欢迎访问大众在线网!

首页 > 法眼追踪——

「追踪报道」发动机热效率极限到底是不是50%?高热效是否一定省油

「追踪报道」发动机热效率极限到底是不是50%?高热效是否一定省油

2019-06-24 10:25:59 作者:佚名 来源:新浪 浏览量:1283

  近日,第五冲程发出一篇有关本田发动机热效率的文章。文中提到了本田HLSI技术理论上可使得发动机热效率达到50%,这引起了网友们激烈的讨论。为此,第五冲程决定做一篇跟踪报道。

  根据总结,网友的争论主要集中在以下几个地方:

  1.50%是不是发动机热效率的极限值?

  2. 热效率高的发动机,究竟省不省油,油耗会受到哪些因素影响?

  3. 发动机热效率是否能保持厂商给出的效率值?

  针对这些问题,第五冲程通过查询资料并咨询专业人士得到了部分答案,希望能够为各位盆友解决疑惑提供帮助。

  50%是不是发动机热效率的极限值?

  目前,市面上热效率最高的是丰田旗下的“DynamicForceEngin”直列四缸2.5L直喷发动机,热效率高达41%。目前这款发动机采用了高速燃烧理念,优化进气歧管设计并增加进气气门、排气气门夹角并辅以多项先进技术,是目前发动机能做到的极限。因此,要做到比41%更高的确很难。而本田的HLSI技术目前尚未运用到量产车之中。

  有网友表示,由于内燃机的物理特性决定了热效率不可能达到50%。目前,其实除了本田的HLSI技术能够达到50%的热效率。另一家车企——韩国现代汽车公司发布的“SmartSream”动力技术总成,同样表示能够使发动机热效率达到50%。

  热力学第二定律为:不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响,或不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响,或不可逆热力过程中熵的微增量总是大于零。(引用自:百度百科)。这也就意味着发动机热效率不可能达到100%。而在1824年,法国工程师卡诺提出了卡诺循环。卡诺循环包含了等温吸热, 绝热膨胀,等温放热,绝热压缩四个步骤。由于过于复杂在这里就不进行过多阐述。总之卡诺循环分为正逆两种,纵然完全按照卡诺循环制作工作装置难以实现,但卡诺循环能够为各种循环热效提供极限值,有人通过卡诺循环公式计算出的极值热效率,远远超过了50%这一数值。

  此外,现如今大部分发动机采用的超级耐温合金,它的极限耐温点为1000°。在发动机工作之时,大部分热量传递给了冷却液以保证缸体、曲轴等采用350°极限耐热点的铝合金制作的关键部位温度处在安全范围,避免导致温度过高、金属变形、发动机报废。而近些年,有人构想用陶瓷制作发动机。陶瓷的熔点通常在2000°以上,硬度在1500HV以上,均优于一般的金属。此外,陶瓷还具有隔热性佳、硬度强、在高温下拥有极好的化学稳定性等优点。用陶瓷制作发动机,可将发动机热效率至少再提升30%。

  虽然陶瓷的脆性限制了陶瓷发动机在短时间内难以实现。但这证明了50%绝对不是发动机热效率的极限值。目前,已有科学家通过纳米技术合成了强度、韧性超高的纳米陶瓷。

  热效率高的发动机,究竟省不省油,油耗会受到哪些因素影响?

  单纯的设定在一切条件不变的情况下,消耗同等质量的燃料,热效率高的发动机能够产生更多的机械能供给发动机工作,减小能量损耗。因此,更高热效率的发动机肯定是更省油的。

  当然,通常油耗还和汽车质量有关。质量越大、油耗越大,这是不争的事实,如今越来越多的厂家开始通过使用特殊材料来打造车身以保障车身的轻量化。而油耗和汽车的风阻系数也有一定的关系,在工程师设计车辆时,风阻系数小的车在省油与NVH方面都会有更佳的表现。

  此外,各种节油技术的添加。也能为更高热效率的发动机提供省油的辅助。目前主要的技术有发动机启停技术、在红绿灯、堵车等情况下,智能启动、关闭燃油系统,避免了部分燃油的损耗。还有可变气缸技术,在部分情况下关闭部分气缸以省油。而可变气门正时VVT则通过控制发动机进气量、气门开合时间、气门开合角度等使得发动机油汽比例始终保持最佳状态来降低油耗。此外、涡轮增压、缸内直喷、分层燃烧等技术均可让发动机从一定程度上更加省油。因此,除了提升热效率,发动机的各项省油技术起到的省油作用也是不可缺失的。而随着新能源汽车的发展,混动技术通过回收热量能够有效的降低油耗。

  发动机热效率是否能保持厂商给出的数值?

  答案很明确:不能。通常厂商给出的热效率数值,要么是其能达到的最佳理想数值,要么是针对不同地区的平均数值。而最理想的热效率通常在特定的转速范围内才能达到,如果有技术能够使得理想热效率的特点转速范围保持在最常使用的范围内,那么这款发动机绝对牛X了。此外,发动机的工作状态还在不同的自然环境(包括气温与路况)下会受到影响,在雪山、沙漠、平原、丘陵、高速等地区,完全是不同的,发动机的实际热效率也会因此受到影响,无法保持厂家给出的数值。

上一篇:留给中国的时间不多了

上一篇:地产3·15系列跟踪报道 | 首创·..