發動機要多大的壓縮比熱效率才能達到達到60 ?

時間 2021-05-07 01:15:07

1樓:

看了一位大佬的想法,說內燃機想要達到60%熱效率必然會走到壓燃的路上。

馬自達的skyactiveX第一代今年應該會上市了,如果可以做到45%,那也許第二代、第三代skyactiveX就可以做到60%。

2樓:六隻正在飛的羊

理想奧托迴圈效率為 ,對於雙原子分子γ=1.4,達到60%的熱效率只需要9.88的壓縮比,然而燃燒完的理想混合氣的γ只有1.

3,瞬間就退化到需要21.2的壓縮比才能達到60%的熱效率。

不過即使對於γ=1.3的氣體,10的壓縮比也足夠達到49.88%的熱效率,這也已經高於市售的汽油車發動機的效率了。

提高發動機熱效率的關鍵不在進一步提高壓縮比上,而在於減少動力系統執行中的損耗,和使發動機在非額定工況下也能做出理想的奧托迴圈。

當然了,如果樓主能讓發動機工質始終處於γ=5/3的單原子分子狀態,那麼只需要3.95的壓縮比就能達到60%的理論熱效率(手動滑稽

3樓:三斤哥

其實熱效率不僅僅和壓縮比有關

天津大學蘇萬華院士團隊研究的試驗樣機在絕熱狀態下已經可以達到60%以上(非絕熱狀態51%),且NOx滿足國六排放標準

採用的技術主要是:可變壓縮比(8.7:1-17:1)、G-HCCI均質壓燃技術、EGR、更高的增壓壓力以及噴油壓力等。

所以現有的壓縮比即可滿足

4樓:

卡諾老爺子的棺材板要壓不住了。

題主有樸素的唯物主義世界觀,這還不錯,建議去圖書館借一本《熱力學》和一本《內燃機原理》認真研讀一下。

5樓:

話說題主提問真是蜜汁自信。。你自己車的隨車說明書看過麼。這種結構怎麼潤滑怎麼密封,何況還是30:1的壓縮比的密封。。這種維修店的問題都沒考慮過還覺得這個東西專業性太強。。

6樓:嶺南黃

活塞式發動機提公升熱效率的最大難點之一

傳統往復活塞式發動機結構從發明至今已經超過一百多年的歷史,經過這麼多年的不斷優化,熱效率的提公升也越來越困難,說明往復活塞式結構的發動機熱效率提公升空間已經接近結構性潛力極限。

柴油機熱效率普遍比汽油機高,壓縮比起決定性作用,大多數柴油機的壓縮比高於汽油機,汽油在過高的壓縮氣體中著火會瞬間燃燒,燃燒壓力集中爆發出來,產生乙個非常高的尖峰壓力,可以稱之為爆燃,燃燒壓力瞬間衝擊活塞,當發動機負載大時,使活塞側推力非常大,造成活塞活塞環和汽缸壁之間摩擦力加大,溫度公升高,磨損加速,迅速縮短發動機壽命,這也是汽油機壓縮比不能太高的原因。哪怕是柴油,在過高的空氣壓力下著火也會出現爆燃,現在的柴油機壓縮比已經接近了柴油爆燃的紅線,所以常見的小型柴油機或是汽油機,帶負載時,在燃料爆燃的情況下會造成活塞側推力加大,活塞活塞環和汽缸壁磨損嚴重,溫度公升高,縮短發動機壽命,即使應用如汽缸壁金屬塗層等大量先進技術,也只是治標不治本,無法消除活塞側推力,就不能採用更大的壓縮比,發動機就無法穩定的輸出更大的扭矩,這也是明知道加大壓縮比能大幅提高熱效率,卻讓發動機廠商望而卻步的重要原因之一。然而一些大型船舶發動機廠商卻另闢蹊徑,如芬蘭瓦錫蘭生產的大型船舶發動機,給活塞裝上導軌,這樣基本上消除了活塞側推力,從而設計更大的壓縮比和更大的燃燒壓力,大幅提高發動機熱效率,使柴油機超過50%的熱效率,但也相應的增加了重量,不適合陸地交通使用。

通過以上幾個發動機型別的論述,我們知道,發動機採用更高的壓縮比能提高熱效率,但在提高壓縮比的同時發動機燃燒室的燃燒壓力也會增大,最大扭矩也會增加,造成活塞側推力大幅增加,活塞和汽缸壁的摩擦係數變大,溫度劇烈公升高,磨損嚴重,發動機壽命大幅縮短,汽缸壁金屬塗層能降低摩擦係數,卻不能消除活塞側推力,活塞側推力是阻礙發動機提高壓縮比的最大難點之一,也是阻礙熱效率提公升的最大難點之一。

既然知道了活塞式發動機熱效率提公升的最大難點之一,根據這個難點提出解決方案:從新設計一款即輕量化,能消除活塞側推力,又能穩定承受燃料在高壓縮比下出現的爆燃壓力的發動機。

以下是兩款熱效率超過50%的發動機結構,沒有了傳統發動機的汽缸蓋,消除了傳統發動機活塞側推力的結構性缺陷,能設計更高的壓縮比,承受更大的爆燃壓力,大幅提公升發動機熱效率,與傳統活塞式發動機相比,相同排量時扭矩大一倍以上。

解決方案一(專利號201711487787.9)

一種往復導軌雙口汽缸發動機,包括導軌支架、導軌雙口汽缸、柱塞、曲軸和機殼;所述導軌支架固定在機殼上,所述導軌雙口汽缸為中間封閉兩端開口,導軌雙口汽缸開口的兩端各套接乙個柱塞;所述柱塞的一端設有密封環,設有密封環的一端與導軌雙口汽缸的開口端套接,設有密封環的一端頂部設有進氣門、排氣門和噴油嘴,柱塞的另一端設有進氣管道、排氣管道和冷卻管路;所述曲軸安裝在機殼下部,並通過連桿與導軌雙口汽缸連線,所述導軌雙口汽缸的缸體外側設有直線導軌脊,導軌支架內側有直線導軌槽,所述導軌槽與導軌雙口汽缸的導軌脊相配合組成直線導軌,每個導軌雙口汽缸和導軌支架分別設計2-4條的直線導軌脊和直線導軌槽,且導軌脊和導軌槽的數量相同。直線導軌引導導軌雙口汽缸按給定的方向做往復直線運動,限制導軌雙口汽缸向其它方向運動,消除了類似往復活塞式發動機的活塞側推力,減少了發動機的耗損,提高工作效率。

工作原理為:

每個導軌雙口汽缸配套兩個柱塞,每個導軌雙口汽缸與兩個柱塞組合形成兩個燃燒室,靠近曲軸的為下燃燒室,另一燃燒室為上燃燒室,每個燃燒室都有吸氣、壓縮、做功、排氣四個衝程迴圈,曲軸旋轉半圈,兩個燃燒室分別完成乙個衝程,乙個導軌雙口汽缸能同時進行兩個衝程。

下燃燒室四衝程工作迴圈:

1、吸氣衝程

當發動機處於工作狀態時,下端柱塞的進氣門開啟,導軌雙口汽缸向上運動,空氣進入導軌雙口汽缸,當導軌雙口汽缸運動至最高時,下端柱塞的進氣門關閉。

2、壓縮衝程

當吸氣衝程結束時,下端柱塞的進氣門與排氣門都關閉著,導軌雙口汽缸向下運動,空氣被壓縮,當導軌雙口汽缸運動至最底部時,壓縮衝程結束,將機械能轉化為內能。

3、做功衝程

當壓縮衝程接近終點時,在高壓油幫浦作用下將液體燃料通過噴油器噴入導軌雙口汽缸,在很短的時間內與空氣混合後立即自行發火燃燒,汽缸內氣體的壓力急速上公升,急劇膨脹,推動導軌雙口汽缸上行,導軌雙口汽缸通過連桿拉動曲軸旋轉,將內能轉化為機械能。

4、排氣衝程

當內能轉化為機械能後,下端柱塞的排氣門開啟,導軌雙口汽缸向下運動,將燃燒後的廢氣排出,當導軌雙口汽缸運動至最底部時,排氣門關閉,完成乙個工作迴圈。

上燃燒室四衝程工作迴圈:

1、吸氣衝程

當發動機處於工作狀態時,上端柱塞的進氣門開啟,導軌雙口汽缸向下運動,空氣進入導軌雙口汽缸,當導軌雙口汽缸運動至最底部時,上端柱塞的進氣門關閉。

2、壓縮衝程

當吸氣衝程結束時,上端柱塞的進氣門與排氣門都關閉著,導軌雙口汽缸向上運動,空氣被壓縮,當導軌雙口汽缸運動至最頂部時,壓縮衝程結束,將機械能轉化為內能。

3、做功衝程

當壓縮衝程接近終點時,在高壓油幫浦作用下將液體燃料通過噴油器噴入導軌雙口汽缸,在很短的時間內與空氣混合後立即自行發火燃燒,燃燒室內氣體的壓力急速上公升,急劇膨脹,推動導軌雙口汽缸下行,導軌雙口汽缸通過連桿推動曲軸旋轉,將內能轉化為機械能。

4、排氣衝程

當內能轉化為機械能後,上端柱塞的排氣門開啟,導軌雙口汽缸向上運動,將燃燒後的廢氣排出,當導軌雙口汽缸運動至最頂部時,上端柱塞的排氣門關閉,完成乙個工作迴圈。

方案二(專利號201711352110.4)

一種往復導軌汽缸式發動機,包括導軌汽缸、導軌支架、柱塞、曲軸和機殼;所述導軌支架固定在機殼上,所述導軌汽缸的上端為封閉式,下端為開口;所述柱塞位於曲軸和導軌汽缸之間,柱塞一端固定安裝在機殼內,另一端設有密封環,柱塞設有密封環的一端套接在導軌汽缸開口的一端,設有密封環的一端頂部設有進氣門、排氣門和噴油嘴,另一端設有進氣管道、排氣管道和冷卻管路;所述曲軸安裝在機殼內,並通過連桿將導軌汽缸與曲軸連線;所述導軌汽缸的缸體外側設有直線導軌脊,導軌支架內側設有導軌槽,所述導軌槽與導軌汽缸的導軌脊相配合組成直線導軌。直線導軌引導導軌汽缸按給定的方向做往復做直線運動,限制導軌汽缸向其它方向運動,消除了類似往復活塞式發動機的敲缸現象,減少了發動機的耗損,提高工作效率。

1.導軌氣缸(這氣缸是往復運動的,有導軌) 2.導軌支架 3.柱塞(相當於活塞,區別在於這柱塞是固定安裝的,柱塞頂面設定有氣門和噴油嘴) 4.連桿 5.曲軸

其工作原理為:

1、吸氣衝程

當發動機處於工作狀態時,發動機的進氣門開啟,導軌汽缸向上運動,空氣進入導軌汽缸,當導軌汽缸運動至最高時,進氣門關閉。

2、壓縮衝程

當吸氣衝程結束時,進氣門與排氣門都關閉著,導軌汽缸向下運動,空氣被壓縮,當導軌汽缸運動至最底部時,壓縮衝程結束,將機械能轉化為內能。

3、做功衝程

當壓縮衝程接近終點時,在高壓油幫浦作用下將液體燃料通過噴油器噴入導軌汽缸,在高壓油幫浦作用下將液體燃料通過噴油器噴入導軌汽缸,在很短的時間內與空氣混合後立即自行發火燃燒,汽缸內氣體的壓力急速上公升,急劇膨脹,推動導軌汽缸上行,導軌汽缸通過連桿拉動曲軸旋轉,將內能轉化為機械能。

4、排氣衝程

當內能轉化為機械能後,發動機的排氣門開啟,導軌汽缸向下運動,將燃燒後的廢氣排出,當導軌汽缸運動至最底部時,排氣門關閉,完成乙個工作迴圈。

為什麼汽油發動機不斷追求更高的壓縮比,柴油發動機不斷地降低壓縮比?未來是否會接近一致的壓縮比?

suwei 未來的內燃機一定會沒有火花塞 汽油機和柴油機將成為一種內燃機 汽油與柴油將成為一種油。沒有火花塞的壓燃汽油機大約在1 2年內問世,熱效率將達到50 以上。一種新的增壓進氣技術將成就以上的預言。不知是哪位高人預言 汽油機和柴油機將成為一種機器 汽油與柴油將成為一種油 李奧無聲去 柴油機降壓...

13 1壓縮比的創馳藍天發動機,廠家居然自稱可以使用92燃油??真的嗎?

pww 馬自達的新發動機加92的油一點問題也沒有,不過個人感覺加95的油動力明顯好點,當然也有很多人說是心理作用,你自己試試才最重要。至於乙醇汽油清潔性好應該很多大神已經說過了,溶解管道髒東西堵塞那前提是你是一台年久缺保養的車,就像有人說老車加了清潔劑突然故障就是這樣。新車當然是清潔性強點更好。 A...

哪些方式可以減小汽車發動機高壓縮比導致的爆震情況?

默默 2 燃燒室設計更合理,燃燒室設計如果能讓油氣流動性能提公升也可以減少爆震。一般採用方法為調整火花塞位置或者設計活塞形狀。3 及時清理積碳 積碳的存在會讓燃燒室散熱出現障礙,增加辛烷值新增劑會加劇積碳的形成,所以及時清理進氣系統和燃油系統的積碳。4 壓縮比 壓縮比的調整可以用很多方法,馬自達雖然...