rasm
"Issiqlik samaradorligi" - bu yoqilg'i transport vositalarida doimo muhokama qilinadigan masala. Agar siz yuqori samaradorlikni istasangiz, sizga yuqori samaradorlik kerak va agar siz kam yoqilg'i sarfini istasangiz, yuqori samaradorlik ham kerak. Ammo ichki yonish dvigatelining issiqlik samaradorligi qanchalik yuqori standartga yetishi mumkin?
Ommaviy ishlab chiqarilgan dvigatellar uchun eng yuqori standart 45% dan oshmaydi. Hozirgi vaqtda BYD ning 1,5L NA Atkinson tsikli eng yuqori standartga ega - 43,02%. Ko'pgina dvigatellar uchun standartlar taxminan 35% ni tashkil qiladi. Dizel dvigatellarning issiqlik samaradorligi 35% dan 45% gacha, bu juda yuqori emas.
Dvigatelning issiqlik samaradorligini sezilarli darajada oshirishning biron bir usuli bormi? Agar uni hozirgi darajadan yarmiga yoki hatto ikki barobarga oshirish mumkin bo'lsa, yonilg'i avtomobillarining kelajagi qanday bo'ladi?
rasm
Ichki yonish dvigatellarining issiqlik samaradorligi yuqori bo'lishi mumkin emas, bu juda nochor fakt; Hali ham laboratoriyada yotgan o'ta yuqori issiqlik samaradorligi dvigatellari 50% dan sal ko'proqni tashkil qiladi va ular ishlatadigan materiallar "keramika kompozit materiallari" dir. Bu erda keramika deb ataladigan narsalar kuyish uchun ishlatiladi Butilkalar va idishlarni tayyorlash uchun keramika tushunchasi boshqacha. Bu yuqori standartli nanokompozit material bo'lib, ishlab chiqarish narxi juda yuqori.
Va hatto bu seramika dvigatelining termal samaradorligi atigi 50% ni tashkil qiladi. Ichki yonuv dvigatellarining issiqlik samaradorligini nima cheklaydi? ! Quyidagi rasmga qarang.
rasm
Kirish va egzoz yo'qotishlari, eskirish yo'qotishlari, sovutish yo'qotishlari va yonishning etarlilik yo'qotishlari, bu yo'qotishlarning eng abartılı "sovutish yo'qotilishi"; ichki yonuv dvigatellari yoki tashqi yonish dvigatellari deb ataladiganlar "issiqlik dvigatellari" bo'lib, ular yoqilg'ini yoqish natijasida hosil bo'ladigan issiqlik energiyasiga tayanadi. , keyin esa murakkab mexanik struktura orqali mexanik energiyaga, ya'ni quvvatga aylanadi.
Termodinamikaning ikkinchi qonunida aytilishicha, issiqlik energiyasi yuqori haroratli jismlardan past haroratli jismlarga o'tadi. Yoqilg'i yonishining olov harorati juda yuqori. Benzin 1200 darajaga, dizel esa 1800 darajaga yetishi mumkin. Ishlab chiqarilgan issiqlik energiyasi qanchalik bo'rttirilganligini ko'rish mumkin; va vosita tanasi harorati Bu olov haroratidan ancha past, lekin dvigatelning materiali ham chegaraga ega. Agar u chegaradan oshib ketsa, u eriydi. Shuning uchun material katta miqdorda issiqlik energiyasini o'zlashtiradi, lekin u faqat issiqlik energiyasini o'zlashtira olmaydi, shuning uchun sovutish tizimi kerak.
rasm
Sovutish tizimi ikki qismga bo'lingan. Ulardan biri tashqi elektron fan va havo oqimi bo'lib, uni sovutish uchun tananing issiqlik energiyasini tashqaridan o'zlashtiradi. Ikkinchisi - yonish natijasida hosil bo'lgan issiqlik energiyasini o'zlashtiradigan va uni ichkaridan sovutadigan ichki antifriz sovutgichi. Faqat shu tarzda dvigatel materiallarining erishi oldini olish mumkin. Zarar, lekin bu ham katta miqdorda issiqlik energiyasini yo'qotadi (singdiradi) va quvvatga aylantirilishi mumkin bo'lgan qism juda kamayadi.
rasm
Shunday qilib, agar siz dvigatelning issiqlik samaradorligini yaxshilashni istasangiz, yadro sovutish yo'qotilishini kamaytirishdir. Uni kamaytirish yo'li dvigatel materialining issiqlikka chidamlilik chegarasini oshirishdir. Hozirgi vaqtda tanlanishi mumkin bo'lgan yuqori standartli materiallar juda cheklangan ko'rinadi. Nano-keramik kompozit materiallarni ko'rib chiqish mumkin, ammo bu material bilan Dvigatelni qurish narxi kulgili bo'ladi.
Natijada, ichki yonish dvigateli cheksiz tsiklga kirdi. Yuqori samarali ichki yonish dvigatellarini ishlab chiqarish narxi juda yuqori va ommalashtirish imkoniyati yo'q. Oddiy materiallardan tayyorlangan ichki yonish dvigatellarining issiqlik samaradorligi yuqori bo'lishi mumkin emas, quvvat va yoqilg'i sarfi chegaralari juda past.
rasm
Materialshunoslikda yutuq bo'lmasa, ichki yonuv dvigatellarining issiqlik samaradorligini oshirishni kutish haqiqatga to'g'ri kelmaydi, ammo hech qanday yutuq bo'lmaydi. Shuning uchun biz mavjud materiallar doirasida yuqori samarali dvigatellarni yaratish uchun faqat boshqa texnologiyalardan foydalanishimiz mumkin. Yuqori samaradorlikka erishish yo'nalishi "yog'ni yoqmaslik" !
Elektr dvigatellari kabi.
Dvigatel o'rashiga quvvat akkumulyatori orqali kiritilgan elektr toki elektromagnit maydon hosil qiladi, bu doimiy magnitning magnit qutblarini yoki boshqa sariqlarning magnit qutblarini "o'zaro qaytarish" orqali rotorni harakatga keltirishi mumkin; struktura juda oddiy bo'lishi mumkin, lekin asosiy nuqta - mexanik energiyani aylantirish printsipi. Issiqlik energiyasi o'rniga magnit maydon, sovutish yo'qotishlari muammosi hal qilinadi. Elektron tuzilishi juda oddiy va mexanik qarshilik yo'qolishi ham juda past.
rasm
Shuning uchun dvigatelning "issiqlik samaradorligi" chegarasi juda abartılı bo'lishi mumkin va ultra yuqori standart doimiy magnit sinxron vosita 97,5% ga yetishi mumkin! Bu ichki yonuv dvigatellari yeta olmaydigan balandlik. Asenkron AC motorlar yuqori tezlik oralig'ida kam yo'qotishlarga ega. Agar o'xshashlik va farqlar birgalikda ishlatilsa, elektr haydovchi tizimining samaradorligi juda ideal bo'ladi.
rasm
Oddiy materiallar yordamida yuqori samarali, yuqori unumdor va kam energiya sarflaydigan dvigatellarni qurish mumkin. Ko'rinishidan, ichki yonuv dvigatellarini o'rganish bilan bezovtalanish uchun endi hech qanday sabab yo'q; endi sindirish kerak bo'lgan narsa - quvvat batareyalarining ishlab chiqarish narxi. Yuqori zichlikli va arzon narxlardagi batareyalar yaratilishi mumkin ekan, Quvvat batareyalari va elektr transport vositalari to'g'ridan-to'g'ri yonilg'i transport vositalarini almashtirishi mumkin;
Bungacha faqat ichki yonuv dvigatelining avtomobilda "generator" rolini o'ynashiga imkon beradigan plagin gibrid texnologiyasi va kengaytirilgan diapazon texnologiyasidan foydalanish kerak edi. Mashina past tezlikda ishlaydi va yuqori samarali dvigatelning normal haydash talablarini qondirish uchun oz miqdorda elektr energiyasini aylantiradi. Avtomobillar uchun bu rejim haydash tizimining issiqlik samaradorligini nihoyatda yuqori standartlarga etkazishga teng, shuning uchun endi ichki yonish dvigateli haqida tashvishlanishning hojati yo'q.
