Божий дар или малый КПД

Главная беда двигателей внутреннего сгорания и одновременно резерв эволюции — малый КПД, то есть, — полезная мощность извлекается из небольшой части энергии топлива, большая же часть без пользы вылетает в трубу, отравляя окружающую среду и постепенно изменяя тепловой баланс Земли. Основные его составляющие — термический и механический КПД.

Термический КПД определяется (лимитируется) известным циклом КАРНО. Индикаторная диаграмма показывает, какой термический КПД может реализовать этот цикл в принципе при идеализации условий подвода тепла (сгорания топлива) и теплопередачи. Например, для цикла с подводом тепла при V=const (поршневые бензиновые двигатели) КПД=35%. Для цикла со смешанным подводом тепла (дизели) КПД — до 38%. На экспериментальных образцах дизель-моторов достигнут КПД до 45%.

Большие затраты энергии происходят из-за потерь тепла в систему охлаждения и с выхлопными газами. При использовании керамических материалов для термически напряженных деталей двигателя конструкторы пытаются уменьшить теплопередачу от наиболее горячих зон для уменьшения потерь и повышения температуры цикла.

Тех, кого интересует где купить зимнюю куртку женскую по доступной цене, рекомендуем веб-ресурс limo-lady.com, здесь вы сможете приобрести куртку Limo Lady по самой низкой цене.

Это нужно для осуществления адиабатного цикла или приближения к нему. Этот цикл (без потерь тепловой энергии) максимально эффективен. Пока только керамика и композитные материалы могут выдерживать возрастающие температуры такого цикла. Из керамики изготавливаются днища поршней, камеры сгорания, головки выхлопных клапанов, направляющие и т.п.

Механический КПД зависит от типа применяемого механизма. Это может быть традиционный кривошипно-шатунный механизм, доставшийся в наследство от паровой машины Watta, или какой-либо вариант чисто вращающихся (роторных) механизмов.

Теоретически возможны варианты эксцентриковых или кулисных механизмов, но они еще хуже. Архаичный кривошипно-шатунный механизм имеет малый КПД из-за наличия возвратно-поступательно движущихся частей. В принципе было бы идеальным избавиться от них и использовать только вращательное движение. При этом исчезают паразитные силы бокового давления поршней на стенки цилиндров, большие силы инерции возвратно-поступательно и колебательно движущихся масс и связанные с ними нагрузки на детали механизма, которые лимитируют обороты двигателя и его мощность, являются причиной износов и поломок.

Такие попытки предпринимались неоднократно, сначала на бумаге, затем и на реально созданных роторных двигателях. Даже сам изобретатель кривошипного механизма James Watt пытался использовать вращательное движение для своей паровой машины в 1782 году! Самым известным и подававшим надежды был проект немецкого инженера Felix Wankel. Повезло обоим — и проекту, и автору. Проект был реализован, испытан, доведен, запущен в серию и в продажу. Автор — вознагражден и фирмой, и лицензиями, и мировым признанием, и славой, поставившей его в один ряд с Великими. Редкий случай успеха! Первая экспериментальная модель была сделана аж в 1924 году!

28.06.2015 16:16
big

Комментарии

Нет комментариев. Ваш будет первым!