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汽车发动机热效率仅41%,达到100%动力更强,这样有可能吗?

2022-10-14 14:496970

当前汽车发动机热效率仅41%,要是能达到100%,这样动力是不是更强,这样有可能吗?就目前的科学水平和认知而言,发动机的热效率不可能达到100%。而在汽油机的工作原理和机械结构方面。


如果没有技术上的突破,想要在41%的基础上继续提升也不容易。初中的时候学过能量守恒定律和能量转换,因为发动机运转过程中的能量转换过程不是单一的定向转换,而是从一种能量到多种能量。




如果有不能用的能量,也是可以理解的。因为是浪费,会影响汽车真正需要行驶的热效率。发动机的工作过程是通过燃烧将燃料的化学能转化为热能。在热能的作用下,活塞运动会被推成机械能,然后通过一系列的转换到达车轮。


这是驾驶真正需要的能量。无论是燃料燃烧还是推动活塞,都会有一定的能量损失,注定达不到100%的转化率,而且损失还是比较大的,所以只有30%~40%的能量会真正使用,即热效率是多少,以百分比为单位。




这种多余的热量不仅在冬季打开加热器时有用,而且在其他时间也会消散到发动机上。还有发动机运转过程中的摩擦损失,虽然看不到燃烧室,但燃烧过程还是会发光,损失的能量也不能利用,但对于现在的发动机来说是不可避免的。


所以是表示在没有新的技术突破的情况下,在现有基础上进一步大幅度提高热效率也特别困难。如果热效率真的达到100%,那么整车的油耗会非常低,不到现在的一半,但意义并不仅仅是降低油耗那么简单。




当热效率为100%时,这意味着许多当前的学术理论必须重新发明。真正克服能量损失后,很有可能会发明永动机,然后通过技术创新,零油耗汽车不是不可能的,改变的不仅仅是现在的车和生活,世界将因此而改变。


或者将排气压力降低到非常高的水平,低至接近真空和绝对零排气。汽油机的最高压缩比约为13。据此计算,奥托循环的最大理想热效率为η=11665567046259517383^(1166556704625951738.4)=11665567046259517383^-0.4=1-0.3597=0.6403=64.03%。其他如散热损失、机械损失、不完全燃烧。




进排气阻力等因素均在64.03%的理论上限内考虑。柴油机的压缩比为20,因此效率高于汽油机。理论效率在70%左右,实际效率可以达到55%左右。传统内燃机的热量不需要太神秘。过度使用理论来回答它是麻烦的。


我们想知道为什么发动机的热能损失这么多?所以这个热量是关键,也就是说,在车内,哪里产生热量(除了太阳),热能的来源就是燃料的燃烧!因此,我们在使用暖空气的时候,消耗了燃料燃烧的全部能量,而热量是用来给人取暖的。




而不是给发动机做功,所以暖空气分担了一部分热量,导致整体热效率下降。!开尔文对热力学第二定律的表述是:不可能从单一的热源中获取热量,在没有其他影响的情况下将其完全转化为有用功。


所以只要产生其他效果,其实就是一个降低热效率的过程。总热量不能只用于内燃机做功,所以内燃机的热效率永远不会达到100%。如果是这样,那将直接推翻热力学第二定律。就是这么简单!效率仅为30%。




而当今的压缩比、气门系统等项目的技术公关,传统活塞冲程内燃机所能达到的最高热效率的极限值为50%。转子发动机由于其独特的做功方式,其热效率为60%,而这是汽油机的极限热效率,所以没有100%的热效率。


为了提高理论效率,只有一种方法可以提高压缩比。如果理论效率要达到80%,压缩比需要达到50:1,那么如果理论效率接近100%,压缩比需要足够大,压缩比需要足够大,或者应将压缩压力提高到非常高的水平。


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