世界上发动机热效率最高为57%,为什么达不到一百呢?

如题所述

世界上,发动机热效率最高的机型便是马自达的创驰蓝天Skyactiv-G,该发动机通过高压缩比,使得发动机燃油效率提升了27%,发动机热效率达到了57%的水平。57%是什么概念?如果折算成现在的油耗水平,车辆每百公里油耗值约为4.0L左右,按照这样的排放标准,还发展什么新能源?还要什么混动车?等这一天我们真的等了好久!


发动机热效率

传统的发动机依靠火花塞点火,促使缸内燃油混合气燃烧,但是马自达直接废气了火花塞,并借助稀薄燃烧激素,采用压燃式方式点火,这一颠覆性的思路一经推出,便在汽车圈掀起了发动机新技术狂潮热论,汽车圈从此变天了,马自达翻身啦,丰田老大哥身份要让位啦等等。不过该发动机现在还未成熟,马自达还没有将该发动机量产使用。



现在汽车市场上,已经在广泛应用的热效率最高的发动机便是丰田的发动机,不过丰田发动机是在混动车的基础上发挥出来的,其热效率最高值达到了41%,该最高热效率值是在发动机处于稳定而又理想的状况下达到的。发动机在正常使用过程中,热效率值达到35%就已经是非常非常优秀了。


现在发动机的发展已经达到了瓶颈期,想要进一步突破,困难重重,即便是提升发动机1%的热效率,也算是革命性的大成就,但是,马自达创驰蓝天热效率水平,直接提升到了16%,汽车圈的朋友们只能竖起大拇指。57%的热效率尚且如此,如果我们的发动机,其热效率水平如果达到了100%,又会出现什么情况呢?


发动机的热效率为什么如此低?

主要是大部分能量都被浪费掉了,浪费的能量都去哪儿了?发动机的能量除了用于转变为输出至变速器的扭矩之外,发动机本身还存在机械损失和热平衡。


机械损失

发动机在正常工作时,发动机内部各个零部件是有相对运动的。

比如活塞组件摩擦损失,活塞与发动机缸体之间存在较大的摩擦作用,这种摩擦作用不可避免,毕竟发动机在工作时,要保证缸体内部的密封性,活塞与缸体之间必然存在摩擦作用力。


进气、排气等气阀组件的摩擦损失。发动机凸轮与挺柱、摇臂与气门杆端、气门杆与气门套管、摇臂轴承等都存在摩擦损失。

发动机在正常工作时,正时皮带、链轮会发生旋转,但是皮带和链轮的传递效率并非100%,这样的运动过程也存在能量损失。


发动机在正常工作时,还有其他辅助系统需要工作,比如发动机冷却水泵,机油泵,点火线圈等;还有我们常说的发动机泵气损失。

热损失

对于发动机来说,为保证发动机正常稳定工作,发动机本身存在热平衡。也就是发动机产生的热量和散失的热量是相同的。


热量损失主要包括发动机冷却液热量传递造成的损伤,发动机机油温度增高造成的热量损失,发动机尾气排放所产生的热量损失,对于发动机而言,发动机本身还存在热辐射,通过空气传递热量。

发动机热效率100%表现

如果发动机热效率达到了100%,发动机内部各个零部件相互运动所产生的摩擦损失需要为零,发动机进、排气系统,发动机活塞缸体,发动机曲柄轴承,发动机气门正时,点火线圈等等机械装置,所产生的摩擦作用力需为零,发动机热损失为零,所产生的热量全部用于对外做功,发动机本身也就不需要冷却液,热辐射也必须统统隔绝。


最为关键性的一步就是,发动机工作时会产生振动噪音,而这种振动噪音也消耗能量,热效率100%,也进一步暗示,发动机工作状态及其安静,车主听不到一丢丢声音。

热效率达到100%,可以说是“白日做梦”,我们必须颠覆之前所有的知识,产生一些逆自然现象的伟大理论,否则热效率始终无法达到100%。

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第1个回答  2020-10-12
因为没有百分百的热效率转化,热量是会散失的,所以不能达到100。
第2个回答  2020-10-12
因为不管是什么发动机,在运行的时候总是会有损耗的,这是一个科学难题。
第3个回答  2020-10-13
世界上发动机热效率最高为57%,达不到100%,因为发动机也有热量损失,如排气等都是需要能量的。
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