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  • 1 # 使用者9493603602974

    我的直覺正好相反,汽車發動機(內燃機)設計發展了這麼多年,最終追求的合適的工作溫度(區間),而非降低工作溫度。事實上不同工況以及環境條件下出現的過高或過低的工作溫度卻對發動機的效能不利,簡單來說:

    1.過低的工作溫度:比如極端溫度下冷起動困難,汽油難以霧化,積碳,排放超標,還有一些相關問題比如以前的大眾燒機油和最近的本田機油增多均和過冷的環境溫度有關。低溫也導制機油黏度不行,流動性差,不宜激烈駕駛。

    2.而長期過熱的環境溫度又會導致發動機密封性問題,比如矽膠老化,導致漏油,漏水等。而一但極端情況下發生冷卻問題,則可能對缸蓋缸墊或增壓器造成嚴重受熱變形或損壞(因為這幾個部件熱負荷大,冷卻設計冗餘度又小,如下圖EA888的缸蓋溫度場)

    因此目前各大主機廠都在宣傳“智慧熱管理”這個概念,比如奧迪,福特,通用都採用了排氣歧管缸蓋內建,目的是改善冷起動(排放),儘管可能也產生了使缸蓋平均工作溫度升高這種冷卻設計角度的弊端。這些類似工作對於使用者體驗方面並無太大的提升,卻顯著提升發動機的穩定性,質量和壽命。

    至於第二個問題關於熱回收轉化為驅動力,我以為是一個很大很難的問題,就目前技術而言:

    1: 渦輪增壓技術其實已經利用了佔總燃燒化學能約30%的排氣能量,由於可壓縮氣體溫度壓力不分家的特點,對於壓力的利用即溫度的利用。另外渦輪增壓技術可以成熟發展的內在原因還在於同軸的渦輪-壓氣機系統可以與內燃機多氣缸系統輕鬆完成熱力學的耦合與解耦,同時機械上又完全獨立,這兩個條件缺一不可。解釋一下,以EA888為例,耦合區間是在1600rpm-5000rpm的高負荷區間,增壓器產生0-1bar的正壓,滿足使用者對動力的需求;去耦在扭矩要求低(<150Nm)和最高轉速時(逐步減少耦合),目的分別是節油和保護渦輪(降阻),由於機械上渦輪與氣缸沒有硬連線,只需要廢氣旁通閥完成開度變化即可耦合或解耦,可謂天作之合。

    2.而佔燃燒能量另外約30%的冷卻液帶走的能量無法充分利用就是因為冷卻系統溫度場已經與整個發動機產生高度耦合,需要時刻保證發動機的散熱與加熱要求,很難再與另一個熱量收集系統完成耦合,在溫度控制方面是無法實現的。簡單來講就是以下邏輯:另外系統散熱目標—>現有溫度場破壞—>無法保證發動機自身散熱

    3. 最後剩下的30-40%就是發動機輸出的有效軸功了(制動馬力)

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