汽油机效率是什么意思_燃油汽车汽油机效率
1.汽油机、柴油机、蒸汽机,哪个的效率最高,哪个的效率最低,为什么?
2.为什么柴油机比汽油机效率大??
3.热效率最高的5款国产发动机,奇瑞只能垫底?
汽油机汽车具有转速高(轿车用汽油机转速可高达5000—6000转/分,货车用汽油机达4000转/分左右)质量轻、工作 时噪声小、起动容易、制造和维修费用低等特点,故在轿车和中、小型货车及军用越野车上得到广泛应用。
其不足之处是燃油消耗较高,因而燃油经济性较差。柴油机汽车因压缩比高,燃油消耗平均比汽油机汽车低30%左右,所以燃油经济性较好。如最近上市的一汽大众生产的TDI1.7升柴油轿车比1.6升汽油轿车每百公里可节约2升油。一般货车大都用柴油机。
柴油机的弱点是转速较汽油机低(一般最高转速在2500—3000转/分左右)、质量大、制造和维修费用高(因为喷油泵和喷油器加工精度要求高)。
但目前柴油机的这些弱点正在逐渐得到克服,它的应用范围正在向中、轻型货车扩展。国外柴油轿车也有 很快的发展,其最高转速可达5000转/分。
扩展资料
柴油发动机与汽油发动机相比具有功率大,寿命长,动力性能好的特点,它排放产生的温室效应比汽油低45%,一氧化碳与碳氢排放也低,在整车的使用寿命期氮氧化合物排放略大于汽油机。柴油机的不足之处是有害颗粒物排放大。
近年来,柴油发动机用涡轮增压、中冷、直喷、尾气催化转换和颗粒捕集器等先进技术,柴油发动机汽车的排放已达到欧III、欧IV排放标准。
在欧洲,柴油轿车比较普及,随着环保与节能可持续发展的严格要求,今后汽车,特别是柴油小轿车将是一个发展趋势。目前我国一汽大众已经开发出捷达、宝来柴油轿车,并已在国内部分城市上市。
百度百科-汽油机
汽油机、柴油机、蒸汽机,哪个的效率最高,哪个的效率最低,为什么?
目前,排放法规对汽车有害气体排放物的限值已经达到了极低的水平,汽车污染物排放已经得到了基本的控制。随着国际社会对能源、温室效应以及CO2排放问题的日益重视,节能将成为汽车研究的核心问题。目前,全球汽车保有量接近10亿辆,其中汽油约占60-70%。虽然汽油机的排气污染问题用三效催化器能得到有效的控制,但是其油耗平均比柴油车高20-30%左右。因此,本文将主要探讨一下汽油机热效率低的原因以及改善汽油机热效率的技术途径。
1. 压缩比过低。为了防止汽油机发生爆震,汽油机的压缩比ε通常在8-11之间,远低于柴油机16-22的压缩比。研究表明,压缩比每提高1个单位,热效率可提高1%-3%。因此,压缩比低是汽油机热效率低的一个主要原因。
2. 等熵指数低。空气的等熵指数k为1.4,燃料与空气混合气的等熵指数小于1.4,混合气稀,等熵指数增加,热效率增加。汽油机的燃烧为当量比燃烧,而柴油机为稀薄燃烧,因此,汽油机的等熵指数较低,这也是造成汽油机热效率低的一个重要原因。
3. 泵气损失大。汽油机是量调节,通过节气门开度控制混合气量,从而控制发动机负荷;柴油机属于质调节,通过缸内直喷油量控制发动机的负荷。相比柴油机而言,汽油机用了节气门的控制方式,因此,其泵气损失增加。
4. 燃烧定容度低。由于柴油机燃油喷射系统的不断进步,高压喷射系统在柴油机上得到了广泛的应用,使柴油机的燃烧持续期不断的缩短。增加汽油机的缸内湍流速度有利于提高火焰传播速度,使燃烧定容度增加,但是过高的缸内湍流速度会造成点火困难。相比而言,汽油机定容度低也是其热效率低的一个原因。
5. 燃烧稳定性差。有研究表明,循环波动每增加1%,指示热效率降低1.5%。汽油机的循环波动为5-10%,柴油机仅为1-3%。
6. 常用工况效率低。汽油机的常用工况为中小负荷区域,而柴油机通过位于中高负荷区域,发动机在中高负荷工况运行时的燃油经济性会明显好于中小负荷区域,因此,汽油机运行于中小负荷也是其热效率偏低的原因之一。
1. 增压小排量。增压小排量技术可以使发动机常用工况点从小负荷向中高负荷区域迁移,使运行区域得以优化。发动机在中高负荷区域运行,节气门开度相对较大,由此也使得泵气损失降低。增压技术使得充量系数提高,改善燃烧效率,提高燃油经济性。
2. 缸内直喷(GDI)。第一代缸内直喷技术用稀薄分层混合气的燃烧方式,由于稀混合气具有抑制爆震的能力,因此,汽油机的压缩 比可以进一步提高;同时稀混合气提高了等熵指数;此外,缸内直喷技术降低了进气节流损失。总体而言,用第一代GCI技术,汽油机的油耗改善幅度高达20%以上。但由于三效催化器在稀薄燃烧时转化效率会急剧降低,因此,第一代缸内直喷技术并未得到广泛的应用。而第二代缸内直喷(GDI)技术,主要用当量比燃烧,可以用成熟的三效催化器才满足排放法规的要求;用第二代缸内直喷技术,可以提高发动机的压缩比,油耗可以改善10%左右。
参考文献:
[1] 王建昕. 高效车用汽油机的技术进步[J].《内燃机学报》,2008(s1).
为什么柴油机比汽油机效率大??
汽油机效率最大,其次是柴油机,最后是蒸汽机。
但是功率则是反过来的,蒸汽机最大,其次柴油机,最后汽油机。
一般汽油车提速快,热车快,车速也快,但和柴油比不太经济
柴油车有劲,冬天热车特慢,车速一般,柴油经济.
柴油发动机属于压燃式内燃机,优点是能源利用率高,燃烧充分,相比汽油机结构简单、可靠性高。功率比汽油机小,但扭距大,发动机转速比较低(柴油发动机最高3500转,但汽油机最高可达6500转)。油耗方面柴油机比汽油机低得多,燃烧效率更高,排放更低。特别是柴油机技术日益成熟,冬天不好启动、极速慢的缺点已经得到了克服,完全可以和汽油机一争高下。
汽油发动机属于爆燃式内燃机,优点是功率高、扭矩区间比较宽,爆发性好,提速迅捷。相比柴油机而言,燃油利用率比较低,扭矩小,自身功耗比较大,发动机结构较复杂。
至于蒸汽机现在已经基本不用了!
热效率最高的5款国产发动机,奇瑞只能垫底?
柴油发动机与汽油发动机相比,在相同功率的情况下,柴油机的扭矩大,最大功率时的转速低。而扭矩输出愈大承载量愈大,加速性能愈好,爬坡力愈强,也就显示出柴油发动机比汽油发动机有劲。
扭矩和功率一样,是汽车发动机的主要指数之一,它反映在汽车性能上,包括加速度、爬坡能力等。它的准确定义是位矢(L)和力(F)的叉乘(M),物理学上指使物体转动的力乘以到转轴的距离,它能表示发动机所输出的力的大小(因为发动机中曲轴的半径一定)。
通俗点讲,扭矩是衡量一个汽车发动机好坏的重要标准,一辆车扭矩的大小与发动机的功率成正比。
扩展资料:
1、传统柴油机具有热效率高、经济性好的特点。柴油机利用压缩空气提高空气温度,使空气温度超过柴油自燃点。同时,柴油和柴油喷雾与空气混合点燃和点燃。因此,柴油机不需要点火系统。
2、同时,柴油机的燃油供给系统相对简单,因此柴油机的可靠性优于汽油机。柴油机由于不受爆燃和柴油自燃需要的限制,压缩比很大。热效率和经济性均优于汽油机。在相同功率下,柴油机在最大功率下具有大扭矩、低转速的特点,适合卡车使用。
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目前量产车中发动机热效率最高的是搭载在海外版马自达3上的那台SkyActiv-X压燃发动机,理论上最大热效率达到43%,有着技术宅之称的马自达终于如愿从丰田手中抢回了第一的位置,捍卫了自己在发动机领域的地位。不过量产车热效率第一的位置恐怕很快就要易主,而这一次不是马自达的老对手丰田、本田,而是很多人口中所谓“不行”的国产发动机。
这事还得从去年6月举行的长城汽车“2019?蜂巢易创新一代动力总成技术发布会”说起,会上长城推出了全新4N20平台发动机的首个量产机型EN01,该发动机热效率达到了38.3%,而升级产品的样机最佳指示热效率为48%。按照规划,长城还将研发热效率高达50%的发动机,比目前量产车中排量前两位的马自达3?SkyActiv-X压燃发动机(43%)和凯美瑞2.5L发动机(41%)热效率都要高。
那么发动机热效率是什么,车企为什么热衷于发动机热效率。
我们知道发动机一个周期包括了吸气、压缩、做功、排气四个冲程,在做功冲程中,通过燃烧汽缸中的汽油/柴油等,将燃料的化学能转化为热能,然后热能再转化为推动活塞往复运动的机械能,最后通过活塞的往复运动来推动曲轴的转动。而热效率是指发动机中转变为机械能的有效热量与所消耗燃料的总热量的比值。
例如一台发动机的热效率为36%,那么它消耗的燃油中只有36%的能量转化为实际动力,而其他的64%能量因为排气损失、机械损失、冷却损失等等而浪费掉,简单来说你每加100元油,就有64元打了水漂。
听着有些夸张,但事实就是这么残暴,所以理论上,发动机热效率越高,在输出相同动力的情况下消耗的燃油越少,也就越省油。
有人估计会问,发动机热效率既然对油耗这么重要,那车企为什么不加足马力提高它呢?
尼古拉斯·奥托
其实从1860年第一台内燃机诞生以来,科学家就就尝试着各种努力去提高发动机热效率。从最早煤气机不到5%的热效率到1876年尼古拉斯·奥托提出的四冲程内燃机(汽油机),热效率一下子提高到了11%,再到1892年,鲁道夫·迪塞尔提出的压燃式四冲程内燃机(柴油机),热效率再次提高了一倍。
而到现在喷油器、油泵、缸内直喷、米勒循环、可变气门正时(VVT)、可变凸轮机构(VCS)、高压缩比、发动机管理系统等先进技术的运用,都和提高发动机热效率有关。所以有人说发动机的发展史就是热效率的发展史。
14RT-flex96C船用柴油机
不过从160年的内燃机发展史来看,热效率的提升似乎很慢,从最开始的5%左右到目前热效率最高内燃机——14RT-flex96C船用柴油机,其最高热效率也不过55%,160年来只增长了11倍,相比电脑性能每隔18-24个月便会增加一倍的速度来看,简直小巫见大巫。
SkyActiv-X压燃发动机
而四冲程的汽油发动机热效率的提升就更慢了,从1876年的11%到目前汽油发动机热效率普遍不到35%,搭载在马自达3上的那台SkyActiv-X压燃发动机,是目前量产车中热效率最高的汽油发动机,也不过43%。144年来,四冲程汽油发动机热效率提升不到4倍。
所以很多行业人士吐槽发动机热效率每提高1%都非常困难,但就是在如此困难的情况下,有些国产品牌却把发动机热效率做到了38%,而有些甚至有望突破50%。
红旗是去年发展势头最猛的自主品牌车企之一,也是第一个把车卖到500万却还一车难求的国产品牌,而更出人意料的就是红旗的技术。搭载在红旗HS5上的那台2.0T发动机,热效率达到了39%,是目前量产车中,热效率最高的国产发动机。
这台发动机用全铝合金缸体材质,用了350bar缸内直喷、进排气双VVT气门正时系统、热管理模块等技术。其中双VVT技术,可以在压缩阶段通过延迟关闭进气门使部分混合气体溢出气缸外,让发动机的膨胀比大于压缩比,从而提高发动机热效率。
一汽的这台代号CA4GC20TD-32的2.0T发动机最大功率为224马力,最大扭矩为340N·m,目前主要应用在红旗HS5上,将来或将运动在HS7等车型上,成为家族的主力发动机。
在去年6月举行的长城汽车“2019?蜂巢易创新一代动力总成技术发布会”上,长城品牌旗下专注于动力总成和智能研发的蜂巢易创公司推出了全新4N20平台发动机的首个量产机型EN01,该发动机融入米勒循环,在压缩阶段通过延迟关闭进气门使部分混合气体溢出气缸外,膨胀比大于压缩比使得气缸内剩余的气体燃烧更加充分。据悉热效率达到了38.3%,将来新发动机或将替代现款的2.0T发动机。
按照规划,4N20平台发动机还将推出代号为RY29的机型,用低压EGR(废气再循环)和停缸技术,热效率将达到41%;而代号为EY26的机型,用稀薄燃烧、EGR等技术,压缩比达到17:1,据悉热效率将达到50%。而至于这些发动机什么时候落地,买买君还没有得到确切的消息。
作为中国品牌第一阵营的车企,长安向来比较注重自主研发,拥有着国产品牌首个动力模块化平台——蓝鲸NE动力平台,该平台是长安中小排量模块化平台,可覆盖1.0-1.8L不同排量的发动机,零件通用率达到98%,并且兼容48V轻混、PHEV插电混动以及乙醇燃料。
而搭载在逸动蓝鲸版和CS35?PLUS蓝鲸版上的那台蓝鲸1.4T发动机,则是蓝鲸NE动力平台的首款产品。发动机用了350bar高压燃油直喷、可变排量机油泵、双VVT可变气门正时等技术,发动机最大功率为158马力,最大扭矩为260牛·米,热效率能够达到38%。
按照规划,蓝鲸NE动力平台还将推出一台1.5T发动机,其发动机热效率将达到40%,未来该发动机或将替代CS55?PLUS上的那台1.5T发动机。
广汽第三代2.0T发动机热效率同样达到38%,与长安蓝鲸1.4T并列国产量产发动机热效率第三名。
这款代号为4B20J1的2.0T发动机是广汽G平台下的第三代涡轮增压直喷发动机,相比第二代2.0T发动机保守求稳的做法,第三代加入了350bar高压燃油直喷、双涡管单涡轮、进排气双VVT等先进技术。发动机最大功率达到252马力,最大扭矩达到390牛·米,相比第二代发动机分别提升51马力和70牛·米。
奇瑞被称为中国的技术宅,在建厂初期就在走上了自主研发的道路,路途虽然充满荆棘,但却积累了丰富的经验和技术,并且打造出了当时国内热效率最高的国产发动机——ACTECO?1.6TGDI发动机,其热效率达到了37.1%。
奇瑞的这台1.6T发动机家族的第三代产品,用缸内直喷技术,搭载了奇瑞最新的iHEC燃烧系统,通过高强度进气系统、200bar高压供油系统,90毫米高能点火系统、第三代智能控制系统等技术来实现高热效率。
目前搭载这台1.6TGDI发动机的车型包括星途TX、瑞虎8、星途LX等,主要是奇瑞品牌旗下的高端车型。
理论上发动机热效率越高越省油,但是发动机热效率是随着发动机负荷变化而变化,其最高热效率只是在发动机状态最好的时候才会出现。
我们以凯美瑞的2.5L发动机为例,官方声称最高热效率达到40%,在SkyActiv-X压燃发动机没面世之前,是世界上量产车型中,热效率最高的发动机。我们从实车数据来看,只有当发动机转速在1800-2300rpm之间,扭矩在151-172N·m之间,两个条件同时满足时,才接近40%的最高热效率,只要其中任何一个条件不满足,热效率就达不到最高。而在日常的道路环境中,是很难让发动机处于最佳的工作状态(混动除外)。
所以车子是否省油,除了看最高热效率之外,还要看最高值是否持久。另外,影响油耗的因素还有很多,包括驾驶习惯、路况、车重、风阻等等,所以我们在购车时,不能单凭发动机的热效率去判断一款车是否省油。
热效率高的车虽然并不一定省油,但对于厂家来说,能否研发出热效率高的发动机一定程度上代表了厂家的研发能力。我们很欣慰的看到,随着技术的积累和研发的不断投入,国产发动机的热效率不断提高,甚至有了和国外品牌扳手腕的实力。
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