Vidaus degimo variklio efektyvumas – mes žinome efektyvumą palyginimui
Turinys
Tarp daugelio įvairių automobilio mechanizmų savybių lemiamas veiksnys yra Vidaus degimo variklio efektyvumas. Norint išsiaiškinti šios koncepcijos esmę, reikia tiksliai žinoti, kas yra klasikinis vidaus degimo variklis.
Vidaus degimo variklio efektyvumas – kas tai?
Visų pirma, variklis paverčia šiluminę energiją, kuri atsiranda kuro degimo metu, į tam tikrą mechaninio darbo kiekį. Skirtingai nuo garo variklių, šie varikliai yra lengvesni ir kompaktiškesni. Jie yra daug ekonomiškesni ir sunaudoja griežtai apibrėžtą skystąjį ir dujinį kurą. Taigi šiuolaikinių variklių efektyvumas skaičiuojamas pagal jų technines charakteristikas ir kitus rodiklius.
Efektyvumas (eksploatacinių savybių koeficientas) – tai variklio velenui faktiškai perduodamos galios ir stūmoklio dėl dujų poveikio gaunamos galios santykis.. Jei palyginsime skirtingos galios variklių efektyvumą, galime nustatyti, kad ši kiekvieno iš jų vertė turi savo ypatybes.
Efektyvus variklio efektyvumas priklauso nuo įvairių mechaninių nuostolių skirtinguose darbo etapuose. Nuostolius įtakoja atskirų variklio dalių judėjimas ir dėl to atsirandanti trintis. Tai stūmokliai, stūmoklių žiedai ir įvairūs guoliai. Šios dalys sukelia didžiausius nuostolius – apie 65% visų jų nuostolių. Be to, veikiant tokiems mechanizmams kaip siurbliai, magnetai ir kiti atsiranda nuostoliai, kurie gali siekti iki 18 proc. Nedidelę nuostolių dalį sudaro pasipriešinimai, atsirandantys kuro sistemoje įsiurbimo ir išmetimo proceso metu.
Labiausiai efektyvumas mažėja dėl šilumos nuostolių. Jėgainėje sušildomi visi sistemos elementai, įskaitant aušinimo skystį, aušinimo radiatorių ir šildytuvą, kartu prarandama šiluma. Dalis prarandama kartu su išmetamosiomis dujomis. Vidutiniškai šilumos nuostoliai sudaro iki 35% naudingumo koeficiento, o kuro efektyvumas – dar 25%. Dar 20% užima mechaniniai nuostoliai, t.y. ant elementų, kurie sukuria trintį (stūmokliai, žiedai ir kt.). Aukštos kokybės variklinės alyvos padeda sumažinti trintį, tačiau šio faktoriaus visiškai pašalinti nepavyks.
Atsižvelgiant į mažą variklio efektyvumą, galima aiškiau pateikti nuostolius, pavyzdžiui, degalų kiekiui. Vidutinės degalų sąnaudos 10 litrų šimtui kilometrų, šiai atkarpai įveikti tereikia 2-3 litrų degalų, likusi dalis – nuostoliai. Dyzelinis variklis turi mažiau nuostolių, taip pat vidaus degimo variklis su dujų baliono įranga. Jei didelio variklio efektyvumo klausimas yra esminis, tada yra variantų, kurių koeficientas yra 90%, tačiau tai yra elektrinės transporto priemonės ir automobiliai su hibridiniu varikliu. Paprastai jų savikaina yra kiek didesnė ir dėl eksploatacijos specifikos (reikalingas reguliarus įkrovimas, o važiavimo kvapas ribotas) tokios mašinos mūsų šalyje vis dar retos.
Variklio efektyvumo palyginimas – benzinas ir dyzelinas
Jei lygintume benzininio ir dyzelinio variklio efektyvumą, reikia pastebėti, kad pirmasis iš jų nėra pakankamai efektyvus ir tik 25-30% generuojamos energijos paverčia naudingais veiksmais. Pavyzdžiui, standartinio dyzelinio variklio efektyvumas siekia 40%, o naudojant turbokompresorių ir tarpinį aušinimą šis skaičius padidėja iki 50%.
Abu varikliai, nepaisant konstrukcijos panašumo, turi skirtingus mišinio formavimo tipus. Todėl karbiuratoriaus variklio stūmokliai dirba aukštesnėje temperatūroje, kuriai reikalingas kokybiškas aušinimas. Dėl šios priežasties šiluminė energija, kuri gali virsti mechanine energija, yra išsklaidoma be jokios naudos, sumažinant bendrą naudingumo vertę.
Tačiau siekiant padidinti benzininio variklio efektyvumą, imamasi tam tikrų priemonių. Pavyzdžiui, viename cilindre gali būti sumontuoti du įsiurbimo ir išmetimo vožtuvai, o ne vienas įleidimo ir išmetimo vožtuvas. Be to, kai kurie varikliai turi atskirą uždegimo ritę kiekvienai uždegimo žvakei. Droselio valdymas daugeliu atvejų atliekamas naudojant elektrinę pavarą, o ne įprastą kabelį.
Dyzelinio variklio efektyvumas – pastebimas efektyvumas
Dyzelinas yra viena iš vidaus degimo variklių rūšių, kurioje darbinis mišinys užsidega dėl suspaudimo. Todėl oro slėgis cilindre yra daug didesnis nei benzininio variklio. Lyginant dyzelinio variklio efektyvumą su kitų konstrukcijų efektyvumu, galima pastebėti didžiausią jo efektyvumą.
Esant mažam greičiui ir dideliam poslinkiui, efektyvumo indeksas gali viršyti 50%.
Reikėtų atkreipti dėmesį į palyginti mažas dyzelinio kuro sąnaudas ir mažą kenksmingų medžiagų kiekį išmetamosiose dujose. Taigi vidaus degimo variklio efektyvumo vertė visiškai priklauso nuo jo tipo ir konstrukcijos. Daugelyje transporto priemonių mažas efektyvumas kompensuojamas įvairiais patobulinimais, siekiant pagerinti bendrą našumą.
