回覆列表
  • 1 # bapldp

    哈哈哈,照你說,不用風冷,水冷,發動機,做工這一個衝程,壓縮,爆炸,做工,往復經行,如果保溫隔熱,最加上摩擦,溫度上升到發紅,損壞。如果散熱不好,或無冷卻水,為漲缸?

  • 2 # 天和Auto

    成本限制_絕熱或耐高溫材料製造成本極高內燃式熱機如何提高熱效率?

    此問題已經探討了一個世紀,然而至今也沒有理想的解決方案。因為透過燃燒燃油的方式產生熱能,在將熱能轉化為機械能,這一化學反應必須在一個「容器」中完成。

    參考熱力學第二定律,熱能總會從高溫物體傳導到低溫物體或環境中,或者說低溫物體一定會吸熱。那麼有沒有一種物體可以完全不吸熱呢?答案是否定的,絕對隔熱的材料是理想狀態,只有相對強的低導熱材料。

    「內燃式」熱機使用哪些材料?機體_鑄鐵&鋁合金曲軸_鑄鐵連桿_鑄鐵活塞_鋁合金其他結構_合金鋼材為主

    上述材料均不是理想的「低導熱材料」,混合油氣在燃燒室內做功產生的熱能總量,其中只有35%左右可以轉化為機械能;剩餘的大部分熱能會因為機體與防凍冷卻液吸收,以及進排氣和執行阻力而轉化為其他形態的能量,這就是普通內燃機的缺點。

    重點:以這些材料打造的發動機成本已經很高了!一臺材料先進高壓直噴_Turbo技術的內燃機,其總成的價格動輒五位數,過保後更換總成則要數萬元。如果僅論材料本身的價值似乎並不是那麼高,但材料的加工工藝以及設計研發成本總還是要體現的。那麼如果使用更高階的材料會怎樣呢?——比如陶瓷材料。

    知識點1:陶瓷材料打造內燃式發動機早已開始試製,這種材料正是理想的耐高溫低導熱材料,其熔點達到了2000℃(攝氏度)以上;汽油的燃燒火焰溫度為1200℃,柴油也不過1800℃。那麼使用這些材料“包裹”住更多的熱能,使之在燃燒室內更多的轉化為機械能,這不就能提高熱效率了嗎?——測試結果顯示,陶瓷材料內燃機的熱效率能夠提升30%(達到70%左右),然而這種發動機絕對不會普及。

    知識點2:普通的陶瓷材料發動機雖然有很高的熱效率,但是目前仍然無法解決「脆」的問題,通俗的講就是這種機器的硬度雖然高,但是偶爾的異常行駛狀態就可能崩斷核心結構。想要提升陶瓷發動機的整體強度,唯一的方式就是製造出「陶瓷基奈米複合材料」;然而普通“微米級”的陶瓷內燃機就已經是天價了,奈米級複合材料的機體怕是比一般的奢侈級汽車成本還要高,這就是內燃機無法採用高標準低導熱材料的原因。

    核心因素_電動機再度普及電動機能源轉化率_95%左右

    同時是將一種能量轉化為機械能的發動機,電動機的“熱效率”是內燃機的3倍左右(內燃機冷啟動熱機階段熱效率極低/平均值也會大幅拉低)。能夠實現這種水平的原因是能量轉化不受溫度影響,電動機是利用電流形成電磁場,與永磁體互斥驅動轉子運轉;同時轉子與電磁線圈是沒有物理接觸的,懸浮的轉子只有軸承才有輕微的執行阻力,所以能量轉化率會非常之高,那麼還有必要去以巨大研發投入提升內燃機的熱效率嗎?

    總結:內燃機的時代在「動力電池」技術成熟後就已經結束了,各大主機廠均不在投入過多研發資金在這一領域,甚至很多車企都不在招收這一技術領域的工程師,這就足以印證未來的驅動力必然來自電機。而在電動汽車基礎配套設施還沒有非常完善之前,內燃機仍會在插電式混合動力汽車上使用。

    內燃機最後階段的最大的價值是以恆定轉速(定速巡航狀態)帶動發電機發電,內燃機轉化出的功率直接驅動車輛效果很差,但轉化為同樣能連的電、再利用超高效率的電動機驅動車輛行駛則能夠大幅降低綜合能耗;說白了就是燃油車消耗1升燃油假設行駛是10公里,轉化為電能後就能行駛幾十公里,這種轉化的“損耗”帶來的反而是提升,內燃機的最終價值就是這樣了。

  • 中秋節和大豐收的關聯?
  • 0.15%的鄰二氮菲是怎麼配製的?