肯定很多人想知道那是什么 热性能或热效率，如何计算，或者您的车辆发动机有多少。 所有这些疑问都是可以理解的，因为发动机的效率将取决于它。 也就是将燃料提供的能量转化为真正的机械性能的能力。
此外， 不要与容积效率混淆 发动机的容积，它是吸入气缸的空气与它可以容纳的体积之间的比值，根据 西林德拉达 一样的。 这是直接干预动力的另一个因素，这就是为什么具有相同容量的自然吸气发动机比增压（涡轮）发动机获得更少的动力。
内燃机的热效率是多少？
La 热效率 发动机的性能是发动机在燃烧过程中将燃料提供的能量转化为机械性能的能力。 所有的设计师都希望创造出一种效率为 100% 的发动机，因为那将是理想的。 然而，在实践中这是不可能的，因为效率受到部件摩擦、热量损失等的阻碍。
在街车里， 汽油机 具有 30% 的热性能或效率。 这意味着汽油提供的 30% 的能量实际上用于发电，其余的则以热能的形式浪费掉。
在的情况下，中 柴油发动机，效率稍好一些，为 40%，因为它们具有更高的压缩级别。 因此，它们比汽油更有效，尽管这个数字也不是太高。
目前，他们已经实现 效率提升 多亏了混合系统。 例如，热效率 在一级方程式中，它要高得多，这要归功于带有 MGU-K 和 MGU-H 的 V6 涡轮增压发动机的到来。 具体来说，它已从传统汽油发动机的 30% 上升到 约 50%. 这意味着使用了燃料提供的一半能量。
这种特殊情况是包含系统的结果，例如 MGU-K，或再生制动，能够从制动中获取能量，并从 MGU-H，这也利用了废气的能量。
理想、有效和最大的热性能
1824 年，物理学家 法国萨迪卡诺，研究了理想热机的热效率作为热源和冷源之间温度的函数。 这目前用于计算任何热机的效率或热性能，无论是热泵、内燃机还是冷却系统。 尽管在本文中，我们将重点关注内燃机，以 AM 为主题。
另外，还有 三种热性能 当你谈论 奥托或柴油循环发动机:
- 理想: 定义为转化为有用功的能量与提供的能量之比。 根据热力学第二定律，没有发动机可以将其所有能量转化为机械功。 因此，实际上没有具有理想热效率的电机。
- 有效：是电机的实际热性能。
- 最大：是一种发动机的最大性能，例如上面提到的汽油和柴油的 30% 和 40%（大约）。 换句话说，一种热力机器的架构或限制限制。
柴油热效率对比汽油
电机的热效率 奥托循环（汽油） 和马达不一样 柴油循环. 它们在热力学水平上表现不同，这导致它们在效率方面存在差异。 此外，替代的四冲程发动机与汪克尔发动机等不同。
奥托循环
在一个引擎中 奥托循环，它对应于汽油、乙醇或燃气发动机的热力学循环，无论它们是 2 冲程（曲轴转 1 圈）还是 4 冲程（曲轴转 2 圈）。 在这些发动机中，有一系列的阶段，例如进气、压缩、 燃烧或点火，扩张和逃逸。
在这些电机中，效率或热性能 取决于 压缩率，即燃烧室最大容积与最小容积之比。 比率越高，效率越高，尽管也需要高辛烷值燃料以避免称为爆震的现象（在火花塞发生之前燃料的自燃）。
简而言之，一台好的四冲程奥托发动机的平均热性能介于 25％和30％，取决于发动机的类型和制造商。
柴油循环
此 柴油循环 它还建立了 4 冲程或 2 冲程柴油发动机的热行为图。 在这种情况下，有一些特殊性，与汽油发动机相比，必须添加其更高的压缩比。 因此，这种情况下的热效率在 30% 到 45% 之间。
出于好奇， 世界上最高效的柴油发动机 目前，它高 5 米，长 9 米，功率为 13.142 马力。 是关于 Wärtsilä 31，芬兰制造，用于海军。 这台发动机每天消耗大约 38.8 吨燃料，这看起来很离谱，但在谈到这种类型的船用质量时，它就不是那么多了……
100% 高效的热机可能吗？
这个问题经常出现，而事实是不可能获得具有 100% 收率。 这只是理论上的. 实现一台完美的机器将是一项相当大的成就，并且会减少能源消耗，但这意味着要创造一个如此高效的发动机，它可以将燃料的所有能量转化为运动。
但在真正的发动机中并非如此，因为部件之间存在摩擦、散发的热量等。 借助改进的润滑油、新的发动机架构， 注射技术等， 效率正在提高，但不可能达到 100%。
而且，当然，也不可能实现具有热效率的电机 大于100％，因为这就像说获得了新能量一样，直接违反了热力学第一定律。
热效率计算
至 计算电机的热效率或热性能 或者，必须应用卡诺公式：
其中 Th 是机器热源的温度，在这种情况下是内燃机，Tc 是冷源的温度。 因此，为了实现更高的效率，热流体和冷流体之间的温度必须尽可能不同。
这显然是非常通用的，如果你想申请一个 国际燃烧电机 就像汽车一样，那么公式应该是这样的：
在这种情况下，W 是所做的功，Qc 是热源或热源，Qf 是发动机散发热量的冷源。 此外，为了不违反能量守恒定律，必须满足热焦点等于冷焦点的热量所加的功。 0<η<1 总是正确的。 另一方面，还应该清楚的是，功（W）将等于热量输入减去热量输出。
计算电机效率的另一种方法是知道 有用功率和消耗的功率（kW）。 这是关键 发动机压缩比，因为它越高，效率越好。
通过 例子，如果您有 200 J 的热能作为热输入，并且电机可以做 80 J 的功，那么 80/200 = 0.4（0.4 x 100 = 40% 效率）。 如果测量发动机排气的热量，也会发生同样的事情，例如，如果燃料输入发动机的能量为 200 J，观察到排气输出为 120 J，则所做的功为 80 J（200 -120)，效率为 40%，因为如果除以 120/200=0.6，这是浪费的能量，因此没有转化为功......