Напевно, кожен задавався питанням про ККД (Коефіцієнт Корисної Дії) двигуна внутрішнього згоряння. Адже чим вище цей показник, тим ефективніше працює силовий агрегат. Найефективнішим на даний момент часу вважається електричний тип, його ККД може досягати до 90 – 95 %, а ось у моторів внутрішнього згоряння, будь то дизель або бензин він, м’яко кажучи, далекий від ідеалу …
ЗМІСТ СТАТТІ
- Детальніше про втрати
- У будь двигуна найбільший ККД?
- Про паливної ефективності дизеля
Якщо чесно, то сучасні варіанти моторів набагато ефективніше за своїх побратимів, які були випущені років так 10 тому, і причин цьому маса. Самі подумайте раніше варіант 1,6 літра, видавав лише 60 – 70 к. с. А зараз це значення може досягати 130 – 150 к. с. Це копітка робота над збільшенням ККД, в який кожен «крок» дається методом проб і помилок. Однак давайте почнемо з визначення.
ККД двигуна внутрішнього згоряння – це значення відношення двох величин, потужності яка подається на колінчастий вал двигуна до потужності одержуваної поршнем, за рахунок тиску газів, які утворилися шляхом займання палива.
Якщо сказати простою мовою, то це перетворення термічної або теплової енергії, яка з’являється при згорянні паливної суміші (повітря і бензин) в механічну. Треба зазначити, що таке вже бувало, наприклад у парових силових установок — також паливо під впливом температури штовхало поршні агрегатів. Однак там установки були в рази більше, та й саме було тверде паливо (зазвичай вугілля або дрова), що ускладнювало його перевезення та експлуатацію, постійно потрібно було «піддавати» у піч лопатами. Двигуни внутрішнього згоряння набагато компактніше і легше «парових», так і паливо набагато простіше зберігати і перевозити.
Детальніше про втрати
Якщо забігати вперед, то можна впевнено сказати що ККД бензинового двигуна знаходиться в межах від 20 до 25 %. І на це багато причин. Якщо взяти надходить паливо і перерахувати його на відсотки, то ми одержуємо «100% енергії, яка передається двигуну, а далі пішли втрати:
1) Паливна ефективність. Не все паливо згорає, невелика його частина йде з відпрацьованими газами, на цьому рівні ми вже втрачаємо до 25% ККД. Звичайно, зараз паливні системи поліпшуються, з’явився інжектор, але і він далекий від ідеалу.
2) Друге це теплові втрати. Двигун прогріває себе і безліч інших елементів, такі як радіатори, свій корпус, рідина яка в ньому циркулює. Також частина тепла йде з вихлопними газами. На все це ще до 35% втрати ККД.
3) Третє це механічні втрати. НА всякого роду поршні, шатуни, кільця – всі місця, де є тертя. Сюди можна віднести і втрати від навантаження генератора, наприклад чим більше електрики виробляє генератор, тим сильніше він гальмує обертання коленвала. Звичайно, змащення також зробили крок вперед, але знову ж таки повністю тертя ще нікому не вдалося перемогти – втрати ще 20 %
Таким чином, в сухому залишку, ККД дорівнює близько 20%! Звичайно з бензинових варіантів є виділяються варіанти, у яких цей показник збільшено до 25%, але їх не так багато.
Тобто якщо ваш автомобіль витрачає палива 10 літрів на 100 км, із них всього 2 літри підуть безпосередньо на роботу, а решта це втрати!
Звичайно, можна збільшити потужність, наприклад за рахунок розточки головки, дивимося невелике відео.
Якщо згадати формулу то виходить:
У будь двигуна найбільший ККД?
Тепер хочу поговорити про бензиновому і дизельному варіантах, і з’ясувати, хто ж з них найбільш ефективний.
Якщо сказати простими, мовою і не лізти в нетрі технічних термінів – якщо порівняти два ККД бензинового і дизельного агрегатів – ефективніше з них, звичайно ж дизель і ось чому:
1) Бензиновий двигун перетворює тільки 25 % енергії в механічну, а ось дизельний близько 40%.
2) Якщо оснастити дизельний тип турбонаддувом, то можна досягти ККД в 50-53%, а це дуже суттєво.
Так чому він ефективний? Все просто — не дивлячись на схожій тип роботи (і той і інший є агрегатами внутрішнього згоряння) дизель виконує свою роботу набагато ефективніше. У нього більше стиснення, так і паливо запалюється від іншого принципу. Він менше нагрівається, а значить, відбувається економія на охолодженні, у нього менше клапанів (економія на терті), також у нього немає звичних нам, котушок запалювання свічок, а значить не потрібно додаткові енергетичні витрати від генератора. Працює він з меншими оборотами, не потрібно скажено розкручувати колінвал — все це робить дизельний варіант чемпіоном по ККД.
Про паливної ефективності дизеля
З більш високого значення коефіцієнта корисної дії – слід і паливна ефективність. Так, наприклад двигун 1,6 літра може витрачати по місту всього 3 – 5 літрів, на відміну від бензинового типу, де витрата 7 – 12 літрів. У дизеля набагато більше крутний момент, сам двигун найчастіше компактніше і легше, а так само останнім часом і екологічніше. Всі ці позитивні моменти, досягаються завдяки більшому значенню ступеня стиснення, є пряма залежність ККД і стиснення, дивимося невелику табличку.
Однак не дивлячись на всі плюси у нього також і багато мінусів.
Як стає зрозуміло, ККД двигуна внутрішнього згоряння далекий від ідеалу, тому майбутнє однозначно за електричними варіантами – залишилося тільки знайти ефективні акумулятори, які не бояться морозу і довго тримають заряд.
На цьому закінчую, читайте наш АВТОБЛОГ.
Коли міняти гуму?
Сіл акумулятор, як завести машину?
Чорний дим з вихлопної труби – причини, наслідки
