Účinnost spalovacího motoru - známe účinnost v porovnání
Obsah
Mezi mnoha charakteristikami různých mechanismů v autě je rozhodujícím faktorem Účinnost spalovacího motoru. Abyste zjistili podstatu tohoto konceptu, musíte přesně vědět, co je to klasický spalovací motor.
Účinnost spalovacího motoru - co to je?
V prvé řadě motor přeměňuje tepelnou energii vznikající při spalování paliva na určitou mechanickou práci. Na rozdíl od parních strojů jsou tyto motory lehčí a kompaktnější. Jsou mnohem ekonomičtější a spotřebovávají přesně definovaná kapalná a plynná paliva. Účinnost moderních motorů se tedy vypočítává na základě jejich technických charakteristik a dalších ukazatelů.
Účinnost (koeficient výkonu) je poměr výkonu skutečně přeneseného na hřídel motoru k výkonu, který píst přijme působením plynů.. Pokud porovnáme účinnost motorů různého výkonu, můžeme zjistit, že tato hodnota pro každý z nich má své vlastní charakteristiky.
Efektivní účinnost motoru závisí na různých mechanických ztrátách v různých fázích provozu. Na ztráty má vliv pohyb jednotlivých částí motoru a z toho vyplývající tření. Jedná se o písty, pístní kroužky a různá ložiska. Tyto části způsobují největší ztráty, tvoří přibližně 65 % jejich celkových ztrát. Navíc působením mechanizmů jako jsou čerpadla, magneta a další vznikají ztráty, které mohou dosahovat až 18 %. Malou část ztrát tvoří odpory, které vznikají v palivovém systému při procesu sání a výfuku.
Především se snižuje účinnost kvůli tepelným ztrátám. Elektrárna ohřívá všechny prvky systému, včetně chladicí kapaliny, chladiče a ohřívače, spolu s tím dochází ke ztrátám tepla. Část se ztrácí spolu s výfukovými plyny. V průměru tepelné ztráty tvoří až 35 % účinnosti a účinnost paliva dalších 25 %. Dalších 20 % zabírají mechanické ztráty, tzn. na prvcích, které vytvářejí tření (písty, kroužky atd.). Kvalitní motorové oleje pomáhají snižovat tření, ale tento faktor nelze zcela eliminovat.
Vzhledem k nízké účinnosti motoru je možné prezentovat ztráty jasněji např. na množství paliva. Při průměrné spotřebě paliva 10 litrů na sto kilometrů trvá projetí tímto úsekem pouhé 2-3 litry paliva, zbytek je ztráta. Dieselový motor má menší ztráty, stejně jako spalovací motor s plynovým balonem. Pokud je zásadní otázka vysoké účinnosti motoru, pak existují možnosti s koeficientem 90 %, ale jedná se o elektromobily a vozy s hybridním motorem. Jejich cena je zpravidla poněkud vyšší a vzhledem ke specifikům provozu (potřeba pravidelného dobíjení a omezená vůně běhu) jsou takové stroje u nás zatím vzácné.
Porovnání účinnosti motoru - benzín a nafta
Srovnáme-li účinnost benzínového a naftového motoru, je třeba si uvědomit, že první z nich není dostatečně účinný a přeměňuje pouze 25-30 % vyrobené energie na užitečnou činnost. Například účinnost běžného vznětového motoru dosahuje 40 %, použití přeplňování turbodmychadlem a mezichlazení zvyšuje tuto hodnotu na 50 %.
Oba motory, navzdory podobnosti konstrukce, mají různé typy tvorby směsi. Písty karburátorového motoru proto pracují při vyšších teplotách, které vyžadují kvalitní chlazení. Z tohoto důvodu je tepelná energie, která by se mohla přeměnit na mechanickou energii, bez užitku rozptylována, což snižuje celkovou hodnotu účinnosti.
Aby se však zvýšila účinnost benzínového motoru, jsou přijata určitá opatření. Například mohou být na válec instalovány dva sací a výfukové ventily namísto jednoho sacího a jednoho výfukového ventilu. Některé motory mají navíc pro každou svíčku samostatnou zapalovací cívku. Ovládání škrticí klapky se v mnoha případech provádí pomocí elektrického pohonu, nikoli obyčejného kabelu.
Účinnost dieselového motoru – znatelná účinnost
Diesel je jednou z odrůd spalovacích motorů, ve kterých se zapalování pracovní směsi provádí v důsledku komprese. Proto je tlak vzduchu ve válci mnohem vyšší než u benzínového motoru. Při porovnání účinnosti vznětového motoru s účinností jiných konstrukcí lze konstatovat jeho nejvyšší účinnost.
Při nízkých rychlostech a velkém výtlaku může index účinnosti přesáhnout 50 %.
Pozornost je třeba věnovat relativně nízké spotřebě motorové nafty a nízkému obsahu škodlivých látek ve výfukových plynech. Hodnota účinnosti spalovacího motoru tedy zcela závisí na jeho typu a konstrukci. U mnoha vozidel je nízká účinnost kompenzována různými vylepšeními pro zlepšení celkového výkonu.
