Hiệu quả của động cơ đốt trong - chúng ta biết hiệu quả khi so sánh
nội dung
Trong số rất nhiều đặc điểm của các cơ cấu khác nhau trên ô tô, yếu tố quyết định là Hiệu quả của động cơ đốt trong. Để tìm ra bản chất của khái niệm này, bạn cần biết chính xác động cơ đốt trong cổ điển là gì.
Hiệu suất của động cơ đốt trong - nó là gì?
Trước hết, động cơ biến đổi nhiệt năng xuất hiện trong quá trình đốt cháy nhiên liệu thành một công cơ học nhất định. Không giống như động cơ hơi nước, những động cơ này nhẹ hơn và nhỏ gọn hơn. Chúng tiết kiệm hơn nhiều và tiêu thụ nhiên liệu lỏng và khí được xác định nghiêm ngặt. Như vậy, hiệu quả của động cơ hiện đại được tính toán dựa trên các đặc tính kỹ thuật và các chỉ tiêu khác của chúng.
Hiệu suất (hệ số hiệu suất) là tỷ số giữa công suất thực truyền tới trục động cơ với công suất mà pít tông nhận được do tác dụng của khí. Nếu chúng ta so sánh hiệu suất của các động cơ có công suất khác nhau, chúng ta có thể xác định rằng giá trị này đối với mỗi động cơ có đặc điểm riêng.
Hiệu suất hữu hiệu của động cơ phụ thuộc vào các tổn hao cơ học khác nhau ở các giai đoạn hoạt động khác nhau. Tổn thất bị ảnh hưởng bởi chuyển động của các bộ phận riêng lẻ của động cơ và kết quả là ma sát. Đây là các piston, vòng piston và các vòng bi khác nhau. Các bộ phận này gây ra tổn thất lớn nhất, chiếm khoảng 65% tổng số. Ngoài ra, tổn thất phát sinh từ hoạt động của các cơ chế như máy bơm, máy hút và các cơ chế khác, có thể lên đến 18%. Một phần nhỏ của tổn thất là lực cản xảy ra trong hệ thống nhiên liệu trong quá trình nạp và thải.
Hầu hết, hiệu suất giảm do thất thoát nhiệt. Nhà máy điện làm ấm tất cả các yếu tố của hệ thống, bao gồm chất làm mát, bộ tản nhiệt làm mát và bộ sưởi, cùng với đó, nhiệt bị mất đi. Một phần bị mất đi cùng với khí thải. Trung bình, tổn thất nhiệt chiếm tới 35% hiệu suất và 25% hiệu suất nhiên liệu khác. 20% khác bị chiếm bởi tổn thất cơ học, tức là trên các phần tử tạo ra ma sát (piston, vòng, v.v.). Dầu động cơ chất lượng cao giúp giảm ma sát, nhưng không thể loại bỏ hoàn toàn yếu tố này.
Với hiệu suất thấp của động cơ, có thể trình bày tổn thất rõ ràng hơn, ví dụ, về lượng nhiên liệu. Với mức tiêu hao nhiên liệu trung bình 10 lít trên một trăm km thì chỉ cần 2-3 lít xăng để vượt qua đoạn này, còn lại là lỗ. Động cơ diesel có ít tổn thất hơn, cũng như động cơ đốt trong có thiết bị khí cầu. Nếu vấn đề hiệu suất cao của động cơ là cơ bản, thì có những lựa chọn với hệ số 90%, nhưng đó là xe điện và xe có động cơ hybrid. Theo quy luật, giá thành của chúng có phần cao hơn và do đặc thù hoạt động (cần sạc lại thường xuyên và hạn chế mùi khi chạy) nên những chiếc máy như vậy vẫn còn hiếm ở nước ta.
So sánh hiệu suất động cơ - xăng và dầu diesel
Nếu chúng ta so sánh hiệu suất của động cơ xăng và động cơ diesel, cần lưu ý rằng động cơ đầu tiên không đủ hiệu quả và chỉ chuyển đổi 25-30% năng lượng được tạo ra thành hành động hữu ích. Ví dụ, hiệu suất của động cơ diesel tiêu chuẩn đạt 40%, và việc sử dụng tăng áp và làm mát liên động làm tăng giá trị này lên 50%.
Cả hai động cơ, mặc dù có sự giống nhau về thiết kế, nhưng có các kiểu hình thành hỗn hợp khác nhau. Do đó, các piston của động cơ bộ chế hòa khí hoạt động ở nhiệt độ cao hơn đòi hỏi chất lượng làm mát cao. Do đó, năng lượng nhiệt có thể chuyển thành cơ năng sẽ bị tiêu tán vô ích, làm giảm giá trị hiệu suất tổng thể.
Tuy nhiên, để tăng hiệu suất của động cơ xăng, người ta phải thực hiện một số biện pháp nhất định. Ví dụ, hai van nạp và xả có thể được lắp trên mỗi xi-lanh, thay vì một van nạp và một van xả. Ngoài ra, một số động cơ có cuộn đánh lửa riêng cho mỗi bugi. Điều khiển bướm ga trong nhiều trường hợp được thực hiện bằng ổ điện chứ không phải cáp thông thường.
Hiệu suất động cơ diesel - hiệu quả đáng chú ý
Diesel là một trong những loại động cơ đốt trong, trong đó quá trình đốt cháy hỗn hợp hoạt động được thực hiện nhờ quá trình nén. Do đó, áp suất không khí trong xi lanh cao hơn nhiều so với động cơ xăng. So sánh hiệu suất của động cơ diesel với hiệu suất của các thiết kế khác, người ta có thể nhận thấy hiệu suất cao nhất của nó.
Trong điều kiện tốc độ thấp và dịch chuyển lớn, chỉ số hiệu quả có thể vượt quá 50%.
Cần chú ý đến mức tiêu thụ nhiên liệu diesel tương đối thấp và hàm lượng các chất độc hại trong khí thải thấp. Như vậy, giá trị hiệu suất của động cơ đốt trong phụ thuộc hoàn toàn vào kiểu và thiết kế của nó. Ở nhiều loại xe, hiệu suất thấp được bù đắp bằng nhiều cải tiến khác nhau để cải thiện hiệu suất tổng thể.
