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如何大幅度的提高汽车发动机的热效率?

“热效率”是燃油汽车总在讨论的问题,想要高性能需要高效率,想要低油耗也要高效率,可是内燃机的热效

时间: 2024-04-19 21:27:38 作者: 雷竞技入口

  “热效率”是燃油汽车总在讨论的问题,想要高性能需要高效率,想要低油耗也要高效率,可是内燃机的热效率究竟能达到多高的标准呢?

  量产发动机的最高标准没有超过45%,目前来看还是比亚迪的1.5L NA阿特金森循环的43.02%的标准最高,大部分发动机的标准都在35%左右。柴油机的热效率在35%~45%区间,也不是非常的高。

  有没有什么办法能让发动机的热效率大幅度的提高,如果能提升到一半甚至现有水平的一倍,燃油车的未来又会是啥样子呢?

  内燃机的热效率高不了,这是很无奈的事实;目前仍旧躺在实验室里的超高热效率发动机也就是50%出头,其使用了材料是“陶瓷复合材料”,这里所谓的陶瓷和用来烧制瓶瓶罐罐的陶瓷概念不同,这是一种高标准的纳米复合材料,制造成本是非常之高的。 而即使这种陶瓷发动机的热效率也只是50%左右,到底是什么限制了内燃机的热效率?!参考下图。

  进排气损耗、磨损损耗、冷却损耗、燃烧充分性的损耗,几个损耗里的最夸张的就是“冷却损耗”;所谓的内燃机或外燃机都是“热机”,依靠燃烧燃料产生的热能,通过复杂的机械结构再转化为机械能,也就是动力。 热力学第二定律说明了热能会从高温物体传导至低温物体,燃油燃烧的火焰温度非常高,汽油能够达到1200℃、柴油能够达到1800℃,可见产生的热能会有多夸张;而发动机的机体温度远远低于火焰温度,可发动机的材料也有极限,超过阈值就会融化,所以材料会大量吸收热能但还不能只让材料吸收热能,于是就需要冷却系统。

  冷却系统分为两部分,其一为外部电子扇和气流从外部吸收机体热能进行降温,其二是内部的防冻冷却液吸收燃烧产生的热能从内部降温;只有这样才可以保证发动机材料不被熔化而损坏,但这样也会损耗(吸收)掉大量的热能,可以转化为动力的部分则会大幅减少。

  那么想要提高发动机的热效率,核心就是减少冷却损耗,减少的方式是提高发动机材料的耐热极限;目前看来能选择的高标准材料极其有限,纳米陶瓷复合材料可优先考虑,但是用这样一种材料打造的发动机的成本会高到离谱。 于是内燃机进入死循环了,高效率内燃机的制造成本奇高,是没有普及的可能性的,普通材料的内燃机热效率高不了,动力和油耗的极限很低。 期望提升内燃机的热效率并不现实,除非材料学有突破,可是突破不了;所以只能在现有材料的范围内,用其他技术打造出高效率的发动机,实现高效的方向是“不烧油”! 比如电动机。电机通过动力电池组输入到电机绕组的电流形成电磁场,通过与永磁体的磁极或另一组线圈的磁极“互斥”就能驱动转子运转;结构可以非常的简单,重点是转化机械能的原理是磁场而不是热能,冷却损耗的问题解决了。电子的结构又很简单,机械阻力损耗也是极低的。

  于是电机的“热效率”极限就可以非常夸张,超高标准的永磁同步电机能够达到97.5%!这是内燃机无法企及的高度。异步交流电机在高转速区间的损耗较低,如果用异同合作的话,电驱系统的效率会非常理想。

  用普通的材料就能打造出高效率、高性能、低能耗的发动机,似乎再没理由去费心的研究内燃机了;现在亟待突破的是动力电池的制造成本,只要能打造出高密度低成本的动力电池,电动汽车可以直接替代燃油汽车; 在此之前则只需要用插电混动技术和增程技术,让内燃机在车辆中的角色成为“发电器”,机器以低转速运行转化出不多的电能,以满足高效率的电机正常驱动汽车,这一个模式等同于让驱动系统的热效率达到极高的标准,所以不用再纠结内燃机了。

  引言 从2000年至今,我国汽车保有量以年均10%以上的速度递增,2011年底国内汽车保有量已突破一亿辆,我国车用能源消耗日益紧迫,汽车排放污染问题日渐突出,突破能源和环保的双重瓶颈已刻不容缓。 为解决车用能源短缺, 长期目标是发展新能源汽车(混合动力、纯电动汽车、燃料电池汽车),短期较为可行的途径还是传统汽车的节能技术: 以技术节能与结构节能相结合,尤其是发展高效内燃机技术、辅助以传动与驱动技术、整车设计优化技术、轻量化技术来达到降低车辆燃料消耗和减少排放的目标。 一.汽车发动机电子控制单元(ECU)的基本功能需求 为满足不断加严的排放法规和油耗法规,汽油发动机作为我国乘用车的主要动力来源,其本身在不断进行

  汽车电子市场概貌 赛迪顾问 汽车 电子产业事业部总经理兼高级咨询师徐鹏首先介绍道,电子科技类产品的大量应用一直是汽车节能减排的重要推动力,在过去30年中,电子 技术 在汽车中的应用使得其燃油效率提高了70%,动力电子控制管理系统通过SIDI(火花点火直接射油)、VVT(可变气门)、混合燃烧、涡轮增压/快充优化汽油引擎等技术,在改进动力效率方面起到了及其重要的作用; 汽车 总线技术使汽车形成一个网络,大幅度减少了汽车的线束重量,在推动汽车轻量化的过程中减少了 能源 消耗;通过TPMS产品时刻监测汽车胎压状态,避免了汽车因为胎压不足而白白损失的能量;此外,震动与热能能量回收技术、智能导航驾驶协助技术等新产品也在陆续应用于汽车中,将不断地持续提升

  效率的强力推进者 /

  发动机是汽车的心脏,发动机的性能是汽车的动力性、经济性、排放性等性能的根本。所有的汽车公司为了强化发动机的动力性,为了尽可能地提高发动机的热效率,不断地采用新技术。 下面我们大家一起盘点下近年应用于汽车发动机的有哪些新技术: 1、涡轮增压 增压中冷——空气冷却和水冷。 涡轮增压是提高升功率的最有效的方法。由于再次利用了废气能量,使发动机的热效率也有一定提高。 2、可变涡轮截面 增压压力闭环操控方法: 废气放气阀控制 可变涡轮截面控制 3、顶置凸轮轴加多气门 这是4气门的机构。 4、缸内直喷 单喷,双喷,更好地组织燃烧过程。 5、可变进气歧管长度 又分为非连续可变和连续可变进气

  英国禁售 燃油车 ;法国禁售燃油车;中国正在制定禁售燃油车时间表……一夜之间,燃油车成了全世界的“公敌”,内燃机成了 动力电池 的“垫脚石”。 新能源汽车 取代燃油车是大势所趋,就现阶段而言,新能源汽车是“真强”还是“虚火”?   N个小烟囱=1个大烟囱 目前,国内市场中较为常见的新能源汽车分为纯电动汽车、插电式混合动力汽车以及油电混合动力汽车,这其中最受追捧的是纯电动汽车。燃油车退市是时间问题,但是新能源汽车想接任可不仅仅是时间问题。     事实上,“鼓吹”新能源汽车一开始是“政治手段”,德国政府换届选举盯上了汽车行业,大众排放门事故之后政客将新能源汽车作为博取选票的手段,2017法兰克福车展起到了推波助澜的作用,这是燃油

  本例介绍的汽车发动机超温报警器具有保护功能,能在汽车发动机工作时候的温度偏高、水箱温度超过9O℃时发出声光报警信号,同时自动切断点火电路的工作电源,使发动机熄火。 电路工作原理 该汽车发动机超温报警器电路由温度检测控制电路和声光报警电路组成,如图所示。 温度检测控制电路由电阻器Rl、R2、电容器C、可变电阻器RP、热敏电阻器RT(作为温度传感器)、控制集成电路ICl和继电器K组成。 接通汽车点火开关S后,该报警器电路进人温度检测状态,ICl输出低电平,K吸合,其常开触头接通点火线圈的工作电源。在水箱内水温低于gOC时,报警电路不工作,HL不亮,IC2不工作,HA不发声。 当水箱因严重缺水或其他问题造成水温超过gOt

  超温报警器的工作原理及电路图 /

  点火线.引言 随着汽车电子点火技术的广泛应用,对电子点火系统各部件的要求也随之提高。 点火线圈作为汽车电子点火系统的重要部件,其性能必然的联系到汽车的工况,因此必须准确测试点火线圈各项参数,建立严格的产品出厂检验标准。据调查,我国汽车点火线圈系统的国产在线测试设备多以老式设备为主,智能检测设备较少,而进口设备价格昂贵,且其智能化程度不高。 因此研制出具有自动化、智能化的汽车发动机点火线圈检测系统是科研人员努力的方向。这篇文章着重介绍了这种符合现代化生产规格要求的汽车发动机点火线圈测试台的设计方法。 2.系统组成 汽车发动机点火线圈测试台的原理框图如图1所示。汽车点火线圈测试台系统的硬件主要由被测件(线圈、负载)、程控信号源、程控电压源、I/O控制

  点火线圈测试系统 /

  2010年,全世界内传统内燃机节能环保技术和汽车电子技术的发展可谓硕果累累,部分新动力技术也进入了预研和初测阶段,但遗憾并无大的实质性进展。在岁末将至时,盖世汽车网对汽车四大组成部件——发动机、底盘、车身和电子电气分别进行了最新技术的盘点,与业内人士分享 ,敬请关注。 一、发动机 别克君威发动机微处理器具有业内最高速度 2011款别克君威Ecotec 2.0升发动机采用新推出的32位(bit)嵌入式处理器“Viper”(蝰蛇),具有3兆比特(megabytes)整体闪存记忆,以此来实现汽车行业内发动机微处理器的最高处理速度(128兆赫兹工作速度)。 别克君越微混合动力系统公路油效37mpg

  篇 /

  日产汽车开发出了一种混合动力发动机,其热效率达到世界顶配水平的50%。与即将投入到正常的使用中的搭载e-power的混合动力汽车(HV)相比,油耗有望改善25%。该公司计划在2030年早期在主要市场推出的新型汽车全部改为电动汽车。提高发动机的热效率与电动汽车(EV)开发一起被列为重要技术,加快开发。 e - power是只做为引擎发电使用,用马达驱动的结构。利用能发电的特点重新设计了发动机。通过重新设计燃烧室等,开发出了用较少的燃料有效燃烧的技术。与此同时,电池的进化也确立了在热效率和输出功率最高的状态下恒定运转发动机的技术,实现了50%的热效率。 汽油车只能依靠发动机驱动,应该要依据情况改变输出功率,因此热效率的提高受到了限制。汽油

  性能试验方法

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