipecahkan sekarang ialah kos pembuatan bateri kuasa. Selagi bateri berketumpatan tinggi dan kos rendah boleh dicipta, bateri Kuasa dan kenderaan elektrik boleh secara langsung menggantikan kenderaan bahan api;
Sebelum ini, hanya perlu menggunakan teknologi hibrid plug-in dan teknologi jarak lanjutan untuk membolehkan enjin pembakaran dalaman memainkan peranan sebagai "penjana" dalam kenderaan. Mesin akan berjalan pada kelajuan rendah dan menukar sejumlah kecil tenaga elektrik untuk memenuhi keperluan pemanduan biasa motor kecekapan tinggi. Untuk kereta, mod ini bersamaan dengan menjadikan kecekapan terma sistem pemacu mencapai standard yang sangat tinggi, jadi tidak perlu risau tentang enjin pembakaran dalaman lagi.
