為什么發(fā)動機(jī)的熱效率這么低
發(fā)動機(jī)熱效率低,主要源于能量在多個環(huán)節(jié)的損耗。燃料燃燒產(chǎn)生的熱能,部分無法轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,被冷卻液吸收后釋放到大氣,且熱力學(xué)定律限制了熱效率上限;發(fā)動機(jī)內(nèi)部各零部件運轉(zhuǎn)時相互摩擦,產(chǎn)生的熱量白白散失;排氣過程中,高溫高壓的廢氣帶走大量未被利用的能量。此外,燃燒不充分、散熱損失、膨脹比不足等因素,也共同拉低了發(fā)動機(jī)的熱效率。
從燃燒環(huán)節(jié)來看,混合氣形成過程中,由于多種因素的影響,導(dǎo)致部分燃料未能完全燃燒或只是部分燃燒,這些未充分燃燒的燃料就這樣帶著熱量溜走,使得能量白白浪費。在傳熱方面,熱量在各個部件之間傳遞時,因零件與冷卻液之間存在較大的溫差,不可避免地產(chǎn)生了傳熱損失。
發(fā)動機(jī)的機(jī)械損失也不容忽視?;钊c氣缸壁之間的摩擦力、發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)時克服各種阻力以及驅(qū)動附件等,都要消耗不少能量。而且發(fā)動機(jī)工作時會產(chǎn)生大量的熱量,這些熱量必須依靠冷卻系統(tǒng)散發(fā)出去,不然發(fā)動機(jī)的性能和效率都會受到嚴(yán)重影響,這部分散熱損失同樣降低了熱效率。
還有,由于氣缸容積存在一定限制,氣體膨脹速度緩慢,膨脹比達(dá)不到理想狀態(tài),使得原本可以進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的能量無法得到充分利用。
綜上所述,發(fā)動機(jī)熱效率低是多種因素共同作用的結(jié)果。燃燒不充分、傳熱損失、機(jī)械損失、散熱損失以及膨脹比不足等,在不同程度上損耗了能量,拉低了熱效率。不過,隨著汽車技術(shù)的不斷進(jìn)步,工程師們也在積極采取各種措施來提高發(fā)動機(jī)熱效率,努力減少這些能量損耗,讓發(fā)動機(jī)變得更加高效節(jié)能。
(圖/文/攝:太平洋汽車 整理于互聯(lián)網(wǎng))
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