Каков КПД автомобиля?
Да простит меня читатель, если я задам ему детский вопрос: каков КПД у автомобильного двигателя? «Совсем профессор от жизни отстал», – скорее всего подумает он и ответит, что из учебника физики следует: КПД бензинового двигателя достигает примерно 25 %, а дизельного – приближается к 40 %.
А может, не будем верить печатному слову, а лучше убедимся в этом сами. Заправим бак топливом «по горлышко» и проедем по городу, разумеется, без происшествий и «пробок», 100 км. А затем дольем бак из мерного сосуда снова до прежнего уровня. Если ваш автомобиль весит около тонны и работает на бензине, то долить придется в среднем около 10 л; для автомобиля той же массы с дизельным двигателем потребуется примерно 7 л солярки. Так как научные расчеты производятся не в литрах, даже не в поллитрах, а в килограммах, то для бензина, с учетом его плотности, это составит 7 кг, а для солярки – чуть больше 5 кг. При сжигании эти килограммы топлива выделят (можете проверить по справочнику!) 323 и 250 МДж энергии, соответственно. А затратит ваш автомобиль при движении со скоростью 50—60 км/ч (и это еще хорошо для города!) в среднем 25 МДж, о чем мы уже говорили выше. Поделим эту полезную работу на затраченную энергию и получим КПД для бензинового двигателя 7-8 %, а для дизеля – 10 %. Вот вам теория – 25 и 40 %, а вот суровая правда жизни – 7,5 и 10 %! Конечно, кое-что теряется и в трансмиссии, но это крохи по сравнению с потерями в двигателе.
Так что ж, врут авторы учебников? Нет, не врут, но лукавят. Тот КПД, что в них указан, относится к одному единственному режиму работы, называемому оптимальным.
Зависимость КПД двигателя внутреннего сгорания от мощности
А как, собственно, в научных институтах получают этот расход топлива? Испытуемый двигатель (не будем уточнять: оснащенный дополнительными системами – вентилятором, компрессором, генератором и т. д. или нет) устанавливают на специальный стенд, где его нагружают сопротивлениями, попросту – тормозят. Изменяют подачу топлива, момент сопротивления, частоту вращения, ведут строгий учет расхода топлива. Зная момент сопротивления и частоту вращения, можно определить мощность, а умножая эту мощность на время, получить работу в киловатт-часах. Правильнее, конечно, было бы выразить ее в джоулях. Так вот – 1 кВт·ч равен 3,6 МДж. Теперь, зная расход топлива в килограммах, можем отнести его к произведенной двигателем работе и получить так называемый удельный расход топлива. Чем современнее двигатель, тем меньше удельный расход топлива при наибольшей мощности и тем больше его КПД. Вот откуда эти 25 и 40 %!
А какова мощность, расходуемая двигателем при движении автомобиля со средней скоростью 50—60 км/ч? Оказывается, для оговоренной массы автомобиля она составляет около 4 кВт. Трудно в это поверить, но автомобиль с двигателем около 100 кВт тратит при этой скорости всего 4 % мощности. И какой КПД вы еще хотите получить при этом? Особенно с учетом привода от двигателя множества всяких дополнительных агрегатов.
Что же делать? Если попробовать ехать на нашем автомобиле при оптимальном режиме работы двигателя, то это составит около 180 км/ч, что не всегда нужно. Да и, честно говоря, при такой скорости почти все топливо уйдет на взбалтывание воздуха, или, по-научному, на аэродинамические потери.
Можно пойти по другому пути, поставив на наш автомобиль двигатель мощностью 5 кВт, то есть в 20 раз меньшей мощности. Тогда при скорости 60—70 км/ч наш автомобиль покажет рекордную экономичность, а двигатель – именно тот КПД, что указан в учебниках. Но, увы, такая скорость движения никого не устроит, не говоря уже о том, что разгоняться наш автомобиль будет медленнее товарного поезда.
Как же разрешить это противоречие, неужели никто об этом раньше не думал? Да нет же, думали. Уже чуть ли не полвека прошло с тех пор, как была предложена концепция так называемого «гибридного» силового агрегата. Предлагалось включать двигатель только при оптимальном режиме, чтобы запасать выработанную им «экономичную», а к тому же и «экологичную» энергию в накопителе, и выключать двигатель, когда он переполняется энергией (пусть отдохнет!), то есть использовать для движения автомобиля именно эту, самую дешевую и чистую энергию!
На заре автомобилизма и даже гораздо позже, в 50-е годы прошлого века, у нас в стране, когда дороги были не так загружены, эту энергию накапливали в самой массе автомобиля. Делалось это так: автомобиль разгоняли примерно до 80 км/ч почти на полной мощности двигателя, а следовательно, и при максимальном КПД. После этого двигатель выключали, а коробку передач ставили в нейтраль. На автомобилях тех лет делать это еще разрешалось. И автомобиль шел с неработающим двигателем и отключенной трансмиссией накатом чуть ли не целый километр, пока скорость не падала ниже 30 км/ч. Затем опять включалась трансмиссия, запускался двигатель и разгон повторялся. И так автомобиль ехал всю дорогу.
Такое движение по научному называется «регулярным импульсивным циклом». Благодаря этому циклу передовые водители-«стахановцы» тех лет экономили до 30 % топлива. При этом энергия двигателя, работающего почти в оптимальном режиме, накапливалась в массе самого автомобиля, как в аккумуляторе, и шла она на движение автомобиля накатом. Конечно же, никакой регулировки скорости движения такого автомобиля-накопителя произвести было невозможно. Его трансмиссия была отключена, разогнанный автомобиль был накопителем и потребителем собственной энергии. Как если бы поставить раскрученное колесо или маховик на ребро и дать ему возможность свободно катиться.
Конечно же, не это было моей целью. Автомобиль должен нести в себе накопленную кинетическую энергию, но при этом быть управляемым, причем лучше всего, чтобы скорость изменялась плавно и бесступенчато, а для этого нужен вариатор.
Следующая глава >
tech.wikireading.ru
Наверняка, многие автолюбители задавались вопросом о том, насколько мощность двигателя внутреннего сгорания соответствует полезности. Предполагается, что чем у силовой системы показатель КПД выше, тем она эффективнее. Если говорить абсолютными категориями, то на сегодняшний день самый высокий коэффициент у электрических двигателей, в некоторых моделях он достигает порядка 95 процентов. Что же до двигателей внутреннего сгорания, то у большинства из них, вне зависимости от типа топлива этот показатель весьма далёк от идеальных цифр.
Конечно, современные двигатели гораздо эффективнее тех, что были разработаны и выпущены лет десять назад, обусловлено это объективными причинами развития технологий. В начале нулевых мотор объёмом в полтора литра выдавал в среднем около семидесяти лошадиных сил, и это было нормальным. Сегодня количество голов в табуне такого же объёма может достигать более 150. Каждый шажочек в плане увеличения КРД двигателя даётся производителям кропотливым трудом и перебором проб, ошибок и удач.
Забегая вперёд можно констатировать, что для бензиновых двигателей КПД равен примерно 25 процентам. Почему так мало, и чем обусловлены такие цифры? Причины здесь в потерях: если взять некое количество топлива, и обозначить его ста процентами чистой энергии, передающейся мотору, то можно проследить все потери.
И что у нас остаётся в остатке? А всего 20%! Понятно, что это средний показатель, и бензиновые двигатели бывают более эффективными, но насколько – может ещё пять-семь процентов, не больше. Да и двигателей таких совсем немного. Итого из залитых десяти литров топлива, что автомобиль съедает на сто километров пробега, на полезную работу уходить всего два с половиной литра, а остальные семь-восемь литров попросту уходят в потери.
А что в этом плане показывают дизельные агрегаты, и эффективнее ли они бензиновых собратьев? Если не лезть в самые гущи технических джунглей, то коротко можно констатировать, что в плане КПД дизельные двигатели будут эффективнее бензиновых. Если бензиновый агрегат преобразовывает всего 25 % топливной энергии в энергию механическую, то показатели дизельных моторов достигают 40%. А если дизель оснастить качественной турбиной, то КПД может достигать и пятидесяти процентов.
Подошла ли эволюция двигателей внутреннего сгорания к своему пику? Возможно. Поэтому сейчас всё больше автопроизводителей обращают внимание на электрическую тягу. Осталось лишь разработать эффективные батареи, не боящиеся мороза, и долго держащие заряд.
autoobozrevatel.ru
В теории двигателестроения много внимания уделяется газообмену и распределению тепла в процессе работы ДВС. Немаловажный аспект в понимании работы – тепловой баланс двигателя.
Тепловым балансом называют соотношение количества теплоты, выполнившее полезную работу, к теплоте, растраченной впустую. Под напрасной растратой подразумеваются потери теплоты на нагрев элементов окружающей среды. Топливный баланс может быть составлен в процентном соотношении либо в единицах энергии (калориях, джоулях). В зависимости от преследуемых целее, уравнение теплового баланса позволяет подсчитать соотношение общего количества теплоты на 1 час работы, фиксированный цикл, на 1 кг израсходованного вещества либо на единицу получаемой продукции.
В области техники понятие применяется для анализа и изучения различного рода тепловых процессов, происходящих в двигателях внутреннего сгорания, газотурбинных установках, печах и т.д. Полученные из уравнения данные позволяют рассчитать коэффициент полезного действия как всего агрегата в целом, так и отдельных элементов установки. Иными словами, расчет теплового баланса позволяет нам узнать, насколько эффективно внутри двигателя происходит сгорание топливовоздушной смеси (ТПВС).
Тепловой баланс может быть выражен в форме уравнения, одна часть которого будет показывать приход тепла в систему, а вторая – потери и расход. Для лучшего наглядного представления значения легко трансформируются в диаграммы и таблицы.
Левая часть уравнения теплового баланса (Q) — общее количество теплоты, подведенного в двигатель с горючим, вторая часть показывает распределение теплотворной способности топлива, где
Если говорить о процентном выражении, то Q – 100% полученного тепла. Процентное соотношение общего количества тепла к каждому виду потерь можно получить по формуле:
Большая часть теплоты при сгорании топлива уходит на нагрев поршня, стенок цилиндра и ГБЦ, но наибольшие потери происходят при выходе выхлопных газов. Именно поэтому использование выхлопа для раскручивания турбины повышает КПД двигателя внутреннего сгорания. Большая часть полезной работы затрачивается на преодоления трения, сжатия пружин и насосные потери, связанные с перекачиванием технических жидкостей (моторного масла, жидкости ГУР). Под потерями на трение подразумевается не только сопротивление движению поршней, вращению коленчатого и распределительного валов, но и, к примеру, затрачиваемое усилие на вращение шкива генератора.
КПД двигателя рассчитывается как соотношение полезной энергии к общему количеству энергии, высвободившейся в процессе горения ТПВС.
КПД конкретной модели двигателя зависит от многих параметров, но в целом можно сказать, что бензиновые агрегаты имеют эффективность в районе 20-25%, тогда как показатель атмосферных ДВС цикла Дизеля достигает 40%. Установка турбонагнетателя на дизельный двигатель позволяет получить внушительные 50-53% эффективности.
Можно выделить 3 основные способа потери полезной энергии:
Существует 2 основных способа получения большей отдачи от сгорания ТПВС: увеличить топливную эффективность и уменьшить потери. Чтобы получить большую отдачу от сгорания бензина, ТПВС нужно как можно сильнее сжать. Но в случае с бензиновыми двигателями мы натыкаемся на большую проблему – детонацию. Дизельным моторам детонация не страшна, но увеличение энергии приводит к чрезмерным нагрузкам на коленчатый вал, вкладыши коленвала и т.д. Поддерживать чрезвычайно высокую температуру в камере сгорания двигателя также нет возможности, так как детали ЦПГ, головки блока цилиндров имеют определенный коэффициент расширения. Изготовление деталей из сверхпрочных материалов удорожит себестоимость производства, сделав тем самым изготовление экономически невыгодным. Уменьшение потерь – действенный способ увеличения КПД двигателя. Именно желание уменьшить потери привело современное двигателестроение к облегчению деталей ЦПГ, уменьшению размера поршневых колец, ранней блокировке ГДТ в коробках автомат и тому подобным мерам.
tbf.su
Автор статьи 09 июня 2014 
Так уж наш мир устроен, что для получения энергии нужно топливо. Человеческий организм зависим от органической пищи, а, скажем, энергией для двигателя авто могут выступать нефтепродукты. Важнейшим фактором в работе любого организма является показатель КПД. Попробуем разобраться по порядку, какой КПД двигателя внутреннего сгорания, да и вообще, что означает этот термин.
Аббревиатура «КПД» дословно расшифровывается как Коэффициент Полезного Действия. А описывает это понятие то, какое количество энергии способно выделить устройство при расходовании какого-то конкретного типа энергии. Например, когда работает камин, то в качестве топлива здесь выступают дрова. Так вот, если бы все тепло при сгорании дров шло только на обогрев помещения, то КПД камина было бы равно 100%. Но на самом деле большая часть энергии выходит через дымовую трубу, таким образом КПД становится меньше. То есть часть энергии тратиться зря.
Если, например, рассматривать паровой двигатель, то в нем тепловая энергия превращает воду пар, а затем уже пар двигает поршни и двигатель начинает работать. Основной источник потери энергии здесь – это понижение давления в котле. Все дело в том, что при падении давления падает температура. Еще много энергии теряется на преодоление сил трения в узлах двигателя. Ну и, конечно же, энергия еще теряется потому, что пар из двигателя будет выходить в горячем виде, а это все энергия.
Двигатель внутреннего сгорания сегодня одно из самых востребованных устройств. Он способен мгновенно извлекать энергию из нефтепродуктов и превращать ее в механическое движение. А так как других безопасных источников энергии на сегодняшний день не изобретено, то двигатель внутреннего сгорания стал лидирующим устройством, устанавливаемых на транспорт.
Не смотря на активное развитие технологий в этой области, КПД бензиновых и дизельных двигателей растет очень медленно. На данный момент процент полезной работы ДВС находится в пределах 25-30%. Это означает, что если авто потребляет 10 литров, значит в пользу сгорает только 2-3 литра. Но куда же девается основная часть энергии? В данном случае все происходит точно так, как и в случае с камином, то есть 75% энергии выходит через выхлопную трубу.
Все это потому, что сегодня люди не научились безопасно и с пользой использовать эту тепловую энергию, образовывающуюся после внутреннего сгорания топлива.
Помимо этого большая часть топлива теряется на преодоление сил трения. А здесь это не только трение в узлах механизмов, но также трение воздуха в процессе движения авто. Еще существенно понижает КПД дисбаланс во вращающихся элементах, это может быть маховик, коленвал, колеса и так далее.
Чтобы повысить КПД авто в целом, сперва нужно произвести некоторые изменения в работе двигателя внутреннего сгорания. Прежде всего, нужно сбалансировать все вращающиеся элементы. Сюда относится маховик, коленчатый вал, порши, шатуны. Все это должно идеально гармонировать друг с другом. Помимо этого нужно тщательно отрегулировать систему зажигания и подачи топлива.
После балансировки двигателя нужно заняться проверкой на дисбаланс кардан и колеса. Это не только снизит шумность и вибрации при движении, но также это понизит потребности в топливе. Ну и наконец, нужно подобрать хорошее масло для понижения трения. В перспективе сегодня синтетические масла, они образуют высококачественное покрытие на вкладышах. Благодаря такому покрытию металлически элементы вообще не соприкасаются друг с другом, а как бы скользят по слою масляной пленки. Вот, собственно, и все то, что нужно знать про понятие КПД в данной отрасли.
"Лайки" в соц. сетях:
Читайте также:
tuningui.com
Повысить КПД двигателя внутреннего сгорания обычного автомобиля и снизить количество вредных выбросов в выхлопных газах позволит смешение дизельного топлива с бензином в нужной пропорции прямо внутри цилиндров, уверены авторы инновации, описанной в докладе на конференции "Изучение эффективности и экологичности дизельных двигателей", проходящей в Детройте, США.
МОСКВА, 4 авг - РИА Новости. Повысить КПД двигателя внутреннего сгорания обычного автомобиля и снизить количество вредных выбросов в выхлопных газах позволит смешение дизельного топлива с бензином в нужной пропорции прямо внутри цилиндров, уверены авторы инновации, описанной в докладе на конференции "Изучение эффективности и экологичности дизельных двигателей", проходящей в Детройте, США.
Команда Рольфа Рейтца (Rolf Reitz) из Университета Висконсин-Мэдисон в США разработала технологию, позволяющую использовать преимущества обоих видов топлива для двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Согласно этой технологии, впрыск дизельного топлива и бензина в цилиндр осуществляется последовательно в ходе каждого цикла, а соотношение подбирается автоматически исходя из режима, в котором в данный момент работает двигатель.
В режиме сильной нагрузки, когда, например, тяжело нагруженный автомобиль едет в гору, оптимальное соотношение между бензином и дизельным топливом составляет примерно 85/15, тогда как на ровной дороге соотношение может быть примерно 1/1. Подбор этого соотношения необходим для самовоспламенения топливной смеси в цилиндрах двигателя, в противном случае автомобиль заглохнет.
"Роль дизельного топлива в смеси можно представить себе как роль свечи зажигания, такой же, как и в обычном карбюраторном двигателе, однако в данном случае вместо свечей работают капельки дизельного спрея, воспламеняясь под давлением. Свойства такого топлива контролируются временем впрыска дизельного топлива в цилиндр, уже содержащий бензин, и количеством ДТ", - сказал Рейтц, слова которого приводит пресс-служба университета.
Рабочая температура такого двигателя может быть почти в два раза ниже, чем у обычного, что существенно снижает потери тепла и повышает КПД. Кроме того, точный контроль процесса воспламенения топлива в цилиндрах позволяет добиться более полного сгорания топлива с меньшим выбросом микрочастиц несгоревшего материала (копоти) и токсичных оксидов азота, выбрасываемых в атмосферу обычными дизельными двигателями.
По оценкам автора доклада, переход всех автомобилей и грузовиков США на такое гибридное топливо позволит сэкономить до трети всей потребляемой этой страной нефти.
Свои теоретические концепции и модельные расчеты команда исследователей подтвердила с помощью экспериментальной установки, основу которой составляет переработанный дизельный двигатель карьерного экскаватора фирмы Caterpillar.
Ученым даже удалось поставить мировой рекорд, заставив этот сравнительно небольшой двигатель работать с КПД 53%. До этого самыми эффективными среди двигателей внутреннего сгорания считались огромные корабельные двухтактные дизельные двигатели с КПД 50%.
"Более того, за счет низкого давления впрыска эта технология может быть перенесена и на маленькие двигатели легковых автомобилей, КПД которых обычно не превышает 25%", - заключил Рейтц.
ria.ru
Немного грамоты:
Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) — это тип двигателя, тепловая машина, в которой химическаяэнергиятоплива (обычно применяется жидкое или газообразное углеводородное топливо), сгорающего в рабочей зоне, преобразуется в механическую работу.
Несмотря на то, что ДВС являются несовершенным типом тепловых машин (сильный шум, токсичные выбросы, меньший ресурс), благодаря своей автономности (необходимое топливо содержит гораздо больше энергии, чем лучшие электрические аккумуляторы) ДВС очень широко распространены, например на транспорте.
Схема работы четырехтактного цилиндра двигателя, цикл Отто : 1. впуск2. сжатие3. рабочий ход4. выпуск
Основными типами ДВС являются:
Поршневые двигатели — камерой сгорания является цилиндр, где тепловая энергия топлива превращается в механическую энергию, которая из возвратно-поступательного движения поршня превращается во вращательную с помощью кривошипно-шатунного механизма. По типу используемого топлива делятся на:
Бензиновые — смесь топлива с воздухом готовится в карбюраторе и далее во впускном коллекторе, или во впускном коллекторе при помощи распыляющих форсунок (механических или электрических), или непосредственно в цилиндре при помощи распыляющих форсунок, далее смесь подаётся в цилиндр, сжимается, а затем поджигается при помощи искры, проскакивающей между электродами свечи.
Дизельные — специальное дизельное топливо впрыскивается в цилиндр под высоким давлением. Горючая смесь образуется (и сразу же сгорает) непосредственно в цилиндре по мере впрыска порции топлива. Возгорание смеси происходит под действием высокого давления и, как следствие, температуры в камере.
Газовые — двигатель, сжигающий в качестве топлива углеводороды, находящиеся в газообразном состоянии при нормальных условиях:
— смеси сжиженных газов — хранятся в баллоне под давлением насыщенных паров (до 16 атм.). Испарённая в испарителе жидкая фаза или паровая фаза смеси ступенчато теряет давление в газовом редукторе до близкого атмосферному, и всасывается двигателем во впускной коллектор через воздушно-газовый смеситель или впрыскивается во впускной коллектор посредством электрических форсунок. Зажигание осуществляется при помощи искры, проскакивающей между электродами свечи.
— сжатые природные газы — хранятся в баллоне под давлением 150—200 атм. Устройство систем питания аналогично системам питания сжиженным газом, отличие — отсутствие испарителя.
—генераторный газ — газ, полученный превращением твёрдого топлива в газообразное. В качестве твердого топлива используются - уголь, торф, древесина
Газодизельные — основная порция топлива приготавливается, как в одной из разновидностей газовых двигателей, но зажигается не электрической свечой, а запальной порцией дизтоплива, впрыскиваемого в цилиндр аналогично дизельному двигателю.
Роторно-поршневые — за счёт вращения в камере сгорания многогранного ротора динамически формируются объёмы, в которых происходит обычный цикл ДВС.
Газотурбинные двигатели — энергия расширяющихся продуктов горения передаётся на лопатки газовой турбины.
ДВС с впрыском воды .
Комбинированный двигатель внутреннего сгорания — двигатель внутреннего сгорания, представляющий собой комбинацию из поршневой (роторно-поршневой) и лопаточной машины (турбина, компрессор), в котором в осуществлении рабочего процесса участвуют обе машины. Примером комбинированного ДВС служит поршневой двигатель с газотурбинным наддувом (турбонаддув).
Экологические последствия работы тепловых двигателей:
Интенсивное использование тепловых машин на транспорте и в энергетике (тепловые и атомные электростанции) ощутимо влияет на биосферу Земли. Хотя о механизмах влияния жизнедеятельности человека на климат Земли идут научные споры, многие ученые отмечают факторы, благодаря которым может происходить такое влияние:
Парниковый эффект – повышение концентрации углекислого газа (продукт сгорания в нагревателях тепловых машин) в атмосфере. Углекислый газ пропускает видимое и ультрафиолетовое излучение Солнца, но поглощает инфракрасное излучение, идущее в космос от Земли. Это приводит к повышению температуры нижних слоев атмосферы, усилению ураганных ветров и глобальному таянию льдов.
Прямое влияние ядовитых выхлопных газов на живую природу (канцерогены, смог, кислотные дожди от побочных продуктов сгорания).
Разрушение озонового слоя при полетах самолетов и запусках ракет. Озон верхних слоев атмосферы защищает все живое на Земле от избыточного ультрафиолетового излучения Солнца.
Выход из создающегося экологического кризиса лежит в повышении КПД тепловых двигателей, использовании исправных двигателей и нейтрализаторов вредных выхлопных газов.
Вопреки постулату:
Эксперты подсчитали, если увеличить КПД всех двигателей внутреннего сгорания (ДВС) хотя бы на один процент, мировая экономика выиграет более триллиона долларов! Но законы классической термодинамики, сформулированные еще два века назад, определили потолок для коэффициента полезного действия тепловых машин. Во всем «виноват» французский военный инженер Сади Карно, который вывел эталон определения КПД для тепловых двигателей. Только часть хаотической энергии тепла можно перевести в работу. И, как теплотехники ни старались, но выйти за пределы железной формулы никому не удавалось. КПД тепловых машин, в частности ДВС, на сегодняшний день не превышает 50%.
Однако девять лет назад казахстанский физик подверг обструкции незыблемый фундамент термодинамики. Ильдар Ибрагимов, не стесняясь маститых академиков, заявил на международной конференции, что классическая термодинамика — частный случай его теории, анизотропной термодинамики. Понятие это пока не распространено в физике. Продемонстрировать теорию можно на примере камеры сгорания ДВС. В ней движение молекул хаотично, часть частиц воздействует на поршень, совершая полезную работу, а другая часть беспорядочно бьется о стенки камеры, нагревая двигатель. И в принципе никто не пытался как-то изменить поведение молекул в двигателе, потому что существовал незыблемый постулат термодинамики: число степеней свободы — величина, заданная абсолютно, и ее менять нельзя. По мнению Ильдара, этот постулат на сегодняшний день устарел.
Суть нового эффекта:
В камере сгорания задается направление молекул на поршень — полезная работа увеличивается, хаотичное движение частиц уменьшается и, следовательно, уменьшается нагрев двигателя. Парадокс — эти элементарные выводы гораздо проще понять дилетанту, не имеющему к физике никакого отношения.
В конце 90−х опытное конструкторское бюро совместно с Министерством обороны РК провело серию испытаний с ошеломляющими (эпитет на самом деле скромный) результатами.
Заключение:
Для любого автомобильного концерна результаты исследований выглядят фантастичными. Чтобы повысить КПД двигателя на доли процентов производители затрачивают миллиарды долларов. Классическая теория Карно оставляет единственную возможность для повышения КПД и мощности в двигателестроении — увеличивать температуру горения топлива. Но этот путь ограничен термостойкостью материалов, из которых изготавливают тепловые машины. Для незначительного увеличения КПД автопроизводителям приходится многократно усложнять систему охлаждения мотора. Керамические двигатели внутреннего сгорания большого эффекта не дали — слишком дорогой материал. Казахстанский физик изменил лишь форму камеры сгорания, исходя из расчетов на основе новой термодинамической теории.
Ученые к простым революционным выводам относятся иначе — кому охота переписывать всю физику и пересматривать свои взгляды на законы материи?
mirznanii.com
| СПОСОБ ОЦЕНКИ КПД ДВС АВТОМОБИЛЯ (путем сравнения с характеристиками электромобиля)Иногда у автовладельцев, занимающихся доработкой своего автомобиля, возникает потребность оценить, хотя бы приблизительно, кпд двигателя автомобиля после внесения каких либо изменений в его конструкцию. Сделать это бывает довольно затруднительно по причине отсутствия дорогостоящего испытательного оборудования. Вместе с тем, если не требуется особая точность, можно попробовать оценить кпд двигателя, рассмотрев характеристики электромобиля аналогичной массы. Сегодня уже появилось достаточно много мелкосерийных и опытных моделей электромобилей от различных производителей. В первом приближении можно считать, что кпд электродвигателя не так сильно зависит от режимов работы и составляет около 0,85 (по заявлениям производителей). Можно предположить, что потери в электромобиле при движении (на трение, аэродинамические и т.п.) будут близки потерям в оцениваемом автомобиле при близком значении их массы. Поэтому, если рассчитать удельный расход энергии электромобиля, переведя его, учитывая энергоемкость бензина, в привычные литры бензина на 100 км, можно оценить кпд двс сравнив полученную цифру расхода для электромобиля с расходом топлива на автомобиле с доработанным двс. Во сколько раз расход бензина в двс больше энергорасхода в электромобиле, во столько раз кпд двс меньше кпд электродвигателя (0,85). Конечно, расход бензина в двс нужно оценивать при спокойном движении по незагруженной трассе. То есть для оценки кпд двс достаточно только измерить расход топлива и сравнить его с энергопотреблением аналогичного по массе электромобиля. Результаты поиска характеристик электромобилей приведены в таблице. При этом данные спорткаров и грузовых электромобилей не рассматривались. В графе 2 приведена емкость батареи, в графе 3 пробег на одной зарядке, в графе 4 масса электромобиля. Учитывая, что 1 литр бензина по энергоемкости соответствует 9,167кВт*час, разделив величину емкости батареи на эту величину и пробег (в сотнях км.) получаем удельный расход в литрах на 100км (графа 5). В графе 6 приведен расход, отнесенный к 1 тонне веса автомобиля. Если проанализировать графу 6, то видно, что эта зависимость близка к линейной, что свидетельствует о наличии постоянной составляющей в силах сопротивления, не зависящей от массы автомобиля и оказывающей большее влияние при меньшей массе.
Из анализа таблицы нетрудно вывести эмпирическую формулу удельного расхода топлива в зависимости от массы автомобиля.Р=(1,506-0,347Мт)*МтГде Р – расход бензина в литрах на 100 км Мт – масса автомобиля в тоннах Результаты расчета по этой формуле для масс электромобилей приведены в графе 7. В графе 8 приведена погрешность расчета по сравнению с данными производителей. Анализируя эту погрешность можно сделать вывод о вполне приемлемой точности расчета расхода топлива при анализе автомобилей массой от 0,6 до 1,6-1,7 тонны. ^
Р=(1,506-0,347Мт)*Мт(Например: при массе автомобиля в 1 тонну и кпд двигателя 0,85 удельный расход бензина составлял бы: Р=(1,506-0,347*1)*1= 1,159 литров/100км)
КПД= 0,85*Р/Рд(В нашем случае КПД=0,85* 1,159/4,5=0,22)Таким образом, если у нас есть автомобиль в 1 тонну, который показывает расход 4,5 литра на 100 км, то это свидетельствует о том, что кпд двигателя этого автомобиля равен 0,22. Хотя, наверное, нужно учесть, что это оценочная характеристика и погрешности оценки никак не меньше 15 процентов.ВЫВОД:КПД двигателя автомобиля массой в 1 тонну, который показывает расход 4,5 литра на 100 км, находится в пределах от 0,19 до 0,25 . Алексей Варежкин |
auto-ally.ru
