Rendement van een verbrandingsmotor - we kennen de efficiƫntie in vergelijking
Inhoud
Onder de vele kenmerken van verschillende mechanismen in de auto, is de beslissende factor: Rendement van een verbrandingsmotor. Om de essentie van dit concept te weten te komen, moet je precies weten wat een klassieke verbrandingsmotor is.
De efficiƫntie van een verbrandingsmotor - wat is het?
Allereerst zet de motor de thermische energie die ontstaat tijdens de verbranding van brandstof om in een bepaalde hoeveelheid mechanisch werk. In tegenstelling tot stoommachines zijn deze motoren lichter en compacter. Ze zijn veel zuiniger en verbruiken strikt gedefinieerde vloeibare en gasvormige brandstoffen. Zo wordt de efficiƫntie van moderne motoren berekend op basis van hun technische kenmerken en andere indicatoren.
Efficiƫntie (prestatiecoƫfficiƫnt) is de verhouding tussen het vermogen dat daadwerkelijk op de motoras wordt overgedragen en het vermogen dat door de zuiger wordt ontvangen als gevolg van de werking van gassen. Als we de efficiƫntie van motoren met verschillende vermogens vergelijken, kunnen we vaststellen dat deze waarde voor elk van hen zijn eigen kenmerken heeft.
Het effectieve rendement van de motor hangt af van verschillende mechanische verliezen in verschillende bedrijfsfasen. De verliezen worden beĆÆnvloed door de beweging van afzonderlijke onderdelen van de motor en de daaruit voortvloeiende wrijving. Dit zijn zuigers, zuigerveren en diverse lagers. Deze onderdelen veroorzaken de meeste verliezen, goed voor ongeveer 65% van hun totaal. Bovendien ontstaan āāverliezen door de werking van mechanismen zoals pompen, magneto's en andere, die kunnen oplopen tot 18%. Een klein deel van de verliezen zijn de weerstanden die optreden in het brandstofsysteem tijdens het in- en uitlaatproces.
Bovenal neemt het rendement af door warmteverliezen. De energiecentrale verwarmt alle elementen van het systeem, inclusief de koelvloeistof, koelradiator en verwarming, en daarnaast gaat er warmte verloren. Een deel gaat verloren samen met de uitlaatgassen. Gemiddeld zijn warmteverliezen verantwoordelijk voor maximaal 35% van het rendement en brandstofverbruik voor nog eens 25%. Nog eens 20% wordt ingenomen door mechanische verliezen, d.w.z. op elementen die wrijving veroorzaken (zuigers, ringen, enz.). Hoogwaardige motoroliƫn helpen wrijving te verminderen, maar deze factor kan niet volledig worden geƫlimineerd.
Gezien het lage rendement van de motor is het mogelijk verliezen duidelijker weer te geven, bijvoorbeeld op de hoeveelheid brandstof. Met een gemiddeld brandstofverbruik van 10 liter per honderd kilometer is er slechts 2-3 liter brandstof nodig om dit gedeelte te passeren, de rest is verlies. Een dieselmotor heeft minder verliezen, evenals een verbrandingsmotor met gasballonuitrusting. Als de kwestie van een hoog motorrendement fundamenteel is, dan zijn er opties met een coƫfficiƫnt van 90%, maar dit zijn elektrische voertuigen en auto's met een hybride motor. In de regel zijn hun kosten iets hoger en vanwege de specifieke werking (regelmatig opladen is nodig en de geur van hardlopen is beperkt), zijn dergelijke machines nog steeds zeldzaam in ons land.
Vergelijking van motorefficiƫntie - benzine en diesel
Als we de efficiƫntie van een benzine- en dieselmotor vergelijken, moet worden opgemerkt dat de eerste niet efficiƫnt genoeg is en slechts 25-30% van de opgewekte energie omzet in nuttige actie. Het rendement van een standaard dieselmotor bereikt bijvoorbeeld 40% en het gebruik van turbolader en intercooling verhoogt dit cijfer tot 50%.
Beide motoren hebben, ondanks de gelijkenis van ontwerp, verschillende soorten mengselvorming. Daarom werken de zuigers van een carburateurmotor bij hogere temperaturen die hoogwaardige koeling vereisen. Hierdoor wordt thermische energie die zou kunnen veranderen in mechanische energie tevergeefs gedissipeerd, waardoor de algehele efficiƫntiewaarde wordt verlaagd.
Om het rendement van een benzinemotor te verhogen, worden echter bepaalde maatregelen genomen. Per cilinder kunnen bijvoorbeeld twee inlaat- en uitlaatkleppen worden gemonteerd, in plaats van Ć©Ć©n inlaat- en Ć©Ć©n uitlaatklep. Daarnaast hebben sommige motoren een aparte bobine voor elke bougie. De gasregeling wordt in veel gevallen uitgevoerd met een elektrische aandrijving en niet met een gewone kabel.
EfficiĆ«ntie van dieselmotoren ā merkbare efficiĆ«ntie
Diesel is een van de varianten van verbrandingsmotoren, waarbij de ontsteking van het werkmengsel wordt uitgevoerd als gevolg van compressie. Daarom is de luchtdruk in de cilinder veel hoger dan die van een benzinemotor. Als we de efficiƫntie van een dieselmotor vergelijken met de efficiƫntie van andere ontwerpen, kan men de hoogste efficiƫntie opmerken.
In aanwezigheid van lage snelheden en een grote verplaatsing kan de efficiƫntie-index meer dan 50% bedragen.
Er moet aandacht worden besteed aan het relatief lage verbruik van dieselbrandstof en het lage gehalte aan schadelijke stoffen in de uitlaatgassen. De waarde van het rendement van een verbrandingsmotor hangt dus volledig af van het type en het ontwerp. In veel voertuigen wordt de lage efficiƫntie gecompenseerd door verschillende verbeteringen om de algehele prestaties te verbeteren.
