每个人都喜欢认为每一滴汽油(您付出了高昂的代价)都直接有助于车辆的移动。然而,如果我们深入研究热力学定律,我们就会发现 现实却大不相同。在任何内燃机中,都会浪费大量的能量(和燃料)。这就是 热效率,这个术语并不总是很清楚,但我们将尝试解释并放置它。
从广义上讲,我们可以说它是计算燃料中存储的化学能的量度 实际上变成了机械工作 移动汽车的车轮。因为是的,在燃烧过程中,除了某些部件的摩擦之外,不可避免地会以余热的形式损失大量能量。厂家已 试图找到公式 提高效率,已经有所改善,但还有很长的路要走。
发动机的能量损失
为了更好地理解这个概念,我们必须理解 能量损失是如何发生的 在内燃机中。从一开始我们就看到大约三分之一的原始能量以气体的形式通过排气管迅速逸出。另外三分之一通过发动机缸体本身消散,迫使冷却系统和散热器工作,以便内部金属最终不会熔化。此外,还需要添加 机械摩擦损失。
活塞、曲轴和阀门等元件不断相互摩擦,从而窃取了所产生的宝贵比例的力。现实情况是,在传统汽油发动机中,几乎 25% 到 30% 的能量 燃料转化为运动。尽管这让许多司机感到惊讶,但这意味着大部分加油的燃油最终都被浪费了。这一切都是因为那些牢不可破的物理定律和燃烧过程中产生的热量。
| 能源目的地 | 大约百分比(传统发动机) |
| 有用的运动(轮子) | 25 – 30% |
| 废气损失 | 30 – 35% |
| 冷却系统的损失 | 30 – 35% |
| 机械摩擦及附件 | 5 – 10% |
是什么造成了效率的差异

从这些纸面上的数字来看,热效率提高 30% 到 40% 似乎只是一项微小的技术改进。 没有什么比现实更遥远的了。在发动机工程实验室中,刮擦一个百分点需要多年的模拟,这是值得庆祝的。轻松超越 40% 的门槛,这一里程碑在几年前几乎只为一级方程式发动机保留,如今已成为现实 业界的巨大痴迷 适合您的街车。
这项技术事业的至关重要性有两个方面。首先,它有直接影响 在日常消费经济中,因为更高效的机械装置可以从每一滴燃料中提取更多的公里数,从而降低平均消耗。其次,在当前立法环境中更为关键的是环境影响。完成相同的体力活动需要燃烧更少的燃料意味着 立即按比例减少排放 二氧化碳。
如何实现最大热效率

现代车辆的热效率接近或超过 45% 这不是通过简单的电子调节就能实现的。它需要完全重新发明推进剂的呼吸和处理混合物的方式。最有效和广泛采用的解决方案之一是修改奥托的传统燃烧循环,坚定地押注于 阿特金森或米勒循环。这些配置使进气门在压缩阶段保持打开一段时间,从而减少活塞压缩混合物所需的工作量,并设法在随后的膨胀阶段提取更多有用的功。
除了这种复杂性之外,还有一场反对内耗的战争。制造商 使用先进的涂料 气缸壁上的合成金刚石、粘度极低的润滑剂以及仅在绝对必要时才需要能量的电动水泵。此外,热管理已成为一门毫米科学。 彻底隔离 排气管以免过早损失热量,并且使用可变几何涡轮增压器有助于回收之前浪费的大部分热能。
在杂交时代的关键作用

我们可能会错误地认为 随着纯电动汽车的兴起,继续完善内燃机已经没有意义。但专门从事推进系统开发的公司(例如 Horse Powertrain)却表现出相反的情况,他们的发动机热效率达到 44.2%。全球向可持续交通的过渡还有很长的路要走。这 混合动力技术需要燃烧 从长远来看,最大限度地发挥性能,成为真正有效和清洁的替代方案。
事实上,正是与电动机的联盟,才使得汽油机的热效率得以提升 达到历史水平。在传统汽车中,热机必须每天面对 效率极低的情况,例如从静止起步、突然转弯或在无休无止的城市交通拥堵中空转时燃烧燃油。
然而,在混合动力方案中,汽油块可以设计为在其最高效率的“最佳位置”固定运行, 委派最艰巨和不规则的任务 到电动机。正是这种完美的技术共生保证了工程技术继续为十分之一不懈奋斗,因为现代汽车的真正艺术从不浪费能源。