Actualmente, el motor Toyota con mayor eficiencia térmica puede llegar al 41% ¿Qué pasará si llega al 100%? De hecho, la eficiencia térmica de un motor de combustión interna de gasolina nunca puede alcanzar el 100%, y el 41% actual es sólo la eficiencia térmica más alta, que sólo puede alcanzar un automóvil en condiciones de conducción ideales.
¿Por qué es tan difícil mejorar la eficiencia térmica del motor?
La eficiencia térmica del motor se refiere a la relación entre el calor equivalente de la potencia efectiva del motor y el contenido de calor del combustible consumido por unidad de tiempo. Es una de las formas de evaluar la economía de combustible del motor. Sin embargo, se puede decir que es difícil mejorar la eficiencia térmica de los motores.
De 1960 a 2020, los humanos pudieron enviar astronautas a Marte, aumentar la velocidad de los trenes a 450 km/h y permitir a los usuarios de teléfonos móviles pasar de la era 1G a la era 5G, pero la energía térmica eficiencia de los motores de combustión interna de gasolina ¿En cuánto? Sólo el 10%. En 1960, la eficiencia térmica máxima de los motores de combustión interna de gasolina era de aproximadamente el 30%. Hoy en día, es de aproximadamente el 40% en 2020. Ha aumentado un 10% en 1970. Esto demuestra lo difícil que es mejorar la eficiencia térmica de la combustión interna. motores.
¿Por qué es tan difícil mejorar la eficiencia térmica? La esencia de un motor de combustión interna es convertir la energía térmica en energía cinética, pero según la segunda ley de la termodinámica: es imposible absorber energía térmica de una única fuente de calor y convertirla completamente en trabajo útil sin producir otros cambios. En primer lugar, durante el proceso de combustión, sólo una parte de la energía generada por la combustión del combustible se puede convertir en energía mecánica y el resto se pierde en forma de calor. Incluso si esta parte se convierte en energía mecánica, todavía habrá pérdidas, como la fricción de las piezas del engranaje, la fricción del pistón y la pared del cilindro, todas las cuales perderán energía. Si desea mejorar la eficiencia térmica, aunque puede mejorar la eficiencia térmica aumentando la relación de compresión, inyección directa en el cilindro, etc., la eficiencia térmica tiene un límite.
Según la fórmula de eficiencia del ciclo Otto de los motores de gasolina: η=1-ε^(1-γ), η es la eficiencia, ε es la relación de compresión 13 y γ es la relación de calor específico del aire. . Por lo tanto, siempre que el generador de gasolina adopte el ciclo Otto, la eficiencia térmica no excederá el 64%.
Los vehículos híbridos son más eficientes
Con la actual eficiencia térmica del motor llegando a un cuello de botella, el uso de motores eléctricos es actualmente una forma más realista de mejorar la eficiencia. Mucha gente realmente no entiende esto. ¿Por qué los coches híbridos consumen menos combustible? Piensan que utilizar el motor para quemar petróleo para generar electricidad y luego utilizar electricidad para impulsar el motor es más eficiente que quemar petróleo directamente. ¿No cumple con la ley de conservación de la energía? Esto demuestra que están a medias en física y no comprenden completamente la eficiencia térmica de los motores.
La eficiencia térmica del motor generalmente se refiere a la máxima eficiencia térmica, que se puede lograr en condiciones ideales, como conducir a una velocidad constante de 80 km por hora. Sin embargo, es imposible mantener estas condiciones de funcionamiento todo el tiempo. Cuando se conduce en zonas urbanas, durante las paradas y arranques, el motor suele funcionar a alta velocidad y carga, y el consumo de combustible es relativamente alto. Sin embargo, por un lado, la eficiencia del motor puede alcanzar aproximadamente el 90%. Por otro lado, el motor puede generar el par máximo independientemente de la velocidad, por lo que siempre puede mantener la máxima eficiencia.
Entonces, ¿por qué los coches híbridos pueden ahorrar combustible? Utilizan el motor a velocidades medias y bajas para evitar las condiciones de trabajo en las que la eficiencia térmica del motor es más baja y utilizan el motor para conducir directamente a altas velocidades y velocidades. utilizan el rango de eficiencia térmica más alto del motor, por lo que pueden ahorrar combustible.
Por lo que a corto plazo todavía queda un largo camino por recorrer para mejorar la eficiencia térmica del motor, por lo que muchas empresas automovilísticas utilizan motores eléctricos con motores de combustión interna para conseguir una mayor eficiencia real de conducción. El modo se ha vuelto cada vez más popular a medida que las políticas de emisiones se han vuelto más estrictas. La dureza puede volverse cada vez más común.
Este artículo proviene del autor de Autohome Chejiahao y no representa los puntos de vista ni las posiciones de Autohome.