У какого двигателя самый высокий кпд
Перейти к содержимому

У какого двигателя самый высокий кпд

  • автор:

У Nissan появился чудо-двигатель с огромным КПД

Компания Nissan рассказала о своей новой разработке — технологии, благодаря которой термический КПД двигателя внутреннего сгорания увеличен до 50%, в то время как средний показатель в автомобилестроении составляет 40%.

Концепция получила название STARC: Strong, Tumble & Appropriately Stretched Robust Ignition Channel. Если говорить по-русски, то это усиленный поток обеднённой топливовоздушной смеси, которая сгорает при повышенной степени сжатия за счёт более «длинной» искры.

Однако получение 50-процентного КПД возможно только при выполнении одновременно трёх условий: постоянное число оборотов, постоянная нагрузка и технологии рекуперации тепла.

Пока концепция STARC реализована в составе гибридной силовой установки e-Power, в которой ДВС, как известно, выступает исключительно в роли генератора. В Nissan уверены, что новые технологии смогут стать серийными в течение ближайших нескольких лет.

КПД квантового теплового двигателя впервые превысил максимальный КПД классического двигателя

Физики из Великобритании и Израиля построили первый квантовый тепловой двигатель, эффективность которого превышает максимальную эффективность классического теплового двигателя. В качестве рабочего тела такого двигателя выступают два когерентных энергетических уровня NV-центра с наименьшей энергией, а в качестве тепловых резервуаров — возбужденные уровни. Работу, совершаемую двигателем, ученые измеряли с помощью микроволновых импульсов. Статья опубликована в Physical Review Letters, кратко о ней сообщает Physics, препринт работы выложен на сайте arXiv.org.

Классический тепловой двигатель превращает тепло в работу, периодически нагревая и охлаждая рабочее тело. В рамках классической термодинамики можно показать, что максимальным коэффициентом полезного действия (КПД) среди тепловых двигателей обладает двигатель Карно, цикл которого состоит из периодов изотермического и адиабатического расширения и сжатия. На практике эффективность тепловых двигателей, работающих при сравнимых температурах нагревателя и холодильника, значительно ниже, чем у двигателя Карно. В частности, КПД паровых машин примерно в два раза меньше максимального достижимого КПД.

Теоретически эффективность теплового двигателя можно повысить за счет квантовых эффектов, которые не учитывает классическая термодинамика. Первыми такую возможность рассмотрели около шестидесяти лет назад физики Генри Сковил (Henry Scovil) и Эрих Шульц-Дюбуа (Erich Schulz-DuBois), которые связали эффективность трехуровневого мазера с эффективностью цикла Карно. А в 2015 году группа физиков под руководством Раама Уздина (Raam Uzdin) наконец разработала схему квантового двигателя, эффективность которого превышает эффективность цикла Карно. Для этого ученые рассмотрели двигатель, который работает в так называемом режиме малого действия (small-action limit), то есть совершает за цикл работу, малую по сравнению с постоянной Планка. В этом режиме корреляции между энергетическими уровнями двигателя играют важную роль, а потому могут существенно повысить его эффективность. Впрочем, подтвердить это предположение на практике физики не смогли.

Группа ученых под руководством Джеймса Клатцова (James Klatzow) наконец проверила предположение группы Уздина и построила квантовый двигатель, эффективность которого превышает эффективность классического двигателя, работающего в тех же условиях. Чтобы построить такой двигатель, физики использовали NV-центры — точечные дефекты алмаза, которые возникают при замещении атома углерода атомом азота. С одной стороны, такой центр ведет себя как водородоподобный атом; с другой стороны, заселенность его энергетических уровней удобно контролировать и измерять с помощью вспышек лазера. Во внешнем магнитном поле NV-центр можно рассматривать как когерентный магнитный двигатель, в котором два уровня с самой низкой энергией выступают в качестве рабочего тела, а возбужденные уровни моделируют тепловые резервуары с разными температурами. Чтобы связать рабочее тело с тепловыми резервуарами и извлечь из него работу, ученые светили на NV-центр оптическим и микроволновым лазером. Кроме того, ученые контролировали когерентность двух квантовых состояний рабочего тела в начале каждого цикла, изменяя продолжительность «теплового» лазерного импульса.

В этой схеме ученые реализовали три типа квантовых тепловых двигателей: непрерывный, двухфазный и четырехфазный. В двигателе первого типа передача тепла и связь с тепловыми резервуарами происходит одновременно и непрерывно; этот режим больше всего напоминает квантовый двигатель Сковила-Шульца. В двигателе второго типа извлечение работы отделено от передачи тепла, однако связь с холодным и горячим резервуарами происходит в одно и то же время. Наконец, в двигателе третьего типа все операции производятся последовательно (как в двигателе Карно). В классическом пределе это устройство переходит в двигатель Отто. Все три двигателя работали в режиме малого действия, то есть произведение продолжительности цикла и средней работы, которая в течение него производилась, было много меньше постоянной Планка.

Наконец, физики измерили мощность квантовых двигателей и среднее количество работы, которое они совершали за один цикл. Оказалось, что в режиме малого действия и когерентных энергетических уровней рабочего тела все три двигателя были термодинамически эквивалентны, то есть совершали одинаковое количество работы. Более того, их эффективность превышала предельную эффективность классического теплового двигателя, который работал в тех же условиях. По оценкам ученых, расхождение между КПД, измеренном в этом режиме, и «максимальным» КПД составляло 2,4 сигма (p-value < 0,008). Впрочем, при ослаблении условий на когерентность и малость действия КПД квантового двигателя быстро падал.

Авторы статьи замечают, что построенный ими квантовый тепловой двигатель пока еще очень сложно применять на практике. В частности, потому, что совершаемая им работа «пропадает впустую» и измеряется только косвенно. Тем не менее, физики надеются, что их работа заинтересует других исследователей, которые построят более совершенные квантовые тепловые двигатели. Кроме того, ученые надеются, что их статья поможет разобраться, как работают природные микроскопические тепловые двигатели, например фотосинтетический аппарат.

Стоит отметить, что на архив электронных препринтов физики выложили работу еще в октябре 2017 года. Поэтому, несмотря на то, что до рецензируемого журнала она добралась только на этой неделе, ее уже успели процитировать в 13 новых статьях.

В ноябре 2017 года физики из Бразилии и Германии обнаружили, что корреляции между квантовыми состояниями могут «нарушить» второй закон термодинамики. Для этого ученые скоррелировали спины двух атомов, находящихся в тепловых состояниях с разными температурами, и показали, что в такой системе тепло течет от «холодного» атома к «горячему», а энтропия системы уменьшается. Впрочем, второй закон термодинамики это не нарушает, поскольку взаимная информация атомов в ходе процесса уменьшается, а «суммарная разупорядоченность» в целом растет.

Дмитрий Трунин
Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.
Почти не сопротивлялся
Как открыли и закрыли потенциальный сверхпроводник LK-99

В конце июля 2023 года корейские ученые рассказали о материале LK-99, сверхпроводящем при комнатной температуре и атмосферном давлении. Больше двадцати научных групп тут же ринулись проверять данные и воспроизводить эксперименты. Уже к середине августа неуверенный скепсис по поводу неаккуратно написанных препринтов и невнятных доказательств превратился в практически достоверное опровержение. Если раньше от открытия до закрытия очередного сверхпроводника проходили месяцы или даже годы, то сейчас ученые уложились в несколько недель. Почему так быстро? И значит ли это, что корейцы поработали впустую? Экстраординарное заявление Новый кандидат в сверхпроводники — замещенный медью свинцовый апатит состава Pb10-xCux(PO4)6O (в обычном свинцовом апатите атомов меди нет). По словам корейских ученых Ли Сукбэ (Sukbae Lee) и Ким Джихуна (Ji-Hoon Kim) из Центра исследований квантовой энергии, они синтезировали его еще в 1999 году — и назвали «LK-99», по первым буквам своих фамилий. Но сообщить о материале миру ученые решили только через 23 года. В 2022-м они опубликовали патент, в котором впервые раскрыли методику синтеза вещества и описали его свойства, в том числе сверхпроводимость. 31 марта 2023 года в журнале Korean Journal of Crystal Growth and Crystal Technology появилась первая научная статья о LK-99, и сверхпроводимость там тоже упоминалась. Но реакции научного сообщества не последовало — вероятно, потому что патенты мало кто читает, а статья вышла на корейском языке. Об LK-99 заговорили только в июле, когда ученые опубликовали два англоязычных препринта (раз, два) на портале arXiv.org. Эти работы очень близки по содержанию. Но, как рассказал в интервью New Scientist еще один из авторов исследования Ким Хёнтак (Hyun-Tak Kim), только одной из них стоит доверять. По словам физика, первый препринт был опубликован без его согласия и содержит много неточностей. В «неправильной» статье больше описаний экспериментов (в частности, измерения теплоемкости и данные ЭПР-спектроскопии), а в «правильной» — меньше описаний свойств материала, но более подробное теоретическое обоснование сверхпроводимости. Заявление корейцев о том, что LK-99 работает сверхпроводником при температуре до 105 градусов Цельсия, выглядело очень смелым. Материалов, способных проводить электрический ток без сопротивления, науке сегодня известно много, но все они работают при экстремальных значениях давления или температуры. Самая высокая подтвержденная температура перехода в сверхпроводящее состояние при атмосферном давлении — −138 градусов Цельсия. А сверхпроводники, которые переходят в такое состояние при температуре, близкой к комнатной, работают только под огромным давлением — порядка нескольких миллионов атмосфер. Поэтому каждый новый материал, который потенциально может проводить без сопротивления при температуре, близкой к комнатной, сразу провоцирует критику и многочисленные проверки. В предыдущие разы доходило до того, что статьи отзывали даже из Nature. Неудивительно, что к LK-99 и его создателям тоже сразу появились вопросы. А их коллеги из разных стран взялись воспроизводить эксперименты и расчеты — к середине августа Википедия насчитала 26 научных групп, которые подключились к проверке нового сверхпроводника. Что у него внутри Чтобы повторить результат корейских исследователей, их коллегам нужно было освоить методику синтеза LK-99. Быстро выяснилось, что в статьях она описана неточно. Согласно «правильному» препринту, синтез материала ученые начали с получения фосфида меди Cu3P и ланаркита — оксосульфата свинца с формулой Pb2(SO4)O. Но условия синтеза ланаркита в тексте и на иллюстрациях отличаются: в тексте авторы предлагают получать его обжигом смеси оксида и сульфата свинца на воздухе, а на схеме показано, что синтез нужно проводить в вакууме. Дальше, чтобы из ланаркита и фосфида меди получить сам LK-99, ученые нагрели их в вакууме при 925 градусах Цельсия. Но точное время реакции не указали — греть предлагается от 5 до 20 часов. Детали всех трех этапов синтеза авторы препринтов также описали довольно скупо, поэтому их последователи так и не смогли оценить, насколько точно им удалось воссоздать методику синтеза. Можно было бы свериться по конечному результату, но что именно у корейцев получилось на выходе, тоже не до конца понятно. В препринте они пишут, что провели рутинный рентгенофазовый анализ и выяснили, что их продукт представляет собой поликристаллическую смесь веществ, содержащую, как минимум, сульфид меди Cu2S и производное свинцового апатита с формулой Pb10-xCux(PO4)6O (где x составляет от 0,9 до 1,1). При этом замена части ионов свинца Pb2+ на ионы меди Cu2+ привела к сжатию кристаллической решетки по сравнению с незамещенным свинцовым апатитом — объем элементарной ячейки уменьшился на 0,48 процента. Такое изменение структуры, по мнению Ли и его соавторов, и привело к возникновению сверхпроводящих свойств. Но очень может быть, что на деле LK-99 устроен совсем не так. Проблема в том, что долю ионов меди в структуре замещенного апатита химики определили с помощью рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии, которая не позволяет определить, где именно эти ионы находятся. Так что часть ионов может не замещать свинец, а существовать в виде отдельной фазы сульфида Cu2S. По мнению заведующего лабораторией квантовой химии ИОНХ РАН Ивана Ананьева, данные из препринта немногое говорят о конкретном строении LK-99. «Дифракционные данные дают лишь усредненные по всему кристаллу положения атомов. Из них непонятно, насколько часто встречаются атомы меди, равномерно ли они распределены по образцу и есть ли четырехмерная периодичность их расположения», — объясняет Ананьев в беседе с N + 1. Кроме того, данные рентгенофазового анализа ничего не говорят и о составе других аморфных примесей, которые тоже могут присутствовать в образце и влиять на его свойства. Три испытания Дальше нужно было проверить, правда ли полученный материал — сверхпроводник. Ли и его коллеги доказывали это сразу несколькими разными способами. Для начала они измерили его магнитную восприимчивость — она оказалась отрицательной. Еще они провели наглядный эксперимент с левитацией над магнитом. И то и другое иллюстрирует эффект Мейснера — важный маркер сверхпроводимости, который заключается в выталкивании магнитного поля из объема сверхпроводника. Однако на видео эксперимента, выложенном в открытый доступ, можно заметить, что над магнитом левитирует только часть образца. А значит, сверхпроводящая фаза в LK-99 распределена неравномерно — и это еще один повод усомниться в том, что структура вещества действительно такая, как описывают его создатели. Корейцы также измерили удельное сопротивление LK-99 — и к этому у их коллег снова возникли вопросы. Обычно у сверхпроводников есть критическая температура, при охлаждении до которой сопротивление вещества падает до нуля. В случае LK-99 авторы заявляют критическую температуру в 105 градусов Цельсия, и при ее достижении сопротивление действительно резко меняется. Однако ниже 105 градусов оно совсем не нулевое: при температуре около 90 градусов удельное сопротивление LK-99 в тысячу раз больше, чем у металлической меди. А чему оно равно при комнатной температуре, понять из графика нельзя — цена деления шкалы слишком велика. И отличить на ней небольшое сопротивление (как, например, у проводящего металла) от нуля сопротивления невозможно. При этом каких-либо данных о погрешностях измерений авторы не привели. В последней части работы ученые попробовали обосновать экстраординарные свойства своего материала теоретически. Ни в одну из принятых теорий сверхпроводимости (подробнее про них читайте в нашем материале «Ниже критической температуры») LK-99 не вписывается, поскольку каждая из них построена для определенного типа веществ и объясняет лишь, откуда берутся сверхпроводящие свойства в конкретном случае. Поэтому авторы предложили использовать для объяснения теорию Бринкмана — Райса — одно из не самых популярных расширений классической теории Бардина — Купера — Шриффера. По мнению корейцев, при замещении ионов в апатите часть электронов с заполненных 6s-орбиталей свинца может переходить на 3d-орбитали меди. При этом электроны, оставшиеся на полупустых 6s-орбиталях, могут образовывать биполяроны — частицы, схожие с куперовскими парами, — и вызывать сверхпроводимость. Но, как рассказал в разговоре с N + 1 профессор химического факультета МГУ Евгений Антипов, такой механизм маловероятен: «Это оксофосфат двухвалентного свинца, а двухвалентный свинец отличается тем, что у него свободные электроны локализованы, они не могут переходить в зону проводимости — а значит, они будут локализованы на катионах свинца». Поэтому другие научные группы взялись перепроверять свойства LK-99 — а точнее того материала, который у них получилось создать по методике из препринта. Но поскольку методика там прописана довольно нечетко (что вполне обычное дело для статей, не прошедших рецензирование), результаты получились довольно разнообразными и противоречивыми. Взлетит, не взлетит Первыми успели индийские физики из Национальной физической лаборатории в Нью-Дели. Они синтезировали образец LK-99 по заявленной методике и изучили его строение с помощью рентгеновской дифракции. Структура и состав совпали с тем, что получилось у корейцев. Полученный образец физики сразу отправили левитировать над магнитом. Но чуда не произошло — даже частичной левитации они не увидели. А измерения намагниченности образца в полях разной напряженности показали, что LK-99 в исполнении индийских ученых — парамагнетик и никаких сверхпроводящих свойств у него нет. Впоследствии препринты с точно такими же результатами — ни левитации, ни сверхпроводимости — опубликовали еще две группы физиков из Бэйханского и Манчестерского университетов (раз, два). Такую же попытку предприняли и российские физики под руководством Владимира Пудалова из Физического института имени Лебедева. Они синтезировали LK-99 двумя способами — по корейской методике и по своей собственной. Но, как рассказал N + 1 научный сотрудник Физического института имени Лебедева, участвовавший в исследовании, Кирилл Перваков, в обоих случаях сверхпроводящие свойства обнаружить не удалось: «Мы провели два этих эксперимента — по сопротивлению и магнитной восприимчивости. В результате у обоих образцов признаков сверхпроводимости мы не увидели». Однако две другие группы ученых, китайская и американская, все-таки смогли заставить небольшие образцы LK-99 левитировать. Но эта левитация, как выяснилось, не имела отношения к сверхпроводимости. Так, по мнению физиков из Пекинского университета, в образцах LK-99, полученных корейцами, есть ферромагнитные примеси, которые и приводят к левитации. К такому же выводу пришли ученые из Манчестерского университета, которые обнаружили в своих образцах ферромагнитные включения, содержащие железо. Причем, как пишут авторы статьи, избавиться от них не получилось даже при дополнительной очистке исходных реагентов. Но одна работа все же выбилась из общего тренда. Второго августа физики из Юго-Восточного университета в Нанкине обнаружили у LK-99 признаки сверхпроводимости. Правда, при температуре гораздо ниже комнатной. Они измерили удельное сопротивление материала — и оно резко падало (хоть и не совсем до нуля) при охлаждении образца до −163 градусов Цельсия (текущий рекорд в −138 градусов Цельсия принадлежит купратному сверхпроводнику). При этом некоторые образцы, приготовленные в идентичных условиях, не проявили сверхпроводящих свойств. А через неделю другие китайские исследователи выяснили, почему у LK-99 может резко падать сопротивление. Им было известно, что сульфид меди Cu2S, который образуется во время синтеза LK-99, обладает необычным свойством. Его удельное сопротивление резко падает до значений около 10-5 Ом при температуре в 112 градусов Цельсия. И связано это не со сверхпроводимостью, а с его фазовым переходом из гексагональной в моноклинную форму. Этот эффект ученые воспроизвели и в образце LK-99, загрязненным пятью процентами Cu2S. Поэтому исследователи решили, что снижение сопротивления LK-99, скорее всего, вызвано фазовым переходом примесного сульфида, а не сверхпроводимостью замещенного апатита. Этот вывод подтвердил автор другого препринта двумя днями позже. Так у сверхпроводимости LK-99 не осталось экспериментальных доказательств. Как это возможно Одновременно с тем физики-теоретики тоже пытались понять, может ли свинцовый апатит с ионами меди быть сверхпроводником. Первопроходцем в расчетах стала Шинейд Гриффин (Sinéad M. Griffin) из Калифорнийского университета в Беркли. В своей работе она использовала теорию функционала плотности (DFT — density functional theory) — наиболее распространенный способ моделирования твердых тел на атомном уровне. Расчет Гриффин показал, что при замещении ионов свинца ионами меди кристаллическая решетка апатита действительно искажается. Из-за этого не только сжимается ячейка, но и появляются изолированные плоские зоны на уровне Ферми. Известно, что такие зоны могут приводить к появлению сверхпроводимости (например, у двухслойного графена, про который мы рассказывали в тексте «Тонко закручено»). За три недели вышло еще несколько аналогичных работ с DFT-расчетами. В некоторых из них также показано, что в электронной структуре LK-99 возникают изолированные плоские зоны на уровне Ферми с большим электрон-фононным взаимодействием. Но этого недостаточно, чтобы счесть новый материал сверхпроводником. «Все упомянутые статьи по моделированию LK-99 так или иначе сходятся во мнении, что замещение части атомов свинца на атомы меди может приводить к появлению проводящих свойств, причем в отсутствие прочных химических связей у атомов меди. Однако здесь надо явно оговорить, что наличие плоской зоны в проводящих материалах не является теоретически обоснованным требованием для появления сверхпроводимости», — комментирует теоретические работы Ананьев. Дело в том, что теории, которая объясняла бы, откуда может возникнуть сверхпроводимость в соединениях, подобных LK-99, не существует. А когда нет теории — непонятно, что именно нужно найти при моделировании. Кроме того, все теоретические работы исходят из одной и той же известной структуры вещества. Но как именно устроен LK-99, никто не знает. А структура, которую предлагают корейцы, согласно тем же DFT-расчетам, термодинамически неустойчива. Что это было LK-99 оказался очень сложным для исследования веществом. А точнее, смесью веществ. Какой компонент за какие ее свойства отвечает — еще предстоит выяснить. И тем не менее, с ним разобраться оказалось проще, чем с предыдущими кандидатами в сверхпроводники. Например, в 2020 году Ранга Диас заявил, что его материал сверхпроводит при 15 градусах Цельсия — но делает это внутри алмазной наковальни под давлением в больше чем миллион атмосфер. Тогда от заявления до опровержения прошло два года. Сейчас корейцы приписали своему детищу сверхпроводимость в гораздо более мягких условиях — потому и воссоздать их эксперимент получилось быстрее. Научному сообществу хватило трех недель, чтобы уверенно сказать, что LK-99 практически точно не сверхпроводник. При этом — не в последнюю очередь благодаря твиттеру и платформам для публикации нерецензированных препринтов — в эти недели уместились все необходимые элементы научного процесса: сообщение об открытии, публичное обсуждение, критика и формирование списка вопросов к исследованию, воспроизведение методики, перепроверка экспериментальных данных и даже попытки найти спорному результату теоретическое обоснование. Заявление корейцев подверглось всем положенным проверкам. И не прошло их, как это часто бывает в исследованиях сверхпроводников, где ошибки измерений и неправильная интерпретация экспериментов — обычное дело. Теперь LK-99 едва ли надолго задержится в новостной повестке — кто захочет обсуждать странное вещество с непонятным составом, которое еще и не проводит ток без сопротивления? Но обсуждения, которые уже состоялись, не прошли для физиков и материаловедов без следа. Своим заявлением корейские исследователи заставили научное сообщество взбодриться и еще раз поговорить о том, что мешает найти хороший комнатный сверхпроводник — и как доказать, что он действительно заслуживает этого титула. И тот, кто соберется следующим заявить об открытии сверхпроводника, теперь может заранее себе представить, на какие именно вопросы ему предстоит отвечать. А его коллегам и критикам будет проще проверять результат — и, возможно, в следующий раз они справятся еще быстрее.

Людей каменного века заподозрили в питании живыми консервами из черепах

Самая старая дикая птица не дождалась постоянного партнера и пофлиртовала с несколькими самцами

Раннесредневековых авар заподозрили в обычаях многоженства и левирата

Индийские палеонтологи описали потенциально крупнейшую змею в истории. Она достигала 11–15 метров в длину

Младшие птенцы удодов оказались консервами для выкармливания старших

Рекордно массивная черная дыра звездной массы оказалась родом из разрушенного звездного скопления

Cозданная нейросетью система CRISPR-Cas9 отредактировала геном человеческих клеток

Искусственные алмазы получили при атмосферном давлении

«Джеймс Уэбб» впервые надежно нашел атмосферу у скалистой экзопланеты

Основными предками земледельцев докерамического неолита Кипра назвали выходцев из Анатолии

Astribot представила робота с очень быстрыми руками

Омикрон оказался самым устойчивым во внешней среде вариантом коронавируса

«Джеймс Уэбб» сфотографировал туманность Конская голова крупным планом

Химики синтезировали голден

На юге Польши нашли двойное детское погребение гуннского времени

Немецкие инженеры создали бионическую робопчелу

«Вояджер-1» возобновил передачу телеметрии

Скоростной гибридный винтокрыл RACER поднялся в небо

Станция Psyche впервые передала технические данные из глубокого космоса на Землю при помощи лазерной связи

«Чандра» показала 22 года жизни пульсара в Крабовидной туманности

© 2024 N + 1 Интернет-издание / Свидетельство о регистрации СМИ Эл № ФС77-67614

Использование всех текстовых материалов без изменений в некоммерческих целях разрешается со ссылкой на N + 1.

Все аудиовизуальные произведения являются собственностью своих авторов и правообладателей и используются только в образовательных и информационных целях.

Если вы являетесь собственником того или иного произведения и не согласны с его размещением на нашем сайте, пожалуйста, напишите на [email protected]

Сайт может содержать контент, не предназначенный для лиц младше 18 лет.

У какого двигателя самый высокий кпд

Конференция в Цзинань

16 сентября 2020 года корпорация Weichai, ведущая в области двигателестроения в Китае, во главе с председателем Таном Сюйгуаном – провели пресс-конференцию в г. Цзинань провинция Шаньдун. В ходе которой было официально объявлено о выпуске первого в мире коммерческого дизельного двигателя с эффективным КПД выше 50%.

На конференции немецкая TÜV SÜD (всемирная организация по инспектированию и сертификации) и «Китайский исследовательский центр автомобильных технологий» вручили корпорации Weichai сертификат, подтверждающий, что эффективный КПД нового дизельного двигателя WP13H560E65 превысил 50,26%.

Эффективный КПД – это критерий оценки эффективности использования топлива в двигателе внутреннего сгорания. Чем выше этот показатель, тем меньше расход топлива, и выше энергоэффективность, а уровень выбросов ниже. С 1897 года, когда впервые был успешно использован двигатель внутреннего сгорания, и за сто лет модернизации и технологических инноваций эффективный КПД дизельного топлива вырос с 26% до 46%. На сегодняшний день с постоянным ужесточением нормативов выбросов, процесс роста эффективного КПД значительно замедлился. Данная проблема стала общемировой технологической трудностью в отрасли двигателестроения.

Корпорация Weichai активно работает в области двигателестроения уже более 70 лет. За этот период корпорация накопила обширную интеллектуальную базу и опыт в производстве и разработке дизельных двигателей. Weichai постоянно совершенствует ключевые технологии. За последние 10 лет корпорация инвестировала 4,5 миллиардов долларов, привлекла более 200 докторов наук, более 300 высококвалифицированных специалистов со всего мира, более 3000 исследователей для участия в разработках. Такие меры позволили корпорации осуществить скачок в развитии собственных инновационных технологий в области дизельных двигателей. В г. Вэйфан в Китае корпорация построила крупнейший в мире завод, способный изготавливать и продавать ежегодно более 1 миллиона единиц двигателей.

Последние несколько лет корпорация Weichai наращивала потенциал, который был направлен на проекты по повышению эффективного КПД. Этот процесс еще сильнее ускорился в 2015 году, когда была сформирована специальная команда по технологическим инновациям, которая осуществляла огромное количество моделирований и стендовых испытаний, изучила и проанализировала тысячи разных проектов, постоянно пробовала и совершенствовала существующие решения, фиксировала повышение эффективного КПД на каждые 0,1%, пока наконец не добилась исторического прорыва. Были разработаны пять специальных технологий – технология согласованного сгорания, технология согласованного проектирования, технология распределения энергии выхлопа, технология зонирования смазки и технология интеллектуального управления. Благодаря этим технологиям удалось решить ряд общих для всего мира трудностей и добиться – эффективного сгорания, низкой теплопередачи, высокой надежности, низких потерь на трение, низкого уровня выброса загрязняющих веществ и интеллектуального управления. Это позволило создать двигатель с эффективным КПД выше 50%.

Технология согласованного сгорания позволила сбалансировать соотношение между скоростью, концентрацией и другими физическими процессами в камере сгорания благодаря оптимизации проектирования газовых каналов, впрыска топлива, камеры сгорания и других систем. Это позволило в свою очередь повысить скорость сгорания на 30%.

Технология согласованного проектирования направлена на усовершенствование сгорания при чрезвычайно ограниченном запасе прочности при максимальном давлении сгорания. Изменение массы отдельных деталей и дальнейшее укрепление цельной конструкции позволило повысить устойчивость системы к высокому давлению сгорания почти на 60%.

Технология распределения энергии выхлопа направлена на решение проблемы значительного повышения сложности контроля выбросов загрязняющих веществ, вызванной усовершенствованием процессов сгорания.

Технология зонирования смазки заключается в целевом применении различных технологий снижения трения в зависимости от свойств фрикционных пар системы. Данная технология позволила снизить трение системы на 20%.

Технология интеллектуального управления заключается в использовании преимуществ собственного электронного блока управления корпорации Weichai и разработке ряда более точных моделей прогнозирования, которые позволяют повысить эффективность каждой зоны работы дизельного двигателя.

Рост эффективного КПД выше отметки в 50% является революцией в мировом развитии двигателестроения. Свои поздравления в достижении корпорацией Weichai этого исторического прорыва выразили: немецкая корпорация Bosch, австрийская AVL, немецкая FEV, американское Сообщество инженеров-автомехаников, Китайская ассоциация машиностроения, Китайская ассоциация промышленности двигателей внутреннего сгорания, другие авторитетные организации и специалисты.

Корпорация Weichai не только объявила о выходе первого в мире дизельного двигателя с эффективным КПД, превышающим 50%, но также смогла добиться соответствия требованиям уровня выбросов, соответствующих национальному стандарту G6/EU-VI, первой создала возможности для серийного производства и коммерциализации продукта. Специалисты по отрасли указывают на то, что повышение эффективного КПД с предыдущего уровня с 46% до 50% позволит снизить расход дизельного топлива на 8% и снизить уровень выбросов CO2 на 8%. Если отталкиваться от текущей оценки, согласно которой количество тяжелых дизельных двигателей на китайском рынке достигает 7 миллионов, то в случае замены всех дизельных двигателей на новые можно будет добиться экономии около 33,32 миллионов тонн дизельного топлива в год и снижения выбросов СО2 на 104,95 миллиона тонн. Это станет огромным вкладом для решения экологических проблем.

Объявление о разработке первого в мире коммерческого дизельного двигателя с эффективным КПД выше 50% ознаменовало выход китайских технологий тяжелых дизельных двигателей на мировой уровень. В ходе проекта по разработке двигателя корпорация Weichai пользовалась поддержкой немецкой корпорации Bosch и других ведущих мировых организаций. На пресс-конференции Тан Сюйгуан объявил также о том, что в будущем корпорация Weichai будет открыта к сотрудничеству и партнерству с компаниями со всего мира для движения к новой цели – создания дизельных двигателей с эффективным КПД 55%!

КПД двигателя внутреннего сгорания. Сколько приблизительно равен, а также мощность в процентах

Наверное, каждый задавался вопросом о КПД (Коэффициенте Полезного Действия) двигателя внутреннего сгорания. Ведь чем выше этот показатель, тем эффективнее работает силовой агрегат. Самым эффективным на данный момент времени считается электрический тип, его КПД может достигать до 90 – 95 %, а вот у моторов внутреннего сгорания, будь то дизель или бензин он мягко сказать, далек от идеала …

КПД двигателя внутреннего сгорания

ОГЛАВЛЕНИЕ СТАТЬИ

  • Подробнее о потерях
  • У какого двигателя самый большой КПД?
  • О топливной эффективности дизеля

Если честно, то современные варианты моторов намного эффективнее своих собратьев, которые были выпущены лет так 10 назад, и причин этому масса. Сами подумайте раньше вариант 1,6 литра, выдавал всего 60 – 70 л.с. А сейчас это значение может достигать 130 – 150 л.с. Это кропотливая работа над увеличением КПД, в который каждый «шажок» дается методом проб и ошибок. Однако давайте начнем с определения.

КПД двигателя внутреннего сгорания – это значение отношения двух величин, мощности которая подается на коленчатый вал двигателя к мощности получаемой поршнем, за счет давления газов, которые образовались путем воспламенения топлива.

Если сказать простым языком, то это преобразование термической или тепловой энергии, которая появляется при сгорании топливной смеси (воздух и бензин) в механическую. Нужно отметить что такое уже бывало, например у паровых силовых установок — также топливо под воздействием температуры толкало поршни агрегатов. Однако там установки были в разы больше, да и само топливо было твердое (обычно уголь или дрова), что затрудняло его перевозку и эксплуатацию, постоянно нужно было «поддавать» в печь лопатами. Моторы внутреннего сгорания намного компактнее и легче «паровых», да и топливо намного проще хранить и перевозить.

Подробнее о потерях

Если забегать вперед, то можно уверенно сказать что КПД бензинового двигателя находится в пределах от 20 до 25 %. И на это много причин. Если взять поступающее топливо и пересчитать его на проценты, то мы как бы получаем «100% энергии», которая передается двигателю, а дальше пошли потери:

Потери при работе двигателя

1) Топливная эффективность. Не все топливо сгорает, небольшая его часть уходит с отработанными газами, на этом уровне мы уже теряем до 25% КПД. Конечно, сейчас топливные системы улучшаются, появился инжектор, но и он далек от идеала.

2) Второе это тепловые потери. Двигатель прогревает себя и множество других элементов, такие как радиаторы, свой корпус, жидкость которая в нем циркулирует. Также часть тепла уходит с выхлопными газами. На все это еще до 35% потери КПД.

3) Третье это механические потери. НА всякого рода поршни, шатуны, кольца – все места, где есть трение. Сюда можно отнести и потери от нагрузки генератора, например чем больше электричества вырабатывает генератор, тем сильнее он тормозит вращение коленвала. Конечно, смазки также шагнули вперед, но опять же полностью трение еще никому не удалось победить – потери еще 20 %

Таким образом, в сухом остатке, КПД равняется около 20%! Конечно из бензиновых вариантов есть выделяющиеся варианты, у которых этот показатель увеличен до 25%, но их не так много.

КПД бензинового двигателя

ТО есть если ваш автомобиль расходует топлива 10 литров на 100 км, то из них всего 2 литра уйдут непосредственно на работу, а остальные это потери!

Конечно можно увеличить мощность, например за счет расточки головки, смотрим небольшое видео.

Если вспомнить формулу то получается:

Формула расчета

У какого двигателя самый большой КПД?

Теперь хочу поговорить о бензиновом и дизельном вариантах, и выяснить кто же из них наиболее эффективный.

Если сказать простыми, языком и не лезть в дебри технических терминов то – если сравнить два КПД бензинового и дизельного агрегатов – эффективнее из них, конечно же дизель и вот почему:

1) Бензиновый двигатель преобразует только 25 % энергии в механическую, а вот дизельный около 40%.

2) Если оснастить дизельный тип турбонаддувом, то можно достигнуть КПД в 50-53%, а это очень существенно.

КПД дизельного двигателя

Так почему он так эффективен? Все просто — не смотря на схожей тип работы (и тот и другой являются агрегатами внутреннего сгорания) дизель выполняет свою работу намного эффективнее. У него большее сжатие, да и топливо воспламеняется от другого принципа. Он меньше нагревается, а значит происходит экономия на охлаждении, у него меньше клапанов (экономия на трении), также у него нет, привычных нам, катушек зажигания и свечей, а значит не требуется дополнительные энергетические затраты от генератора. Работает он с меньшими оборотами, не нужно бешено раскручивать коленвал — все это делает дизельный вариант чемпионом по КПД.

О топливной эффективности дизеля

ИЗ более высокого значения коэффициента полезного действия – следует и топливная эффективность. Так, например двигатель 1,6 литра может расходовать по городу всего 3 – 5 литров, в отличие от бензинового типа, где расход 7 – 12 литров. У дизеля намного больше крутящий момент, сам двигатель зачастую компактнее и легче, а так же в последнее время и экологичнее. Все эти положительные моменты, достигаются благодаря большему значению степени сжатия, есть прямая зависимость КПД и сжатия, смотрим небольшую табличку.

Таблица зависимости

Однако не смотря на все плюсы у него также много и минусов.

Как становится понятно, КПД двигателя внутреннего сгорания далек от идеала, поэтому будущее однозначно за электрическими вариантами – осталось только найти эффективные аккумуляторы, которые не боятся мороза и долго держат заряд.

На этом заканчиваю, читайте наш АВТОБЛОГ.

(82 голосов, средний: 3,74 из 5)

Похожие новости

  • Синий дым из выхлопной трубы

стойки стабилизатора

Как бортировать колесо

Добавить комментарий Отменить ответ

Комментарии

иван шкинёв

Почитай «Одноэтажная Америка». Там 2 советских писателя (журналисты) Ильф и Петров проехали по Америке в 20-х годах ПРОШЛОГО века на машине класса «Волги» около 10000 км. СРЕДНИЙ расход бензина был «меньше 10 литров». Сейчас-бы такую машину.

20-25% КПД парового двигателя, а не бензинового.

Читаю: — Дизель . работает с меньшими оборотами, не нужно бешено раскручивать коленвал . Ну так никто не заставляет бензомотор раскручивать до «бешеных оборотов». НО это делают, и делают не во вред, а пользы для, так что это не недостаток, а необходимость .

Я купил себе Беху в 90-м обьемом 2.5 литра и неслыханной по тем временам мощей -150 коней. Расход был 9-10 литров бензина по трассе. Ноне езжу на Ниссане 1.0 литра 146 коней и расходом до 5литров бензина. Как план . Это за каких-то 30ть лет. А ранее кто-то писал о неэффективности эл моторов в России (бо холодно),так не забудте ,что характеристики эл .двига с понижением температур возрастают, а о примере успешного использования эл.двигов можно убедится на БЕЛАЗАх успешно работающих в Кемерово (без остановок).

Наддув и турбонадув форсируют мотор но снижают кпд при приросте мощности на 20% расход топлива вырастает на большую величину в зависимости от совершенства наддува. Да у сверхтихоходных стационарных дизелей КПД может превышать 50% Но достигается это тем что двигатели очень сильно дефорсированы и работают на очень сильно обедненной смеси воздух-топливо.На автомобильных дизелях более 50% энергии сгорания топлива улетает в атмосферу вместе с выхлопными газами чем больше удельная мощность тем выше потери, у бензиновых эти показатели еще хуже.Можно сделать двигатель для автомобиля с КПД свыше 50% но тогда при сегодняшних размерах у него мощность будет несколько лошадиных сил и это согласитесь маловато. Ну а самое главное основные потери топлива не на движение а на преодоление сопротивлений (воздух дорожное покрытие подЪемы) и на ускорения-торможения поэтому борьба за экономичность в этих направлениях гораздо эффективней нежели погоня за кпд.

Прочел комментарий Георгия от 13.08.19.где все-тупые идиоты,и двоечники не знают физику и Законы термодинамики; потому, для самого умного «Г» В цикле Карно, рассматриваются четыре последовательных процесса: ВС, СЖ, РХ и ВЫХ. тогда,КПД до 67%/ норма. Однако, однотактный, цикл, с одновременным РХ и СЖ, одним и тем же поршнем, рисует иную диаграмм.

Нда уж, не даром говорят, что сколько людей, столько и мнений. Я думаю стоит остановиться на том, что оба варианта имеют свои плюсы и минусы. Да, КПД электродвигателя конечно выше — прям вообще без вариантов. Но вы также не забывайте, что мы живём в явно не самой тёплой стране в мире (привет из Ленинградской области 🙂 ) и порой эти высокие проценты тепла как раз играют нам на руку. Так что если меня спросят, что посоветовать, например, среднестатистическому экономичному немцу, где температура -5 — это уже считается холодно, я посоветую электрокар. Но если мне, русскому, жителю одного из самых северных районов нашей необъятной предложат пересесть на электрокар, погоню я этого человека в три шеи поганой метлой :-). Всё таки НЕТ на земле электромашины, в которой решены все проблемы обогрева. Не говоря уже о том, что НЕТ на свете электродвигателя достаточной мощности, который мог бы с успехом применяться в сильные минусовые температуры. Вопрос аккумуляторов вообще отдельная тема. Так что я считаю, что фанатикам всяких ноухау ни в коем случае нельзя быть категоричными по отношению к ДВС. Но и электродвигатель всё-таки тоже нельзя сбрасывать со счетов

Боже, какие идиоты в комментариях. Видно, что в школе не учились, базовый курс физики не знают. Все давно просчитано, согласно законам термодинамики максимальный теоретический КПД теплового двигателя не может быть выше 67%. О цикле Карно вообще слышали? О каких 80% говорит Геннадий? Это даже теоретически невозможно. КПД зависит от разности температур между холодильником и нагревателем. А если учесть, что есть механические потери, потери из-за качества топливо-воздушной смеси, ну и, конечно же, сам процесс передачи теплорода (как его назвал час Карно), то и выходят эти самые 25-30%. Аж стыдно за людей, тьфу

вообще-то автор сам того не подозревая даёт понять что ДВС есть куда расти! сегодняшние 20% довести ну скажем до 75-85% и всё не надо изобретать «паровоз» запас по росту эффективности 400%! ПОчему не работают в этом направлении?!

Я уже предлагал продвинутым фирмам тип ДВС по иному принципу. И КПД и разгон до ста, все намного выше любого аналога. Интерес нулевой. Кстати и коробка бесступенчатая, не вариатор, работающая как в ручном, так и в автомате, без проблем.Экономичен по изменению мощности в движении от необходимой в данной ситуации. Подходит и под дизель и под бензин. Расход масла как и в четырехтактном, так и в двухтактном одинаков. Просто по любопытству не писать. Вариант остается продать идею. Дорого.

иван шкинёв

В формуле Ньютона S=att/2 -ОШИБКА ! Правильно: S=att. S/tt=F/m. Такая формула определяет движение и яблока, и автомашины, и ракеты. S,t,m -можно измерить. Ускорение и силу-только рассчитать. Движущийся предмет, имеющий вес(массу)испытывает силу, действующую на него.Эта сила- ускорение-есть и при равномерном движении. (Ньютон говорит,что её нет). S=1м. t=1 c. a=S/tt a=1 м/сек.сек S=2м. t=2 c a=0,5 м/сек.сек. s=1000 м. t=1000 c. a=0,001 м/сек.сек. В конце-концов сила будет настолько мала,что фотоны света будут влиять на движение,и оно прекратится. Тело остановится в неподвижности. Вес его будет равен «0». (небесные тела в таком состоянии и находятся,но на них действуют гравитации и магнитные силы соседних тел. ) В механике надо учитывать КПД. КПД ДВС определить просто: S/tt=F/m (ТОЛЬКО разгон !) Пусть: S=120 м, t-8 c., m-1200 кг. F-? F=2250 кг.м/с Это=30 л.с.(16%) 30*6,25=187,5 л.с. И-наоборот: зная паспортную мощность,находим КПД

КПД любого двигателя зависит в основном от полноты сгорания топлива и его удельной энергии. Тяжелые углеводороды (масла), на которых работают дизели, в принципе не могут сгорать эффективно. И дизели существуют только благодаря более дешевому топливу, а не за счет высокого КПД. А еще — благодаря мифу о якобы гораздо меньшей вредности выхлопа. Но, в цивилизованных странах за въезд в черту города дизельных автомобилей уже давно берут дополнительный налог, а теперь — и вовсе запрещают движение дизелей. Дизель, как класс двигателей, исчерпал себя полностью. Вот и Мазда в новых двигателях использует только прнцип дизеля, — степень сжатия до 18, без свечей зажигания, без турбонаддува, но на бензине.

иван шкинёв

КПД ДВС надо начинать с ОДНОГО рабочего такта: сколько грамм бензина надо, чтобы двинуть массы . шатуна, колен-вала, коробки,колёс, ВСЕЙ массы груза и машины. Тысячи подсчётов! ПО этому делают проще: масса машины, и -РАЗГОН (!). Именно «разгон»,а НЕ движение-(скорость). F=m*a. Всё верно! Но Ньютон НЕ правильно предложил искать «ускорение». Принято (?) считать ускорение с конечной скорости-(у падающего»яблока. «она=9,8). Неверно! Ускорение надо искать из Средней скорости. У»яблока» она равна 4,9 м/с. Ускорение будет: 4,9:1=4,9 м/сек.сек. У машины-аналогично. Если есть ускорение (из V/t),то,зная массу, легко узнать силу! (она-же и есть мощность двигателя с поправкой на КПД). Каждому ускорению и массе соответствует одна величина силы. Но, и,зная, силу и ускорение,найдём соответствующую массу,(или ускорение). V/t=F/m=a. «Москвич», «Жигули». N-75 л.с. Масса-1160 кг. Разгон до сотни-18 сек. Найдём ускорение через разгон (до сотни): (0+27,8):2:18=0,77 м/сек.сек. КПД известно. 16%. (у любого бензинового ДВС). 12N=m*a. N-в л.с. N=5625 кг.м. 16%от ста-это 6,25.Цифра 12-это 75/6,25 5625:6,25=900 кг.м 900:1168=0,77 м/сек.сек. Для каждого автомобиля-свои Единственные цифры.Зная расход бензина на один такт,можно узнать общий расход,путь,скорость,время,передачу.. При 100%КПД достаточно 12 сил.

Как то так из теории ДВС

КПД тепловой машины частное от деления разницы между температурой нагревателя ( подвод тепла ) и холодильника ( отвод тепла ) при расширении, на температуру холодильника. Q= Тн-Тх/Тх. Цикл Карно тепловой машины. Отсюда вытекает: — Чем выше температура рабочего тела и ниже температура холодильника, те выше КПД. Перегретый пар 300 гр.С, температура в камере сгорания ДВС до 2000 гр.С, отсюда и разница в КПД паровоза и ДВС. — Чем выше степень расширения ( сжатия ) тем ниже температура конца расширения ( холодильника ). Это и есть термический КПД, зависящий от степени сжатия и ограниченный детонационной стойкостью топлива. КПД дизеля выше потому, что он работает на степенях сжатия 18-20, а бензиновый на степенях 8-9. Теплотворная способность бензина и дизельного топлива практически одинаковая. — Остальные потери вынужденные конструктивные. Тепловые за счет отвода тепла от камеры сгорания в охлаждающую воду. Чем в меньшем объеме сгорает топливо воздушная смесь ( ТВС ), тем меньше потери. Скорость сгорания ТВС постоянна и с ростом оборотов угол опережения зажигания увеличивают. Если этого не делать, то на высоких оборотах смесь догорит в конце хода расширения и все тепло уйдет в радиатор. Воспламеняя ее раньше подвод тепла осуществляют в меньшем объеме. Механические потери от трения колец и поршня растут прямо пропорционально скорости поршня. Соответственно чем выше обороты, тем больше механические потери. — Химическая неполнота сгорания топлива незначительна. Это так основное. В деталях все гораздо сложнее. Универсального двигателя нет. Можно сделать экономичный, можно спортивный, можно для трактора с высоким крутящим моментом, можно для гонок с высокими оборотами. Так называемые транспортные двигатели для массового автомобиля как правило компромиссный вариант где все параметры серединные. Пока ДВС это единственный эффективный вариант трансформации тепловой энергии от бочки с нефтью к колесу. Электричество это замечательно, но сложности с его получением в достаточных количествах сводят на нет все преимущества, безусловно значительные. Плотины, атомные станции, ветряки глобально воздействуют на экологию. Тепловые электростанции это тоже самое, что ДВС , но с Курского вокзала на Казанский вокзал через Малаховку. Электромобиля нет не потому, что нет батарей, а потому, что их нечем заряжать.

иван шкинёв

Бензиновый ДВС оказался на редкость НЕ удачной конструкцией в смысле экономичности. Он потребляет топливо по оборотам, а не по нагрузке. Это значит, что при постоянной скорости-оборотов двигателя,-расход остаётся прежним,вне зависимости от нагрузки-(по прямой-в гору-без нагрузки, с этими оборотами..) Думаю,что если в паровом двигателе вместо угля использовать бензин-будет экономичнее,чем в ДВС. При «торможении двигателем» КПД падает до «0». Мотор продолжает потреблять столько-же бензина, как при разгоне за такое-же время и такой-же путь. В паровом двигателе можно уменьшить подачу угля,(или бензина). В бенз. ДВС это не проходит. Обеднение смеси приводит к детонации, или не возгоранию.. В электро-двигателе,при снижении нагрузки, уменьшается ток, в дизеле- порция топлива. И только бензиновый (и на газе)продолжают «кушать». Надо разрабатывать и выпускать ДВС на бензине с двумя фазами наполнения цилиндра смесью: 1-для разгона. 2- для движения с набранной скоростью. Двигатель работает только в 2-х режимах: разгон-накат. И с постоянной скоростью «рабочий такт» толкает машину,-остальные-тормозят. Или делать бензин со свойством дизеля:не детонировать при обеднении. Тогда можно отказаться от др. заслонки, которая может отнять 100% мощности.. Тогда ДВС будет на 50-60% экономичнее прежнего,и на 10-15 экономичнее дизеля.

иван шкинёв

Тех. исправная машина должна пройти «накатом» со скорости 50 км/час 420 м. пусть: 80 метров-на разгон до скорости 50 км/час. Цикл-80+420=500 метров. Машина прошла 100 км.-200 циклов разгон-накат. 16 км. машина шла под тягой мотора. 84 км.-накатом-(без тяги мотора) 16%.

иван шкинёв

Какой КПД моего автомобиля ? По паспорту : N. л.с., m. кг., t-(время разгона до сотни). секунд. ГЛАВНОЕ ! найти ускорение! -(0+27,8):2:t=a -12N:m=a N-в л.с. n=m*a Это-при 100% КПД ! (кг.м.*сек -переведите в л.с. Разделить на 75) И,-последнее: n*100:N 16%.

иван шкинёв

Двигатели внутреннего сгорания работают от расширения сгорающих газов бензина, или солярки, или пропана. Самая высокая температура-от бензина. Давление газов на поршень сильнее- выше крутящий момент, и выше обороты двигателя (правда,в силу конструкции двигателя),значит-выше мощность. Солярка сгорает с более низкой температурой, значит и КПД-меньше. Но в силу конструкции дизеля он на низких оборотах при большом пере-обогащении (дым из трубы!)может превзойти бензин по крутящему моменту на низких оборотах,хотя максимальный крутящий момент у бензина всё-равно больше (при равных раб. объёмах,или мощности). Преимущество дизеля: он экономичнее при малых нагрузках. При разгоне экономичнее бензин. Причина: солярка сгорает при любом соотношении с воздухом. Бензин-1:14,7. Меньше бензина- детонация, больше-догорает в выхлопной трубе без пользы.

иван шкинёв

КПД можно высчитать только через разгон автомобиля. Ошибочно брать движение с максимальной скоростью-под гору машина может раскатиться и без мотора до максимальной скорости. Формула f=m*a -это при 100% КПД. Сила * на КПД- это мощность двигателя. КПД двигателя ВАШЕГО автомобиля: посмотрите в Тех.паспорте: 1-мощность в л.с., 2-вес (массу) в кг.,3- время разгона до сотни в сек. (л.с. перевести в кг.метры). Найти ускорение. Пример-«Жигули»: n-75 л.с. t-18сек. m-1170 кг. a=v(СРЕДНЯЯ . ):t 27,8:2:18. а=0,77 м/сек.сек.. 5625*КПД=m*a. m*a=900 кг.м. 5625:900=6,25. Это 16% Универсальная формула мощности ДВС, веса машины и время разгона до сотни n*t=m*1,16 (Nissan-1,4) n-? 1050*1,16:14. n=87 л.с. m-? 87*14:1,16=1050 кг. t-? 1050*1,16:87. t=14 секунд. Можно «уличить» производителей в завышении параметров своей продукции. . n=250 сил. Вес машины-2350 кг. Время разгона-10 секунд. Проверим: 2350*1,16:250. t=10,9 Почти 11. Для 10 секунд нужен мотор 272,6 л.с Или вес машины не 2350 кг., а 2026 кг. Вот так!

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *