Dvigatel terim termitasi (BTE) vositachilikning kimyoviy energiyasini elektr energiyasini samarali mexanik ishlarga aylantirish uchun asosiy mexanik ta'sirga ega bo'lgan, bu transport vositalarining yoqilg'i sarfi va chiqindilariga bevosita ta'sir ko'rsatadigan samarali mexanik ishlarga olib keladigan asosiy ko'rsatkichdir. Turli ishlab chiqaruvchilar tomonidan chiqariladigan BTE qiymatlarida sezilarli farqlar mavjud, asosan texnologik yondashuvlar va ilmiy-tadqiqot investitsiyalarning o'zgarishi hisobiga.
Quyidagi ma'lumotlar BTE farqlariga olib keladigan bir qator asosiy texnologik sohalar va ularning asosiy sabablari.
Texnologiyasi - BTE farqlarining asosiy sabablari
Yashish va emissiya nazorati - Yurish optimallashtirish:
Miller tsikl, yuqori siqish koeffitsienti va past haroratning yonishi mumkin, ammo, BTE ni takomillashtirish juda muhimdir. Ba'zi texnologiyalar (masalan, yuqori egramma) emissiyalarni kamaytirish uchun oz miqdordagi samaradorlikni qurbon qilishi mumkin.
- davolash va issiqlik boshqarmasi:
Samarali chiqindi gazni to'kish (EGR) va katalizozli dizel zarrachasini (CDPF) chiqarilishi mumkin, emissiya va samaradorlikni muvozanatlashi mumkin. Optimallashtirilgan sovutish va issiqlik boshqaruv tizimi (masalan, tezkor dvigatel uchun issiqlik issiqligi uchun issiqlik issiqligi yordamida) energiya yo'qotishlarini samarali kamaytirishi mumkin.
Yoqilg'i va in'ektsiya tizimi - Yoqilg'i xususiyatlari:
Turli yoqilg'i (masalan, biodiya aralashmasi, metanol) yonish xususiyatlariga ta'sir qilishi va muayyan muhitlarda samaradorlikni yaxshilash uchun foydali bo'lishi mumkin.
Incektsiya strategiyasi: dizel dvigatellar yoki ikki - uchun in'ektsiya bosimi va in'ektsiya vaqtini oshirish va in'ektsiya vaqtini oshirish va yonish jarayonini ko'paytirishni yaxshilaydi, shu bilan BTE kuchayadi.
Energiyani tiklash va ulardan foydalanish - Chiqindi issiqlik tiklanishi:
Chiqzul issiqlik issiqligini qayta qurish, masalan, ramz tsikli va uni foydali ishga aylantirish kabi texnologiyalar orqali olib tashlash dvigatelning umumiy issiqlik samaradorligini to'g'ridan-to'g'ri oshirishi mumkin. AQSh Supert avtomashinasi loyihasi ushbu asosiy texnologiyani amalga oshirdi.
Dizayn, jarayon va materiallar - Asosiy dizayn va ishlab chiqarish:
Dvigatelning tarkibiy dizayni, ishlab chiqarish jarayoni va materiallarni tanlash (masalan, past-}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}} & Engil darajasidan foydalanib, BTEga ta'sir qiladi.
Ishlab chiqaruvchilar tomonidan qo'llab-quvvatlanadigan BTE ni qanday baholash kerak?
· Texnologik ma'lumotlarga e'tibor bering: Yuqori BTE yuqori qiymatlari odatda yuqorida ko'rsatilgan ilg'or texnologiyalar tomonidan yuqorida - yuqorida ko'rsatilgan - yuqorida ko'rsatilgan - yuqorida ko'rsatilgan - dan bir nechtasi tomonidan qo'llab-quvvatlanadi. Ishlab chiqaruvchi tomonidan qabul qilingan aniq texnologiyalarga e'tibor qaratish tavsiya etiladi.
Laboratoriya va amaliyot o'rtasidagi farqni tushuning: ishlab chiqaruvchilar tomonidan chiqarilgan maksimal samaradorlik ko'rsatkichlari odatda ideallashtirilgan laboratoriya muhitida ma'lum bir operatsion sharoitlarda o'lchanadi. Sizning haqiqiy haydash sharoitingiz, yuk, va haydash odatlaringiz transport vositasining haqiqiy yoqilg'isiga ta'sir qiladi.
I. CRORE hisoblash formulasi
Tormoz issiqlik samaradorligi uchun eng asosiy va to'g'ridan-to'g'ri aniqlash formulasi:
BTE=(dvigatelning samarali ishlashi) / (yoqilg'i yonishi bilan chiqarilgan umumiy kimyoviy energiya) × 100%
Ushbu ta'rifni ma'lum bir jismoniy miqdorlar va bo'linmalar bilan ifoda etish, eng ko'p ishlatiladigan hisoblash formulasi:
BTE=(p_e × B_e) / 3.6 × 100%
Yoki uning ekvivalent shakli:
BTE=3600 / h_u / b_e
Keling, ushbu belgilarning ma'nolarini buzaylik:
· BTE: Qattiq issiqlik samaradorligi, bu bizning hisoblashni hisoblashni, odatda foiz deb ifodalashni rejalashtirishni xohlaymiz.
· P_e: Dvigatelning kilovatt-ning birligi bilan samarali quvvat. Bu aslida dvigatel krankshrafi tomonidan ishlab chiqarilgan sof quvvat.
· B_E: Dvigatelning samarali yoqilg'i sarfi Bu engil o'lchashning muhim ko'rsatkichidir, degani "1 kilovatt -} -} - {}} -} ishlab chiqarish uchun qancha gramm yoqilg'i iste'mol qilinmoqda".
· HE_U: yoqilg'ining quyi isitish qiymati, kilogramm uchun kilojramma va kilojansiya birligi bilan. Bu to'liq yonishdan keyin 1 kilogramm yoqilg'i quyish paytida chiqariladi, yonish paytida hosil bo'lgan suv bug'ining bug'lanishining yopishqoq issiqligini ushlab qolinadi. Odatda issiqlik samaradorligini hisoblashda quyi isitish qiymati qo'llaniladi.
· 6: birlik konversiyasining koeffitsienti. 1 kv=3.6 {10 ^ 6 J} × 10 ^ 6 j dir, va bu g / (kve) va h_u kj / kg.
Dizsial kaloriya qiymati: ishlab chiqaruvchilar standart yoqilg'idan va BTE ni hisoblash va chiqarish uchun kelishilgan standart yoqilg'idan (masalan, 42,500 kj / kg) ishlatishlari kerak. Bu vaqtda, kaloriya qiymati bir xil va birlashtirilgan ko'rsatkich sifatida xizmat qiladi.
Nega dizel dvigateli uchun 160 g / kvanning o'ziga xos yoqilg'i sarfi, bu chegaradir?
Ushbu cheklovni oddiy fikr tajriba orqali tushunishimiz mumkin.
1. Nazariy shift: Karnot samaradorligi
Birinchidan, barcha issiqlik dvigatellari (shu jumladan dizel dvigatellari) nazariy samaradorlik chegarasiga ega, ya'ni karnot samaradorligi mavjud. Bu faqat issiqlik manbai haroratiga (- silindrli yonish haroratiga bog'liq) va sovuq manbaning harorati (atrof-muhit harorati).
· Formula: ē_carnot=1 - (T_cold / T_Hot)
Dizel dvigateli uchun T_Hot (maksimal - silindrli harorati) - bu va azot oksidi chiqindilari (pistonlar, klapan va boshqalar eritiladi va abadiy ko'tarilishi mumkin emas. Bu taxminan 2200 daraja (2473k).
· T_cold (Egzoz harorati) 25 daraja (298K) bo'lgan atrof-muhit harorati bilan cheklangan.
Nazariy karnot samaradorligi 1 - (298/2473) ≈ 88%
Bu 88% barcha issiqlik motorlari aspiringni, ammo hech qachon erisha olmaydi.
2. "Haqiqatan" "chegirmalar"
Haqiqiy dizel dvigatelida energiya yo'qotish ko'p jihatdan sodir bo'ladi. Biz ushbu muqarrar yo'qotishlar qatlamini 88% nazariy shiftdan ushlab qolishimiz kerak. Quyidagi rasmda energiyalar asta-sekin yoqilg'i energetasining 100 foizidan kelib chiqishi, faqat 52% ni tashkil qiladi:
Dizel dvigatelining energiya yo'qotish yo'li: 100% yoqilg'i taxminan 52% samarali ish
"Samarali ish (taxminan 52%)"
"Sovutish / radiatsiya yo'qotish (taxminan 26%)"
"Energiyani yo'qotish (taxminan 25%)"
"Nasos / ishqalanish / boshqa yo'qotishlar (taxminan 17%)"
Yuqorida ko'rsatilganidek, ushbu asosiy "chegirmalar" qo'llanilganligini ko'rib chiqaylik:
a. Yashil va issiqlik uzatish - isrof bo'lishi kerak bo'lgan issiqlik
Bu eng katta yo'qotish. Dvigatelning uzluksiz ishlashini ta'minlash uchun silindrni silindrli devor va sovutish tizimi orqali ichish kerak. Energiyaning bu qismi to'g'ridan-to'g'ri salqin va isrof qilingan. Rasmda ko'rsatilganidek, ushbu yagona mahsulot energiyaning qariyb 26 foizini iste'mol qiladi. Bu termodinamika qonunlari bilan belgilanadi va uni tubdan yo'q qilib bo'lmaydi.
b. - charchagan issiqlikdan charchagan
Yuqori - Haroratli gazni keyingi ish davriga tayyorgarlik ko'rish uchun ishdan keyin egilgan gazni silindrdan chiqarib yuborish kerak. Ushbu egzoz gaz tomonidan olib ketilgan issiqlik (yoqilg'i energetasining taxminan 25%) ham atmosferaga chiqariladi. Garchi yuqori - -}}}}}}}} {{4} {{{{{{{- samaradorlik turboararite-ning kichik qismini tiklashi mumkin) uning kichik qismini tiklaydi.
v. - ichki iste'molni pompalash va mexanik marosim
· Ma'lum miqdordagi ishni iste'mol qiladigan (taxminan 6%) iste'mol qiladigan "nasos" kabi ishlaydigan "nasos" kabi harakat qilish jarayonida dvigatelni yo'qotish kerak (taxminan 6%).
· Mashin jihatdan ishqalanishning yo'qolishi: piston halqalari va silindrli devori, silliq devori, valutalar va osoyishtalar (taxminan 5%) - bu boshqa bir dunyo iste'molidir.
· Ajratilgan aksessuarlar: Yoqilg'i nasoslari, neft nasoslari, suv nasoslari va boshqalarning ishlashi (taxminan 6%) ishni talab qiladi.
3. Muayyan yoqilg'i sarfiga zarar etkazish
Endi, agar biz ushbu yo'qotish koeffitsientini ma'lum bir yoqilg'i sarfiga aylantirsak, biz chegarani sezilar bilan ko'rib chiqishimiz mumkin:
Umumiy yoqilg'i energiyasi: 1 kg dizel butunlay yoqilganda 42,700 kj issiqlikni chiqaradi deb taxmin qiling.
· Samarali ishning 1 kvyu (ya'ni 3,600 kj) ishlab chiqarish:
· Hisoblash yo'li:
1. Thermal Efficiency of 40% (Common Excellent Level): The required input energy=3,600 kJ / 0.4=9,000 kJ. Yoqilg'i sarfi=9} {{1211 kg {{12}=211 g / kw · h.
2. Thermal Efficiency of 50% (Top - notch Laboratory Level): The required input energy=3,600 kJ / 0.5=7,200 kJ. Yoqilg'i sarfi=7 {2002,700} 0.1669 kg {{{13} {{} {{}}.
3 Yoqilg'i sarfi=6, 923/42,700 {{{13} {= 162 g / kw}.
4 Yoqilg'i sarfi=6 0153 kg {{14} {{14}=153 g / kw}.
Xulosa: 160 nima uchun limit?
Yuqoridagi tahlildan biz buni ko'rishimiz mumkin:
1. Daromadni kamaytirish qonuni: 50% yuqori samaradorlikka erishgandan so'ng, 50% dan ortiq, har bir qo'shimcha miqdordagi takomillashtirishning har bir qo'shimcha jismoniy yo'qotishlarini engish kerak. 52% dan 55% gacha, ushbu yoqilg'i iste'moli 162 dan 153 gacha kamayishi kerak. Buning texnikasi 40% dan 50% gacha ko'tarilishidan kattaroq bo'lishi mumkin.
2. Jismoniy chegaralarni cheklash:
· Mavzuni harorat - qarshilik chegarasi: yonish haroratini cheksiz oshirish mumkin emas, aks holda unga bardosh bera olmaydi.
· Issiqlikni tarqatish kerak: sovutishsiz, dvigatel darhol shikastlanadi.
Ishqor muqarrar: nisbiy harakat bor ekan, ishqalanish bor.
· Chiqgoz gazni bo'shatilishi kerak: bu ish davrining asosiy talabidir.
Shu sababli, hozirgi kunda yoqilg'i energetikaining 52% {{1} oralig'idagi barcha yo'qotishlarni optimallashtirish, mavjud texnologik tizimning "shiftini" kiritish uchun tegishli bo'lgan barcha yo'qotishlarni optimallashtirish, deyish mumkin.
Shunday qilib, men dizel dvigateli uchun ma'lum bir yoqilg'i sarfi, men cheklangan texnologik paradigma bo'yicha muhandislik amaliy chegarasiga murojaat qilyapman. Kelgusida buzuvchi texnologik inqilob bo'lmasa (masalan, yangi yonish usullari, inqilobiy materiallar) bo'lmasa, so'nggi bir necha o'n yillikda katta samaradorlikka erishishga erishish qiyin bo'ladi.