Ce este eficiența. Care este eficiența motorului electric? Cum crești eficiența motorului electric

Fiecare sistem sau dispozitiv are un coeficient specific de performanță (COP). Acest indicator caracterizează eficiența muncii lor la returnarea sau conversia oricărui tip de energie. În ceea ce privește valoarea sa, eficiența este o cantitate incomensurabilă reprezentată ca o valoare numerică în intervalul de la 0 la 1 sau ca procent. Această caracteristică se aplică complet tuturor tipurilor de motoare electrice.

Caracteristicile eficienței în motoarele electrice

Motoarele electrice fac parte din categoria dispozitivelor care transformă energia electrică în energie mecanică. Eficiența acestor dispozitive determină eficiența lor în îndeplinirea funcției principale.

Cum să găsești eficiența motorului? Formula eficienței motorului electric arată astfel: ƞ \u003d P2 / P1.   În această formulă, P1 este energia electrică furnizată, iar P2 este puterea mecanică netă generată de motor. Valoarea energiei electrice (P) este determinată de formula P \u003d UI, și mecanică - P \u003d A / t, ca raport între munca și timpul unitar.

Eficiența trebuie luată în considerare atunci când alegeți un motor electric. De o importanță deosebită sunt pierderile de eficiență asociate curenților reactivi, puterea redusă, încălzirea motorului și alți factori negativi.

Conversia energiei electrice în energie mecanică este însoțită de o pierdere treptată de energie. Pierderea eficienței este cel mai adesea asociată cu eliberarea de căldură atunci când motorul electric este încălzit în timpul funcționării. Cauzele pierderilor pot fi magnetice, electrice și mecanice, care apar sub acțiunea frecării. Prin urmare, ca exemplu, situația este cea mai potrivită atunci când energia electrică a fost consumată în cantitate de 1000 de ruble, iar lucrările utile au fost făcute doar în cantitate de 700-800 de ruble. Astfel, eficiența în acest caz va fi de 70-80%, iar întreaga diferență se transformă în energie termică, care încălzește motorul.

Pentru răcirea motoarelor electrice se folosesc ventilatoare care antrenează aerul prin goluri speciale. În conformitate cu standardele stabilite, motoarele din clasa A se pot încălzi până la 85-90 0 С, clasa B - până la 110 0 С. Dacă temperatura motorului depășește normele stabilite, acest lucru indică o posibilă în curând.

În funcție de sarcină, eficiența motorului electric își poate modifica valoarea:

• Pentru ralanti - 0;
• La 25% sarcină - 0,83;
• La 50% sarcină - 0,87;
• La 75% sarcină - 0,88;
• La o încărcare completă de 100%, eficiența este de 0,87.

Unul dintre motivele pentru reducerea eficienței motorului electric poate fi asimetria curenților atunci când apare o tensiune diferită pe fiecare din cele trei faze. De exemplu, dacă în prima fază sunt 410 V, în a 2-a - 402 V, în a 3-a - 288 V, atunci valoarea medie a tensiunii va fi (410 + 402 + 388) / 3 \u003d 400 V. Asimetria tensiunii va avea valoare: 410 - 388 \u003d 22 volți. Astfel, pierderea eficienței din acest motiv se va ridica la 22/400 x 100 \u003d 5%.

Scăderea eficienței și pierderi generale în motorul electric

Există mulți factori negativi sub influența cărora se formează numărul pierderilor totale în motoarele electrice. Există tehnici speciale pentru a le determina în avans. De exemplu, puteți determina prezența unui decalaj prin care alimentarea este parțial din rețea către stator, apoi pe rotor.

Pierderile de putere care apar în starter în sine constau din mai multe componente. În primul rând, acestea sunt pierderi asociate și inversarea parțială a magnetizării miezului statorului. Elementele din oțel au un efect neglijabil și practic nu sunt luate în considerare. Acest lucru se datorează vitezei de rotație a statorului, care depășește semnificativ viteza fluxului magnetic. În acest caz, rotorul trebuie să se rotească în conformitate cu caracteristicile tehnice declarate.

Valoarea puterii mecanice a arborelui rotorului este mai mică decât puterea electromagnetică. Diferența este numărul de pierderi care au loc în înfășurare. Pierderile mecanice includ frecarea în rulmenți și perii, precum și efectul unei bariere de aer asupra pieselor rotative.

Motoarele asincrone se caracterizează prin prezența unor pierderi suplimentare datorate prezenței dinților în stator și rotor. În plus, în unele părți ale motorului, apariția vortexului curge. Toți acești factori reduc împreună eficiența cu aproximativ 0,5% din puterea nominală a unității.

Când se calculează pierderi posibile, se folosește și formula de eficiență a motorului, care permite calcularea scăderii acestui parametru. În primul rând, se iau în considerare pierderile totale de putere, care sunt direct legate de sarcina motorului. Odată cu încărcarea din ce în ce mai mare, pierderile sunt crescute proporțional și coeficientul de eficiență scade.

În proiectarea motoarelor cu inducție, toate pierderile posibile sunt luate în considerare în prezența sarcinilor maxime. Prin urmare, gama de eficiență a acestor dispozitive este destul de largă și variază între 80 și 90%. În motoarele de mare putere, această cifră poate ajunge până la 90-96%.

Coeficientul de performanță (COP) este o caracteristică utilizată pe scară largă a eficacității unui sistem sau dispozitiv. În cazul nostru, acest sistem este motorul cu ardere internă. S-ar părea că despre ce fel de eficiență se poate discuta în lumea motoarelor moderne, nu este egal cu 100 la sută? Dar se dovedește că, întrucât nu există în mod ideal alb sau negru în lumea noastră, nu există nicio mașină în care toată energia primită din combustibilul arzător să fie complet transformată în energie mecanică, iar cea din urmă, la rândul său, apasă pilotul mașinii în energie utilă în scaunul său.

Care este eficiența unui motor cu combustie internă.

Raportul dintre energia utilă și totalul cheltuit (exprimat în procente) este eficiența dorită a motorului cu ardere internă. Să ne dăm seama unde se pierde energia.

Care este energia folosită cheltuită?

Primul punct este aici pierderile care apar direct în timpul arderii combustibilului, deoarece tot combustibilul din motor nu arde niciodată, o parte din acesta zboară în conducta de evacuare. Această parte, în medie, este de aproximativ 25%.

Următorul loc (mai precis, fenomenul), unde energia dispare, este căldura degajată în timpul arderii. Poate că unul dintre voi își mai amintește din timpul petrecut pe banca școlii că energia este necesară pentru a produce căldură, respectiv căldura generată - aceasta este pierderea de energie. Este demn de remarcat faptul că căldura în timpul funcționării motorului cu ardere internă este generată cu exces, ceea ce necesită introducerea unui sistem de răcire serios.

Pentru a rezuma, obținem aproximativ 35-40% din pierderile de energie datorate producerii de căldură.

Ei bine, al treilea grup de pierderi este pierderea de întreținere a echipamentelor suplimentare. Pompa de răcire, generatorul, aerul condiționat etc. - toate consumă energie și pentru munca lor. Această energie este preluată din motor - în cantitate de aproximativ 10%.

Pentru a rezuma, obținem că, în realitate, consumând combustibil, o mașină cheltuiește doar un sfert, și uneori chiar o cincime, din energia pe care o produce motorul său într-o afacere „utilă”. Numerele sunt medii, dar termenul general este clar.

Eficiența unui motor pe benzină și diesel.

Trebuie menționat că eficiența unui motor cu combustie internă este diferită pentru motoarele pe benzină și diesel: 20% față de 40% (respectiv). Acest fapt are loc deoarece, în ciuda faptului că pierderile la întreținerea mecanicii și a încălzirii planetei în motoarele pe benzină și „motoarele diesel” sunt comparabile, cantitatea de combustibil ars în timpul combustiei motoarelor diesel este mai mare.

Rezumând și reamintind istoricul aspectului motorului cu ardere internă, când eficiența a fost puțin mai mare de 5%, putem spune că inginerii au avansat mult înainte, și având în vedere faptul că este puțin probabil să obțină o eficiență de 100% și, de fapt, un motor ideal, putem să argumentăm că motoarele moderne sunt probabil să ajungă la vârful eficienței lor posibile, de aceea nu este surprinzător faptul că astăzi din ce în ce mai des automobilistilor li se oferă mașini cu motoare hibride și mașini electrice, deoarece eficiența motorului (mașini electrice) pentru referința lor este de aproximativ 90%.

Video.

Funcționarea multor tipuri de mașini se caracterizează printr-un indicator atât de important precum eficiența unui motor termic. În fiecare an, inginerii se străduiesc să creeze echipamente mai avansate, care, cu mai puțin, ar da rezultatul maxim din utilizarea sa.

Dispozitiv cu motor de căldură

Înainte de a înțelege ce este necesar să înțelegeți cum funcționează acest mecanism. Fără cunoașterea principiilor acțiunii sale, esența acestui indicator nu poate fi clarificată. Un motor de căldură este un dispozitiv care funcționează prin utilizarea energiei interne. Orice mașină termică care se transformă într-una mecanică utilizează expansiunea termică a substanțelor cu creșterea temperaturii. În motoarele cu stare solidă este posibilă nu numai o schimbare a volumului unei substanțe, ci și o formă a corpului. Acțiunea unui astfel de motor este supusă legilor termodinamicii.

Principiul de funcționare

Pentru a înțelege cum funcționează un motor de căldură, este necesar să se ia în considerare elementele de bază ale proiectării sale. Pentru ca dispozitivul să funcționeze, este nevoie de două corpuri: fierbinte (încălzitor) și rece (frigider, răcitor). Principiul funcționării motoarelor de căldură (eficiența motoarelor de căldură) depinde de tipul acestora. Adesea condensatorul cu aburi acționează ca frigiderul, iar încălzitorul este orice tip de combustibil care arde în cuptor. Eficiența unui motor ideal de căldură se găsește după următoarea formulă:

Eficiență \u003d (Tnagrev. - Tholholod.) / Tnagrev. x 100%.

În acest caz, eficiența unui motor real nu poate depăși niciodată valorile obținute conform acestei formule. De asemenea, acest indicator nu va depăși niciodată valoarea de mai sus. Pentru a crește eficiența, de cele mai multe ori creșteți temperatura încălzitorului și reduceți temperatura frigiderului. Ambele procese vor fi limitate de condițiile reale de funcționare ale echipamentului.

În timpul funcționării motorului de căldură, se lucrează, timp în care gazul începe să piardă energie și să se răcească până la o anumită temperatură. Acesta din urmă, de regulă, este cu câteva grade mai mare decât atmosfera din jur. Aceasta este temperatura frigiderului. Un astfel de dispozitiv special este destinat răcirii urmată de condensarea aburului de evacuare. Acolo unde există condensatoare, temperatura frigiderului este uneori mai scăzută decât temperatura ambiantă.

Într-un motor de căldură, corpul, atunci când este încălzit și extins, nu este capabil să ofere toată energia sa internă să funcționeze. O parte din căldură va fi transferată la frigider împreună cu abur. Această parte a căldurii este inevitabil pierdută. Lichidul de lucru primește o anumită cantitate de căldură Q 1 de la încălzitor atunci când arde combustibil. Mai mult, funcționează încă A, timp în care transferă o parte din energia termică la frigider: Q 2

Eficiența caracterizează eficiența motorului în domeniul conversiei și transmisiei de energie. Acest indicator este adesea măsurat ca procent. Formula de eficiență:

η * A / Qx100%, unde Q - energia cheltuită, A - lucru util.

Pe baza legii conservării energiei, putem concluziona că eficiența va fi întotdeauna mai mică decât unitatea. Cu alte cuvinte, nu va exista niciodată o muncă mai utilă decât energia cheltuită asupra acesteia.

Eficiența motorului este raportul dintre munca utilă și energia raportată de încălzitor. Poate fi reprezentată ca o astfel de formulă:

η \u003d (Q 1 -Q 2) / Q 1, unde Q 1 este căldura primită de la încălzitor, iar Q 2 este administrat la frigider.

Funcționarea motorului de căldură

Lucrările efectuate de motorul termic sunt calculate după următoarea formulă:

A \u003d | Q H | - | Q X |, unde A este lucrul, Q H este cantitatea de căldură primită de la încălzitor, Q X este cantitatea de căldură dată răcitorului.

| Q H | - | Q X |) / | Q H | \u003d 1 - | Q X | / | Q H |

Este egal cu raportul dintre munca pe care o face motorul și cantitatea de căldură primită. O parte din energia termică din acest transfer este pierdută.

Carnot Motor

Eficiența maximă a motorului termic se observă cu dispozitivul Carnot. Acest lucru se datorează faptului că în acest sistem depinde doar de temperatura absolută a încălzitorului (T) și a răcitorului (Tx). Eficiența unui motor de căldură care funcționează este determinată de următoarea formulă:

(Tn - Tx) / Tn \u003d - Tx - Tn.

Legile termodinamicii ne-au permis să calculăm eficiența maximă posibilă. Pentru prima dată, această cifră a fost calculată de savantul și inginerul francez Sadie Carnot. A venit cu un motor de căldură care funcționa pe gaz perfect. Funcționează pe un ciclu de 2 izoterme și 2 adiabate. Principiul funcționării sale este destul de simplu: contactul încălzitorului este adus în vas cu gaz, ca urmare a creșterii izoterme a fluidului de lucru. În același timp, funcționează și primește o anumită cantitate de căldură. După ce vasul este izolat termic. În ciuda acestui fapt, gazul continuă să se extindă, dar deja adiabatic (fără schimb de căldură cu mediul). În acest moment, temperatura acesteia scade la indicatorii frigiderului. În acest moment, gazul este în contact cu frigiderul, în urma căruia degajă o anumită cantitate de căldură sub compresie izometrică. Apoi vasul este din nou izolat. În acest caz, gazul este comprimat adiabatic la volumul și starea inițială.

soiurile

În zilele noastre, există multe tipuri de motoare termice care funcționează pe principii diferite și pe combustibili diferiți. Toate au propria lor eficiență. Acestea includ următoarele:

Un motor cu combustie internă (piston), care este un mecanism în care o parte din energia chimică a combustibilului arzător este transformată în energie mecanică. Astfel de dispozitive pot fi gaz și lichid. Există motoare în 2 și 4 timpi. Pot avea un ciclu de lucru continuu. Prin metoda de preparare a unui amestec de combustibil, astfel de motoare sunt carburerate (cu formare externă de amestec) și diesel (cu interior). După tipul de convertor de energie, acestea sunt împărțite în piston, jet, turbină, combinate. Eficiența unor astfel de mașini nu depășește indicatorul de 0,5.

Motorul Stirling este un dispozitiv în care fluidul de lucru se află într-un spațiu limitat. Este un tip de motor cu ardere externă. Principiul acțiunii sale se bazează pe răcirea / încălzirea periodică a corpului cu energie datorită modificărilor în volumul său. Acesta este unul dintre cele mai eficiente motoare.

Motorul cu turbină (rotativ) cu combustie externă. Astfel de instalații se găsesc cel mai adesea în centralele termice.

Turbina (rotativă) ICE se utilizează la centralele termice în regim de vârf. Nu este la fel de comun ca alții.

Motorul turboprop datorită șurubului creează o parte din tracțiune. El primește restul din cauza gazelor de eșapament. Designul său este un motor rotativ pe axul căruia este montat un elice.

Alte tipuri de motoare termice

Rachete, turbojet și care primesc tracțiune din cauza revenirii gazelor de eșapament.

Motoarele cu stare solidă utilizează un caroserie solid ca combustibil. Când lucrați, nu volumul său este cel care se schimbă, ci forma. La operarea echipamentului se utilizează o diferență de temperatură extrem de mică.

Cum crești eficiența

Este posibilă creșterea eficienței unui motor termic? Răspunsul trebuie căutat în termodinamică. Studiază transformările reciproce ale diferitelor tipuri de energie. S-a stabilit că este imposibil de transformat toată energia termică disponibilă în electrică, mecanică etc. În același timp, conversia lor în termică are loc fără restricții. Acest lucru este posibil datorită faptului că natura energiei termice se bazează pe mișcarea dezordonată (haotică) a particulelor.

Cu cât corpul se încălzește mai puternic, cu atât moleculele sale componente se vor mișca mai repede. Mișcarea particulelor va deveni și mai neregulată. Alături de aceasta, toată lumea știe că ordinea poate fi ușor transformată în haos, care este foarte greu de eficientizat.

« Fizică - clasa a 10-a "

Ce este un sistem termodinamic și ce parametri se caracterizează prin starea sa.
  Formulează prima și a doua legi a termodinamicii.

A fost crearea teoriei motoarelor termice care a dus la formularea celei de-a doua legi a termodinamicii.

Rezervele de energie internă în scoarța terestră și în oceane pot fi considerate aproape nelimitate. Dar pentru a rezolva probleme practice, nu este încă suficient să aveți rezerve de energie. De asemenea, este necesar să puteți conduce mașini la fabrici și fabrici, mijloace de transport, tractoare și alte mașini din cauza energiei, pentru a roti rotoarele generatoarelor de curent electric, etc. Umanitatea are nevoie de motoare - dispozitive care pot face treaba. Majoritatea motoarelor de pe Pământ sunt motoare termice.

Motoare de căldură   - Acestea sunt dispozitive care transformă energia internă a combustibilului în lucru mecanic.

Principiul funcționării motoarelor termice.

Pentru ca motorul să poată efectua lucrări, este necesar un diferențial de presiune pe ambele părți ale pistonului motorului sau ale paletelor turbinei. În toate motoarele cu căldură, această diferență de presiune se realizează prin creșterea temperaturii fluid de lucru   (gaz) sute sau mii de grade în comparație cu temperatura mediului ambiant. O astfel de creștere a temperaturii are loc în timpul combustiei combustibilului.

Una dintre părțile principale ale motorului este o navă umplută cu gaz, cu un piston mobil. Fluidul de lucru pentru toate motoarele de căldură este gazul, care efectuează lucrări în timpul expansiunii. Se notează temperatura inițială a fluidului de lucru (gaz) cu T1. Această temperatură în turbine cu abur sau mașini capătă abur într-un cazan cu abur. În motoarele cu combustie internă și turbinele cu gaz, o creștere a temperaturii apare atunci când combustibilul este ars în interiorul motorului. Se numește temperatura T 1 temperatura încălzitorului.

Rolul frigiderului.

Pe măsură ce lucrările sunt finalizate, gazul pierde energie și inevitabil se răcește până la o anumită temperatură T 2, care este de obicei puțin mai mare decât temperatura ambiantă. O cheamă temperatura frigiderului. Un frigider este o atmosferă sau dispozitive speciale pentru răcirea și condensarea aburului de evacuare - condensatoare. În ultimul caz, temperatura frigiderului poate fi puțin mai mică decât temperatura ambiantă.

Astfel, în motor, atunci când se extinde, fluidul de lucru nu poate da toată energia internă să funcționeze. O parte din căldură este inevitabil transferată la frigider (atmosferă) împreună cu aburul de evacuare sau gazele de evacuare ale motoarelor cu combustie internă și ale turbinelor cu gaz.

Această parte a energiei interne a combustibilului este pierdută. Motorul de căldură funcționează datorită energiei interne a fluidului de lucru. Mai mult, în acest proces, căldura este transferată de la corpurile mai fierbinți (încălzitor) la cele mai reci (frigider). Diagrama schematică a unui motor de căldură este prezentată în figura 13.13.

Lichidul de lucru al motorului primește cantitatea de căldură Q 1 de la încălzitor în timpul combustiei combustibilului, execută lucrul A "și transferă cantitatea de căldură la frigider Q 2< Q 1 .

Pentru ca motorul să funcționeze continuu, este necesar să restituiți fluidul de lucru la starea sa inițială la care temperatura fluidului de lucru este T 1. Rezultă că funcționarea motorului are loc în repetarea periodică a proceselor închise sau, cum se spune, într-un ciclu.

Ciclu   - Aceasta este o serie de procese ca urmare a căreia sistemul revine la starea sa inițială.

Coeficientul de performanță (COP) al unui motor de căldură.

Imposibilitatea conversiei complete a energiei interne a gazului în funcționarea motoarelor termice se datorează ireversibilității proceselor din natură. Dacă căldura s-ar putea întoarce spontan din frigider în încălzitor, atunci energia internă ar putea fi complet transformată într-o muncă utilă cu ajutorul oricărui motor de căldură. A doua lege a termodinamicii poate fi formulată după cum urmează:

A doua lege a termodinamicii:
este imposibil să creezi o mașină perpetuă de mișcare de al doilea fel, care să transforme complet căldura în lucru mecanic.

Conform legii conservării energiei, activitatea executată de motor este:

A "\u003d Q 1 - | Q 2 |, (13.15)

unde Q 1 este cantitatea de căldură primită de la încălzitor, iar Q2 este cantitatea de căldură dată frigiderului.

Coeficientul de performanță (COP) al unui motor de căldură este raportul dintre lucrarea A "efectuată de motor și cantitatea de căldură primită de la încălzitor:

Deoarece toate motoarele transferă o anumită căldură la frigider, η< 1.

Valoarea maximă a eficienței motoarelor termice.

Legile termodinamicii fac posibilă calcularea eficienței maxime posibile a unui motor de căldură care funcționează cu un încălzitor cu temperatura de T 1 și un frigider cu temperatura de T 2, precum și determină modalitățile de creștere a acestuia.

Pentru prima dată, eficiența maximă posibilă a unui motor de căldură a fost calculată de inginerul și omul de știință francez Sadi Carnot (1796-1832) în lucrarea sa „Reflecții asupra forței motrice a focului și a mașinilor capabile să dezvolte această forță” (1824).

Carnot a inventat motorul de căldură perfect cu gazul perfect ca fluid de lucru. Motorul ideal de căldură Carnot funcționează pe un ciclu format din două izoterme și doi adiabati, iar aceste procese sunt considerate reversibile (Fig. 13.14). În primul rând, vasul cu gazul este pus în contact cu încălzitorul, gazul se extinde izotermic, efectuând o muncă pozitivă, la temperatura de T 1, în timp ce primește o cantitate de căldură Q1.

Apoi vasul este izolat termic, gazul continuă să se extindă adiabatic, în timp ce temperatura lui scade la temperatura frigiderului T 2. După aceasta, gazul este pus în contact cu frigiderul, cu compresie izotermă, dă frigiderului cantitatea de căldură Q 2, comprimându-se până la un volum de V 4< V 1 . Затем сосуд снова теплоизолируют, газ сжимается адиабатно до объёма V 1 и возвращается в первоначальное состояние. Для КПД этой машины было получено следующее выражение:

După cum rezultă din formula (13.17), eficiența mașinii Carnot este direct proporțională cu diferența de temperaturi absolute a încălzitorului și a frigiderului.

Valoarea principală a acestei formule este aceea că indică o modalitate de creștere a eficienței, pentru aceasta este necesară creșterea temperaturii încălzitorului sau scăderea temperaturii frigiderului.

Orice motor de căldură real care funcționează cu un încălzitor cu temperatura T 1 și un frigider cu temperatura de T 2 nu poate avea o eficiență care depășește eficiența unui motor de căldură ideal:   Procesele care alcătuiesc ciclul unui motor de căldură real nu sunt reversibile.

Formula (13.17) oferă o limită teoretică pentru valoarea maximă a eficienței motoarelor termice. Acesta arată că motorul termic este mai eficient, cu atât este mai mare diferența de temperatură între încălzitor și frigider.

Numai la o temperatură frigorifică egală cu zero absolut, η \u003d 1. În plus, sa demonstrat că eficiența calculată prin formula (13.17) nu depinde de substanța de lucru.

Dar temperatura frigiderului, care joacă de obicei rolul atmosferei, cu greu poate fi mai mică decât temperatura ambiantă. Puteți crește temperatura încălzitorului. Cu toate acestea, orice material (solid) are rezistență limitată la căldură sau la căldură. Când este încălzit, își pierde treptat proprietățile elastice, iar la o temperatură suficient de ridicată se topește.

Acum principalele eforturi ale inginerilor vizează creșterea eficienței motoarelor prin reducerea frecării pieselor lor, pierderi de combustibil datorate combustiei incomplete etc.

Pentru o turbină cu abur, temperaturile inițiale și finale ale aburului sunt aproximativ următoarele: T 1 - 800 K și T 2 - 300 K. La aceste temperaturi, valoarea maximă a eficienței este de 62% (rețineți că eficiența este de obicei măsurată în procente). Valoarea reală a eficienței datorată diferitelor tipuri de pierderi de energie este de aproximativ 40%. Eficiența maximă - aproximativ 44% - au motoare diesel.

Protectia mediului.

Este greu de imaginat o lume modernă fără motoare termice. Ne oferă o viață confortabilă. Motoarele termice conduc vehicule. Aproximativ 80% din energia electrică, în ciuda prezenței centralelor nucleare, este generată cu motoare termice.

Cu toate acestea, funcționarea motoarelor de căldură determină inevitabil poluarea mediului. Aceasta este o contradicție: pe de o parte, umanitatea are nevoie de fiecare dată din ce în ce mai multă energie, cea mai mare parte fiind obținută prin arderea combustibilului, pe de altă parte, procesele de ardere sunt însoțite inevitabil de poluarea mediului.

La arderea combustibilului, există o scădere a conținutului de oxigen din atmosferă. În plus, produsele de ardere ele însele formează compuși chimici dăunători organismelor vii. Poluarea apare nu numai la sol, ci și în aer, deoarece orice zbor al unui avion este însoțit de emisii de impurități dăunătoare în atmosferă.

Una dintre consecințele funcționării motoarelor este formarea dioxidului de carbon, care absoarbe radiațiile infraroșii de pe suprafața Pământului, ceea ce duce la o creștere a temperaturii atmosferei. Acesta este așa-numitul efect de seră. Măsurătorile arată că temperatura atmosferei crește cu 0,05 ° C pe an. O astfel de creștere continuă a temperaturii poate provoca topirea gheții, ceea ce, la rândul său, va duce la o schimbare a nivelului apei din oceane, adică la inundarea continentelor.

Notăm un alt punct negativ atunci când folosim motoare cu căldură. Deci, uneori, apa din râuri și lacuri este folosită pentru răcirea motoarelor. Apa încălzită se întoarce apoi. Creșterea temperaturii în corpurile de apă încalcă echilibrul natural, acest fenomen se numește poluare termică.

Pentru a proteja mediul înconjurător, sunt utilizate pe scară largă diverse filtre de curățare care împiedică emiterea substanțelor dăunătoare în atmosferă, iar îmbunătățirea proiectărilor motorului. Există o îmbunătățire continuă a combustibilului, ceea ce dă substanțe mai puțin dăunătoare în timpul combustiei, precum și tehnologia sa de ardere. Dezvoltarea activă a surselor alternative de energie utilizând vânt, radiații solare, energie nucleară. Mașinile electrice și mașinile alimentate cu energie solară sunt deja produse.

Probabil că toată lumea se întreba despre eficiența (coeficientul) unui motor cu combustie internă. La urma urmei, cu cât este mai mare acest indicator, cu atât unitatea este mai eficientă. Tipul electric este considerat cel mai eficient în acest moment, eficiența sa poate ajunge până la 90 - 95%, dar pentru motoarele cu combustie internă, fie că este diesel sau benzină, pentru a-l spune ușor, este departe de a fi ideal ...

Pentru a fi sincer, opțiunile moderne ale motorului sunt mult mai eficiente decât omologii lor, care au fost lansate în urmă cu 10 ani și există multe motive pentru acest lucru. Gândește-te înainte de opțiunea de 1,6 litri, oferind doar 60 - 70 CP Și acum această valoare poate ajunge la 130 - 150 CP. Aceasta este o lucrare dureroasă pentru a crește eficiența în care fiecare „mic pas” este dat de încercare și eroare. Cu toate acestea, să începem cu definiția.

  - aceasta este valoarea raportului dintre două cantități, puterea care este furnizată arborelui cotit al motorului la puterea primită de piston, datorită presiunii gazelor care se formează prin aprinderea combustibilului.

În termeni simpli, aceasta este conversia energiei termice sau termice care apare în timpul arderii unui amestec de combustibil (aer și benzină) în mecanică. Trebuie menționat că acest lucru s-a întâmplat deja, de exemplu, în centralele cu abur - combustibilul a împins și pistoanele unităților sub influența temperaturii. Totuși, acolo instalațiile erau de multe ori mai mari, iar combustibilul în sine era solid (de obicei cărbune sau lemn de foc), ceea ce îngreuia transportul și funcționarea, era necesar să „alimentăm” lopeți în cuptor. Motoarele cu ardere internă sunt mult mai compacte și mai ușoare decât cele cu „abur”, iar combustibilul este mult mai ușor de depozitat și transportat.

Detalii despre pierderi

Dacă mergeți înainte, puteți spune cu încredere că eficiența unui motor pe benzină este cuprinsă între 20 și 25%. Și există multe motive pentru acest lucru. Dacă luăm combustibilul care intră și îl recalculăm în procente, atunci obținem „100% energie”, care este transmisă motorului, iar pierderile se duc:

1)   Eficienta consumului de combustibil . Nu tot combustibilul arde, o mică parte din acesta rămâne cu gaze de evacuare, la acest nivel pierdem deja până la 25% din eficiență. Desigur, acum sistemele de combustibil se îmbunătățesc, a apărut un injector, dar chiar este departe de a fi ideal.

2) Al doilea este pierderea de căldurăși . Motorul se încălzește singur și multe alte elemente, precum radiatoarele, propriul corp, fluidul care circulă în el. De asemenea, o parte din căldură merge cu vaporii de eșapament. Pentru toate acestea, până la 35% pierdere de eficiență.

3) Al treilea este pierderea mecanică. . PUS la tot felul de pistoane, tije de conectare, inele - toate locurile unde există frecare. Aceasta include pierderi din încărcarea generatorului, de exemplu, cu cât generatorul este mai mare, cu atât încetinește rotația arborelui cotit. Desigur, lubrifianții au avansat și ei, dar din nou, nimeni nu a reușit încă să învingă frecarea - alte 20% pierderi

Astfel, în reziduurile uscate, eficiența este de aproximativ 20%! Desigur, din opțiunile pe benzină există opțiuni atrăgătoare în care această cifră este crescută la 25%, dar nu sunt atât de multe.

Adică, dacă mașina dvs. consumă 10 litri de combustibil la 100 km, atunci doar 2 litri dintre ei vor merge direct la serviciu, iar restul este o pierdere!

Desigur, puteți crește puterea, de exemplu, datorită plictiselii capului, urmăriți un videoclip scurt.

Dacă vă amintiți formula, se dovedește:

Ce motor are cea mai mare eficiență?

Acum vreau să vorbesc despre opțiunile pe benzină și motorină și să aflu care dintre ele este cea mai eficientă.

Pentru a spune simplu, în limbaj și nu a intra în jungla de termeni tehnici, atunci - dacă comparați doi factori de eficiență - mai eficienți dintre ei, desigur, diesel și de aceea:

1) Un motor pe benzină transformă doar 25% din energie în mecanică, dar un motor diesel aproximativ 40%.

2) Dacă echipați tipul diesel cu un turbocompresor, atunci puteți obține o eficiență de 50-53%, iar acest lucru este foarte semnificativ.

Deci de ce este atât de eficient? Totul este simplu - în ciuda tipului de lucru similar (ambele sunt agregate de combustie internă), un motor diesel își face treaba mult mai eficient. Are o compresie mai mare, iar combustibilul se aprinde dintr-un alt principiu. Se încălzește mai puțin, ceea ce înseamnă economii la răcire, are mai puține supape (economii de frecare), de asemenea, nu are bobine de aprindere și bujii obișnuite, ceea ce înseamnă că nu sunt necesare costuri suplimentare de energie din generator. Funcționează la viteze mai mici, nu este nevoie să rotiți furios arborele cotit - toate acestea fac ca versiunea diesel să fie campioană la eficiență.

Despre eficiența combustibilului diesel

De la o valoare mai mare a coeficientului de performanță, urmează și eficiența combustibilului. Astfel, de exemplu, un motor de 1,6 litri poate cheltui doar 3 - 5 litri în oraș, spre deosebire de tipul benzinei, unde consumul este de 7 - 12 litri. Motorul diesel este mult, motorul în sine este adesea mai compact și mai ușor, dar și mai ecologic recent. Toate aceste aspecte pozitive sunt obținute datorită valorii mai mari, există o dependență directă a eficienței și compresiei, ne uităm la o placă mică.

Cu toate acestea, în ciuda tuturor avantajelor, el are și multe dezavantaje.

Pe măsură ce devine clar, eficiența motorului cu ardere internă este departe de a fi ideală, astfel că viitorul este fără echivoc în opțiunile electrice - rămâne doar să găsești baterii eficiente care nu se tem de îngheț și care dețin o încărcare mult timp.