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  • 1 # 汽修技師郭

    現有發動機最高熱效率40%左右,如果能做到80%以上,首先同等功率下油耗會下降50%,假如原本百公里6升油,現在3升就夠了,其次,發動機的冷卻系統將會簡化,甚至取消。

  • 2 # 天和Auto

    汽車內燃機的熱效率如超過80%·燃油車仍舊會被淘汰

    “熱效率”是燃油汽車總在討論的問題,想要高效能需要高效率,想要低油耗也要高效率,可是內燃機的熱效率究竟能達到多高的標準呢?量產發動機的最高標準沒有超過45%,目前來看還是比亞迪的1.5L NA阿特金森迴圈的43.02%的標準最高,大部分發動機的標準都在35%左右。柴油機的熱效率在35%~45%區間,也不是非常的高。

    有沒有什麼辦法能讓發動機的熱效率大幅提升,如果能提升到一半甚至現有水平的一倍,燃油車的未來又會是什麼樣子呢?

    內燃機的熱效率高不了,這是很無奈的事實;目前仍舊躺在實驗室裡的超高熱效率發動機也就是50%出頭,其使用了材料是“陶瓷複合材料”,這裡所謂的陶瓷和用來燒製瓶瓶罐罐的陶瓷概念不同,這是一種高標準的奈米複合材料,製造成本是非常之高的。而即使這種陶瓷發動機的熱效率也只是50%左右,到底是什麼限制了內燃機的熱效率?!參考下圖。

    進排氣損耗、磨損損耗、冷卻損耗、燃燒充分性的損耗,幾個損耗裡的最誇張的就是“冷卻損耗”;所謂的內燃機或外燃機都是“熱機”,依靠燃燒燃料產生的熱能,透過複雜的機械結構再轉化為機械能,也就是動力。

    熱力學第二定律說明了熱能會從高溫物體傳導至低溫物體,燃油燃燒的火焰溫度非常高,汽油可以達到1200℃、柴油可以達到1800℃,可見產生的熱能會有多誇張;而發動機的機體溫度遠遠低於火焰溫度,可發動機的材料也有極限,超過閾值就會融化,所以材料會大量吸收熱能但還不能只讓材料吸收熱能,於是就需要冷卻系統。

    冷卻系統分為兩部分,其一為外部電子扇和氣流從外部吸收機體熱能進行降溫,其二是內部的防凍冷卻液吸收燃燒產生的熱能從內部降溫;只有這樣才能保證發動機材料不被熔化而損壞,但這樣也會損耗(吸收)掉大量的熱能,可以轉化為動力的部分則會大幅減少。

    那麼想要提高發動機的熱效率,核心就是減少冷卻損耗,減少的方式是提高發動機材料的耐熱極限;目前看來能選擇的高標準材料極其有限,奈米陶瓷複合材料可以考慮,但是用這種材料打造的發動機的成本會高到離譜。於是內燃機進入死迴圈了,高效率內燃機的製造成本奇高,是沒有普及的可能性的,普通材料的內燃機熱效率高不了,動力和油耗的極限很低。

    期望提升內燃機的熱效率並不現實,除非材料學有突破,可是突破不了;所以只能在現有材料的範圍內,用其他技術打造出高效率的發動機,實現高效的方向是“不燒油”!

    比如電動機。

    電機透過動力電池組輸入到電機繞組的電流形成電磁場,透過與永磁體的磁極或另一組線圈的磁極“互斥”就能驅動轉子運轉;結構可以非常的簡單,重點是轉化機械能的原理是磁場而不是熱能,冷卻損耗的問題解決了。電子的結構又很簡單,機械阻力損耗也是極低的。

    於是電機的“熱效率”極限就可以非常誇張,超高標準的永磁同步電機可以達到97.5%!這是內燃機無法企及的高度。非同步交流電機在高轉速區間的損耗較低,如果用異同合作的話,電驅系統的效率會非常理想。

    用普通的材料就能打造出高效率、高效能、低能耗的發動機,似乎再沒有理由去費心的研究內燃機了;現在亟待突破的是動力電池的製造成本,只要能打造出高密度低成本的動力電池,電動汽車可以直接替代燃油汽車;在此之前則只需要用插電混動技術和增程技術,讓內燃機在車輛中的角色成為“發電器”,機器以低轉速執行轉化出不多的電能,以滿足高效率的電機正常驅動汽車,這個模式等同於讓驅動系統的熱效率達到極高的標準,所以不用再糾結內燃機了。

  • 3 # 坦克T90

    扯談。汽車發動機由於壓縮比限制,理論熱效率最高也就是60%多點。有個計算公式的。不記得了。實際能到40%。

    所以你的問題,所謂80%,根本就是個偽問題。

  • 4 # 哎無名

    其實現在的發動機的技術和百年前的發動機本質上沒有什麼大的區別,現在的發動機研究已經進入了一個死衚衕,也可以說基本上達到了天花板。所以現在的發動機技術想提高很難想把效率提高更難,號稱研究發動機的鬼子其實在發動機的熱效率上也沒有什麼大的進步,想要提高發動機效率我想主要先改變思路改變發動機的架構,這種熱機已經沒的研究了

  • 5 # 宇宙飛仙666

    你將是一代宗師,發動機史上你的地位獨一無二。現在超超超臨界機組效率才60%,溫度已經1000多度了。到80%溫度估計上萬吧

  • 6 # 愛的喇叭花

    同等體積重量的熱功轉換裝置,功率越大效率越低,效率越高功率越就越低,航空發動機就是高功率低效率,火箭發動機效率就更低了,如果內燃機效率達到80%,那功率就低得可憐,輸出的動力可能自身都無法帶動。所以使用大體積大質量的熱功轉換裝置(發電廠的蒸汽輪機或燃氣輪機)將熱能高效率轉化為電能,再將電能分散儲存,用小體積電機高效轉換成動能驅動汽車就成了提高能源利用率的一種好方法。而且電能還可以有許多清潔環保的方法獲取(如水電、風電、光伏等),使總體能源更加綠色環保。

  • 7 # 阿偉9059

    電動車直接被淘汰,起碼還需要80年,電動車才能開始翻身。燃油的能量全面超越電力,現在最高燃油機效率才42%,提高一倍,而且內燃機時速如果達到了220km/h,電動車直接被斬落馬下!電動機高速非常差,而且1萬轉速基本不可能!這在飛機領域,內燃機完全就是毫無疑問的霸主地位!就好比恐龍對標老鼠!

  • 8 # 深看一度

    內燃機的結構和工作原理就已經決定了它的熱效率是有一個天花板的,就目前來看已經到達了天花板,再想突破已經是不可能的了。就像以前照明用的燈泡,它是透過發熱來發光的,所以燈泡的結構和工作原理就註定了他的發光效率不高。後來有了LED燈,它不是透過發熱來發光而是直接發光,大大的提高了發光效率。目前要想大幅度提高熱效率,唯一的途徑就是燃料不透過燃燒,而是透過化學能直接轉換成電能來驅動汽車,目前還沒有把汽柴油透過化學反應直接轉化成電能的這個技術,人們唯一掌握的化學能轉換成電能的技術就是用氫和氧化學反應直接產生電能,這樣效率就大大提高了。

  • 9 # 星輝650

    這個不吹不黑,真的很難,極難,

    傳統汽車汽油熱機,排氣,風冷,水冷,燃燒狀態等各種損失,熱效率很難達到50%,

    新技術,″單一工狀"燃油發電機,燃燒效率高,直接發成電,存電池存電容,再從電池,電容,輸出電力,效率會好些,

    再有磁流體燃油發電機,也算燃油動力電力,

    是一個方盒子燃燒室,有磁極分佈,可將燃料燃燒產生的等離子體,磁場分流成+-電荷流,打在極板上,形成電極電壓,給蓄電池充電,再從蓄電池輸出電力,

    這種沒有運動機件,熱效率比較高,

    磁流體燃油發電,油電油混動力前途遠大,前景光明,

  • 10 # 動力工廠

    內燃機目前為止還沒有商用的超過50%的,機械設計已經接近技術天花板,而材料科學仍然有較大的改進升級空間,但製造成本卻是一個無法逾越的門檻!除了不考慮成本的實驗室裡的技術驗證機,其他市場銷售發動機都不可能超越製造成本達到超高熱效率!

    現階段唯一的提高熱效率的方案就是油電混合,讓發動機工作在最高熱效率“約40%”左右,然後驅動發電機發電機並用電動機驅動汽車,這樣才能夠實現最高熱效率的利用!但也達不到80%的熱效率!

    所以就目前的技術來說,超過50%熱效率的內燃機商用完全不可能!

  • 11 # 光明右使8787

    靠燃燒做功的內燃機,肯定會有熱量損失,效率能做到50%最多了。要到80%,除非把排出的熱能利用起來,結果就是排氣管排出的是常溫廢氣。

  • 12 # 湘水長工

    發明一種吸熱發電的材料,將多餘的熱量轉為電能,包裹發動機和排氣管,將這些熱發電,車頂和外殼在覆蓋這種材料,用於太陽能發電。汽車搞成混動的,這樣,汽油40%的機械能驅動汽車,40%的熱能發電。燒油1小時,用電1小時,再加上能量回收、汽車起步及加速的電機輔助,發動機效率再提高一些,可預計將現有的油耗降低2/3的樣子。

  • 13 # khgfdfgcf

    你忘記了得到電能也是需要消耗掉大量其他能源的,如火電、水電、核電,也伴隨著能源損失,能量轉換也遵循能量守恆定律,沒這麼誇張,火電的效率也不高

  • 14 # 試駕時間

    不要說80%,50%已經非常困難了。

    理論上講,發動機的熱效率越高,整車燃油經濟性越好,但事實上,由於目前絕大多數車型車殼都是越級開發,整車整備質量和風阻係數維持在高位,導致發動機的效能並不能如實發揮。

  • 15 # zorro左翼

    學過熱力學定律就不會這麼問。

    熱機的理想模型是卡諾迴圈,要達到這個熱效率就得有足夠的溫差,難度可想而知!

  • 16 # SCJYSR

    山東維柴是全世界熱效率最高的(他們官宣)50%,我估計45%是保證的,其他的都很底,所以合資或原裝進口的汽車比中中國產大廠家的高不了1%,因而多支援中中國產,普遍認為日系車省油,一是他的效率要高點,更為重要的是日系車普遍車身質量小,能量守恆定律是永遠不會推翻的。

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