汽油发动机热效率是多少_汽油发动机的热效率一般在什么之间
1.汽油发动机的热效率?
2.车辆热效率是什么意思?
3.提高发动机热效率有多难?过去60年,顶级内燃机效率仅增加10%!
一般蒸汽轮机热效率为4%-8%;汽油发动机热效率为25%-35%;柴油发动机的热效率为35%-45%。
汽油发动机的热效率是指发动机输出的机械功与燃烧燃油产生的化学能之间的比率。即有多少热量转化成有效功。目前发动机的热效率一般只有30%多一点。
热效率的含义是:对于特定热能转换装置,其有效输出的能量与输入的能量之比,是无量纲指标,一般用百分比表示。常见的有发电装置、锅炉装置、发动机装置等,有以下三种定义方法:发电效率,装置效率,循环效率。在锅炉中,一般不将鼓风机、引风机、炉排运动等小号的能量计入输入能量,而是单独计算和衡量。
发动机中转变为机械功的热量与所消耗的热量的比值。发动机的热效率分为指示热效以及有效热效率两种。指示热效率是指发动机实际循环指示功与所消耗的燃料热量的比值。有效热效率是指实际循环的有效功与所消耗的热量的比值,是衡量发动机经济性能的重要指标。
汽油发动机的热效率?
现在不少厂商宣传发动机性能的时候都爱说“热效率”,那么什么是热效率呢?
热效率就是指燃料燃烧时产生的热量转换成机械能的比例。发动机通过燃烧汽油,将化学能转化成热能,热能推动活塞进行运动而产生机械能。由于发动机并非在完全理想的情况下工作,所以实际转化效率并不能达到理想值(100%),初中物理相信大家都学过“热力学第二定律”吧,因为存在摩擦,散热等各种情况,所以热效率达到100%永动机是不存在的。
对于厂家来说,热效率是代表自己的硬实力的,当然是越高越好。
但对于我们普通老百姓来说,热效率还真不一定是越高就是越好。不考虑成本的话,自然是热效率越高汽车越贵咯,?F1的热效率就45%,但又有几个人买得起呢?
目前,市面上已上市的车型中,热效率最高的当属丰田凯美瑞上搭载的Dynamic?Force系列2.5L发动机,热效率高达40~41%,除此之外,丰田C-HR、RAV4荣放,搭载的是丰田旗下的全新的2.0L的自然吸气发动机,热效率也可以达到40%。当然咱们国产品牌也不甘示弱,长安的蓝鲸发动机以及吉利缤越1.5TD发动机都达到了40%的热效率。
时至今日不少车企工程师还在不断想办法提高热效率,目前行业内热效率最高水准是45%,也就是说只有45%的热量被转化为机械能,其余的热量都浪费了。
其实对于汽车发动机来说,能量的损耗是不可避免的。就算给汽车加了满满一箱油,真正变成动力的又有多少呢,甚至连一半都没有,大部分都变成热能损耗了。
一辆车省不省油,最重要的就是它的热效率。同样排量的车型,发动机热效率高的那台车,其燃油经济性就越好。然而?高热效率与强动力输出从本质上说是背道而驰的,要么轻而缓的高效率要么急而促的强动力,以目前的技术水平,很难做到两者得兼。这也就是为什么动力强的发动机热效率不高,而热效率高的发动机动力不强的根本原因。
而且热效率不是一成不变的,是随着发动机的负荷变化而变化的。它是一个区间而不是一个值。通常我们所说的发动机40%热效率指的是最高热效率,它只是在发动机状态最好的时候才有,一般这个最佳状态很短暂也可以说很小,只有很少一部分情况发动机才处于最佳效率区间。
例如凯美瑞2.5L发动机,官方说法是发动机热效率40%,但是根据实际检测数据来说,只有在扭矩输出151-172N·m时才会接近官方数据40%的热效率。当不在这个扭矩范围时,热效率就会马上下跌,由此可见热效率这个东西参考的意义更大,更多的时候只是厂商包装的一个噱头,没有太大实际意义。
另外柴油发动机的强项是省油,汽油发动机得到强项是动力,所以针对不同的发动机会有不同的侧重点。如果你是一个性能控,那给你再高的热效率发动机也是没有太大的意义的。
高热效率发动机是一种趋势,但是各个品牌还是会在动力和油耗之间进行权衡。随着时间的发展,科技的进步,可能在未来会出现高效率+高动力的完美发动机,希望那一天的早点到来。
本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。
车辆热效率是什么意思?
汽油发动机的热效率是指发动机输出的机械功与燃烧燃油产生的化学能之间的比率。即有多少热量转化成有效功。目前发动机的热效率一般只有30%多一点。
汽油发动机:
GasolineEngine,是以汽油作为燃料,将内能转化成动能的的发动机。由于汽油粘性小,蒸发快,可以用汽油喷射系统将汽油喷入气缸,经过压缩达到一定的温度和压力后,用火花塞点燃,使气体膨胀做功。汽油机的特点是转速高、结构简单、质量轻、造价低廉、运转平稳、使用维修方便。
工作原理:
发动机是将化学能转化为机械能的机器,它的转化过程实际上就是工作循环的过程,简单来说就是是通过燃烧气缸内的燃料,产生动能,驱动发动机气缸内的活塞往复的运动,由此带动连在活塞上的连杆和与连杆相连的曲柄,围绕曲轴中心作往复的圆周运动,而输出动力的。
提高发动机热效率有多难?过去60年,顶级内燃机效率仅增加10%!
1、汽车热效率是指发动机输出的机械功与燃料燃烧产生的化学能之间的比率,即评估有多少热量转化为有效功。当发动机工作时,燃料中只有一部分热能转化为推进功,其余部分以热能或动能的形式损失。发动机热效率是评价发动机性能的指标之一。2、要看这辆车是否省油,除了排量,重要的是它的热效率。简单而粗略的理解是,发动机的热效率越高,燃油经济性越好,性能越高,排放越好。在正常情况下,一台单位汽油发动机实际传递的能量只有30%,而热效率,即一台单位汽油能产生多少动能,即热效率越高,发动机的燃油效率就越高。
目前热效率最高的丰田发动机能达到41%,如果来到100%会怎样?其实汽油内燃机的热效率永远不可能达到100%,而且目前的41%都只是最高热效率,只有汽车在理想的行驶条件下才能达到。
为啥提高发动机热效率这么难?
发动机热效率,是指发动机有效功率的热当量与单位时间所消耗燃料的含热量的比值,是评定发动机燃油经济性的方式之一。但是发动机热效率的提高可以说是举步维艰。
从1960年到2020年,人类能够把宇航员送上火星,能够把列车的时速提高到450km/h,能够让手机用户从1G时代进入5G时代,但是汽油内燃机的热效率仅仅提高了多少?10%而已。1960年汽油内燃机最高热效率大约30%,如今,2020年约为40%,70年提高了10%,可见提高内燃机热效率有多难。
为什么提高热效率这么难?内燃机的本质是将热能转化为动能,但根据热力学第二定律:不可能从单一热源吸收热能并使之完全转换为有用功而不产生其他变化。首先在燃烧过程中,燃料燃烧产生的能量,只有一部分能够转化为机械能,其他的都变成热量散失了。就算是转化为机械能的这部分,依然还要损耗,比如说齿轮零部件的摩擦,活塞和缸壁的摩擦,都要损失能量。想要提高热效率,虽然可以通过提高压缩比、缸内直喷、等方式提高热效率,但是热效率有极限。
根据汽油机的奥托循环效率公式:η=1-ε^(1-γ),η为效率,ε为压缩比13,γ为空气比热容比。所以汽油发电机只要取奥托循环,热效率就不会超过64%。
混动汽车效率更高
在目前发动机热效率达到瓶颈的情况下,使用电机是目前比较现实的能够提高效率的方式,很多人其实并不理解为啥混动汽车油耗更低,他们觉得,用发动机烧油发电,再用电驱动电机,怎么可能比直接烧油效率更高呢?不符合能量守恒定律啊?这说明他们的物理学的都是半吊子,根本没有完全理解发动机热效率这回事。
发动机热效率一般都是指的最大热效率,是在理想条件下才能达到的,比如说以时速80km匀速行驶,但是日常开车是不可能一直维持这个工况的,市区行驶走走停停,发动机频繁处于高转速高负载,油耗也比较高,但是电机一方面效率能够达到90%左右,另一方面,电机无论转速多少,都能输出最大扭矩,所以也就能够始终保持最高效率。
所以为啥混动汽车能够省油,中低速使用电机驱动,避免使用发动机热效率最低的工况,而高速使用发动机直接驱动,利用发动机最高热效率的区间,所以能够省油也就在意料之中了。
所以短期来看,发动机的热效率提高依然任重道远,所以很多车企都用电机搭配内燃机的方式,来达到较高的实际效率,这种驱动模式,随着排放政策的日益严苛,可能会日益成为主流。
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