สมมุติว่ารถที่ความเร็ว 60 ไมล์ต่อชั่วโมงนั้นต้องการความเร็ว 20 แรงม้าเพื่อรักษาความเร็ว (เช่นเพื่อเอาชนะแรงต้านจากการหมุนและการลาก)

หากรถคันนี้มี 240 แรงม้าและได้รับประมาณ 34 mpg (ไม่สมจริงเกินไป) แล้วจะได้รับ 34 mpg อย่างไรถ้าเครื่องยนต์มีประสิทธิภาพเพียง 0.05 ฉันรู้ว่ารถยนต์ที่ทันสมัยควรจะมีขีด จำกัด ประสิทธิภาพใกล้ 25-30% ขอบคุณ Mr. Carnot :

ผังจากที่นี่

ฉันรู้สึกว่าการใส่เกียร์ต้องเป็นส่วนหนึ่งของคำตอบ แต่ฉันมีความเข้าใจยากว่าการใส่เกียร์ช่วยให้เครื่องยนต์สร้าง 20 แรงม้าในขณะที่เห็นได้ชัดว่ามีประสิทธิภาพสูงกว่าที่ระบุไว้ในแผนภูมิสำหรับการโหลดเครื่องยนต์ต่ำ

บางทีฉันอาจไม่ได้รับสิ่งที่แน่นอนว่าการโหลดเครื่องยนต์หมายถึงอะไร?

ประสิทธิภาพเชิงอุณหพลศาสตร์เทียบกับการประหยัดเชื้อเพลิง

เมื่อคุณอ้างถึงประสิทธิภาพ 25-30% สำหรับพลังงานการเผาไหม้ภายในคุณกำลังพูดถึงประสิทธิภาพเชิงอุณหพลศาสตร์ของเครื่องยนต์ นี่คือในระดับทฤษฎีขึ้นอยู่กับค่าอุณหภูมิ มันไม่มีส่วนเกี่ยวข้องโดยตรงกับเชื้อเพลิง

เมื่อคุณอ้างประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิง 34 ไมล์ต่อแกลลอน , คุณตอนนี้พูดคุยเกี่ยวกับบางสิ่งบางอย่างที่ขึ้นอยู่กับการจัดการที่ดีเกี่ยวกับปัจจัยอื่น ๆ เช่นความหนาแน่นของพลังงานของน้ำมันเชื้อเพลิง มีพลังงานที่แตกได้เท่าไหร่ในแกลลอนน้ำมัน? แกลลอนปฏิสสาร? แกลลอนนมช็อคโกแลต?

เครื่องยนต์จำนวนมากสามารถยอมรับเชื้อเพลิงที่แตกต่างกันหรือเชื้อเพลิงผสมกับความหนาแน่นพลังงานที่แตกต่างกันโดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญในประสิทธิภาพทางอุณหพลศาสตร์ของพวกเขา ตัวอย่างเช่นเอทานอลผสมกับน้ำมันเบนซิน แต่มีความหนาแน่นพลังงานประมาณ 30% ต่ำกว่าน้ำมันเบนซิน แกลลอนของหนึ่งไม่เท่ากับแกลลอนของอีก

ในการใช้งานเครื่องยนต์ที่มีประสิทธิภาพทางเทอร์โมไดนามิกส์หมายถึงมีความแตกต่างของอุณหภูมิ เพื่อรักษาความแตกต่างของอุณหภูมินั้นคุณต้องเพิ่มพลังงานในอัตราหนึ่ง รับประสิทธิภาพทางอุณหพลศาสตร์เดียวกันเมื่อเชื้อเพลิงของคุณมีความหนาแน่นของพลังงานต่ำกว่าหมายถึงการเพิ่มอัตราการส่งเชื้อเพลิง ($Q$ หรือ $\dot{m}$) เพื่อให้อัตราการจัดส่งพลังงาน ($q_{in}$) ยังคงเหมือนเดิม นี่เป็นการละเว้นความแตกต่างของวิธีการที่เครื่องยนต์เผาไหม้เชื้อเพลิงที่แตกต่างกัน แต่โดยทั่วไปแล้วไม่มีความสัมพันธ์โดยตรงระหว่างประสิทธิภาพเชิงอุณหพลศาสตร์กับการประหยัดเชื้อเพลิง

ความสำคัญของการโหลดเครื่องยนต์

ฉันรู้สึกว่าการใส่เกียร์ต้องเป็นส่วนหนึ่งของคำตอบ แต่ฉันมีความเข้าใจยากว่าการใส่เกียร์ช่วยให้เครื่องยนต์สร้าง 20 แรงม้าในขณะที่เห็นได้ชัดว่ามีประสิทธิภาพสูงกว่าที่ระบุไว้ในแผนภูมิสำหรับการโหลดเครื่องยนต์ต่ำ

บางทีฉันอาจไม่ได้รับสิ่งที่แน่นอนว่าการโหลดเครื่องยนต์หมายถึงอะไร?

เมื่อรถไม่เร่งเครื่องยนต์กำลังโหลดมาจากแรงที่กระทำต่อการเคลื่อนที่ของเครื่องยนต์ แรงเสียดทานภายใน (ลูกสูบ, เพลาข้อเหวี่ยง, เกียร์ ฯลฯ ), แรงเสียดทานภายนอก (ยางบนพื้นผิวถนน), ลาก, แรงโน้มถ่วง (เมื่อขึ้นเนิน) "โหลด" หมายถึงปริมาณพลังงานที่เครื่องยนต์ต้องการเพื่อให้รถมีความเร็วและความเร่ง

ดังที่คุณเห็นเมื่อยานพาหนะแล่นบนทางหลวงมันต้องการเพียงเล็กน้อยในการส่งออกพลังงานเพื่อรักษาความเร็ว ยกเว้นกรณีที่เรากำลังพูดถึงจริงๆด้วยความเร็วสูงและ / หรือล้ำสงสัยขี้ขลาดของรถแล่นบนทางหลวงเพียงแค่ไม่ได้เป็นสถานการณ์ที่สูงโหลด ความสับสนของคุณดูเหมือนจะมาจากความจริงที่ว่ายานพาหนะได้รับการประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิงที่ดีกว่าเมื่อแล่นด้วยความเร็วสูงกว่าที่พวกเขาทำในขณะเร่งความเร็ว

สิ่งสำคัญที่ต้องตระหนักคือการได้รับการประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิงที่ดีกว่านั้นไม่ได้หมายความว่าเครื่องยนต์ทำงานที่ประสิทธิภาพเชิงอุณหพลศาสตร์ที่สูงขึ้นเนื่องจากมีปัจจัยอื่น ๆ อีกมากมายที่เข้าสู่การประหยัดเชื้อเพลิง ประสิทธิภาพเชิงอุณหพลศาสตร์ของวัฏจักรคาร์โนต์เป็นเพียงปัจจัยหนึ่งเท่านั้น ปัจจัยอีกประการหนึ่งคือประสิทธิภาพของปฏิกิริยาการเผาไหม้ (ซึ่งในทางเทคนิคไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของวงจรการ์โนต์) อีกประการหนึ่งคือปริมาณพลังงานที่ใช้ในการเร่งยานพาหนะ (งานที่มีประโยชน์) กับจำนวนที่สูญเสียไปจากแรงเสียดทานการลากและการนำไฟฟ้า (ความร้อนเหลือทิ้ง)$q_{out}$)

การคำนวณการประหยัดเชื้อเพลิง

พิจารณาความสัมพันธ์ต่อไปนี้ - การโหลดเครื่องยนต์มาจากไหน?

ในสถานการณ์ที่เงียบสงบโดยไม่มีการลากยานพาหนะความเสียดทานภายในและภายนอกที่น้อยที่สุดการขับขี่บนระนาบแนวนอนพลังที่ต้องใช้เพื่อรักษาความเร็วใด ๆ ให้เป็นศูนย์อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งหมายความว่าโหลดของเครื่องยนต์ (เมื่อไม่เร่ง) ก็เป็นศูนย์เช่นกัน ประสิทธิภาพของคาร์โนต์นั้นไม่เกี่ยวข้องในจุดนี้ แต่มันก็ต่ำมากเช่นกัน อย่างไรก็ตามการประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิงจะมหาศาลเพราะคุณมีบางอย่าง$v$ ในตัวเศษที่มีเกือบเป็นศูนย์ $Q$ ในตัวส่วน

สถานการณ์ตรงข้ามนั้นง่ายกว่าที่จะแสดงให้เห็น; คุณสามารถทำที่บ้านในรถของคุณเอง เพียงแค่เหยียบคันเร่งกับเกียร์ที่เป็นกลาง (อย่าทำสิ่งนี้จริง ๆ ) สถานการณ์โหลดสูงทันใจในขณะที่คุณเร่งความเร็วให้ออกจากเพลาข้อเหวี่ยงนั้น แต่$v = 0$ดังนั้นการประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิงของคุณจึงเป็นศูนย์

สถานการณ์จริงมีความซับซ้อนมากขึ้น แต่เรื่องราวสั้น ๆ ที่เกิดขึ้นสั้น ๆ ก็คือปฏิกิริยาการเผาไหม้ที่เกิดขึ้นในกระบอกสูบของเครื่องยนต์นั้นมีประสิทธิภาพน้อยกว่ามากในช่วงที่มีการเร่งความเร็วสูงมาก (เช่นใกล้กับโหลดสูงสุด)น้ำมันเชื้อเพลิงมากขึ้นที่ไหลผ่านเครื่องยนต์ที่ยังไม่เผาไหม้หรือถูกเผาเพียงบางส่วนซึ่งหมายความว่าคุณไม่ได้ดึงพลังงานออกมาจากเชื้อเพลิงแกลลอนเดียวกัน คุณยังคงไปที่ใดที่หนึ่งและเครื่องยนต์ของคุณทำงานที่ประสิทธิภาพทางอุณหพลศาสตร์ที่สูงขึ้นเนื่องจากภาระที่วางไว้ แต่ในแง่ของการประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิงประโยชน์นั้นจะลดลงตามต้นทุนของประสิทธิภาพการเผาไหม้ที่ต่ำลง เป็นไปได้แม้เมื่อประสิทธิภาพการเผาไหม้ไม่ดีมากสำหรับค่าใช้จ่ายที่เกินดุลประโยชน์ของการโหลดสูงทั้งหมด (อาจเป็นไปได้ว่าหากรถได้รับการดูแลไม่ดีนักในความเป็นจริงมากขึ้นอยู่กับอายุของรถยนต์คุณภาพของชุดควบคุมเกียร์ที่คุณเร่งความเร็วซึ่งยากที่จะคาดเดาได้อย่างแม่นยำ สำหรับสถานการณ์ทั่วไป)

อีกสิ่งที่ฉันอยากพูดถึงคือคุณต้องพิจารณาว่าพลังของคุณจะไปอยู่ที่ไหน "กำลังเครื่องยนต์สูง" หมายถึงกำลังเครื่องยนต์ที่มีความสามารถในการผลิตจำนวนมากกำลังถูกเรียกร้อง ไม่ได้บอกคุณว่ากำลังจะไปไหน ถ้ามันจะต่อสู้กับการลากซึ่งจะเพิ่มขึ้นตามกำลังสองของความเร็วนั่นคือพลังงานที่สิ้นเปลืองและสิ้นเปลืองเชื้อเพลิง คุณสามารถส่งมอบอย่างมีประสิทธิภาพมาก แต่ถ้ามันไม่ได้เพิ่มความเร็ว * ของยานพาหนะมันไม่ได้ช่วยประหยัดน้ำมัน มันจะดูมีประสิทธิภาพเมื่อคุณวาดขอบเขตของระบบรอบเครื่องยนต์และเพิกเฉยต่อวัตถุประสงค์ของรถ

* ในทางเทคนิคเราควรพิจารณาระดับความสูงเช่นกัน แต่โดยทั่วไปแล้วการประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิงจะคำนวณในแง่ของระยะทางเดินในแนวนอน กำไรและขาดทุนจากการเปลี่ยนแปลงระดับความสูงจะถือว่าเป็นการยกเลิกโดยรวมหรือคิดเป็นปัจจัยการแก้ไขหยาบ

พล็อตในคำถามใช้ไม่ได้กับสถานการณ์ที่ถูกถาม ความสามารถในการใช้พลังงานของเครื่องยนต์ยานยนต์มีการเปลี่ยนแปลงแบบไดนามิกในขณะขับรถโดยการเปลี่ยนทั้ง RPM และการไหลเวียนของอากาศในไอดี

ประสิทธิภาพสูงสุดของเครื่องยนต์รถยนต์อยู่ที่ระดับกลางโดยไม่มีประสิทธิภาพภายใต้การบรรทุกทั้งสูงและต่ำ ที่ความเร็วในการโหลด 10% ประสิทธิภาพยังดีกว่าครึ่งซึ่งอยู่ในระดับสูงสุด

แต่ถ้าอย่างนั้นเราจะได้รับประสิทธิภาพ 10% ที่ 34mpg .. ไม่มีความขัดแย้งกัน นั่นหมายความว่าถ้าคุณสามารถเพิ่มประสิทธิภาพได้ 100% คุณจะได้รับ 340mpg ภายใต้สถานการณ์โหลดนั้น

เครื่องยนต์เบนซินมีประสิทธิภาพต่ำมากที่โหลดต่ำ ... ไม่มีปัญหาหรือเสียเวลา ประสิทธิภาพ 34mpg ไม่ได้ถูกเสนอราคาที่โหลดต่ำ

มีความเร็วในอุดมคติที่ระยะทางสูงสุดเกิดขึ้น ... ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์เพิ่มขึ้นเมื่อภาระเพิ่มขึ้นอย่างไรก็ตามการสูญเสียการลากอากาศเพิ่มขึ้นตามกำลังสอง

มีสองเหตุผลสำคัญสำหรับคนจนที่มีประสิทธิภาพในการโหลดต่ำ:

1. ที่ภาระต่ำจะใช้อัตราร้อยละที่สำคัญของงานที่ทำเพื่อเอาชนะแรงเสียดทานของเครื่องยนต์
2. ที่โหลดต่ำอัตราส่วนการบีบอัดที่มีประสิทธิภาพต่ำมากซึ่งจะนำไปสู่ประสิทธิภาพที่ต่ำมาก

กำลังที่ผลิตโดยเครื่องยนต์คือผลผลิตของความเร็วเชิงมุมโดยแรงบิดที่มีที่ความเร็วเชิงมุมนั้น ฟังก์ชั่นของกระปุกเกียร์เป็นเพียงการจับคู่ความเร็วของเครื่องยนต์กับความเร็วของถนน

ระยะทางในการขับขี่ในเมืองต่ำกว่าระยะทางบนทางหลวงส่วนใหญ่เกิดจากการเบรกอย่างต่อเนื่องซึ่งกระจายพลังงานจลน์เป็นความร้อนและไม่ทำงานที่สัญญาณไฟจราจรหรือป้ายหยุดรถ

ฉันรู้ว่ามันเป็นด้ายเก่า แต่ฉันไม่สามารถต้านทานการแทงได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมีข้อมูลที่ไม่ดีหรือไม่เกี่ยวข้องมากในคำตอบอื่น ๆ

1. ประสิทธิภาพเชิงความร้อนและระยะทางเชื้อเพลิงสัมพันธ์กัน - มีปัจจัยอื่น ๆ ที่ควรพิจารณา

   ความหนาแน่นพลังงานเชื้อเพลิงเป็นปัจจัย สำหรับเครื่องยนต์เบนซินประมาณ 44.5 แรงม้าต่อชั่วโมง (เนื่องจาก mpg เกิดขึ้นในช่วงเวลาหนึ่งและแรงบิดจะเกิดขึ้นทันทีฉันจะใช้ HP ถ้ามันรบกวนคุณแค่คูณด้วย 5252 แล้วหารด้วย RPM เพื่อแปลแม้จะมีข้อโต้แย้งเกี่ยวกับเครื่องมือวัด เอาต์พุต "ดีกว่า" เกี่ยวข้องกับพีชคณิตโดยตรง) และถ้าคุณใช้ 20 HP และเผาเชื้อเพลิง 1 แกลลอนคุณจะได้รับ 20 / 44.5 = 44.9% ประสิทธิภาพเชิงความร้อนสุทธิ; ถ้าคุณทำได้ที่ 60 ไมล์ต่อชั่วโมงคุณจะได้ 60/1 = 60 MPG (MPH / GPH)

2. ตัวอย่างหนึ่งที่กล่าวถึงข้างต้นใช้ประสิทธิภาพ 10% ที่ 34 MPG ฉันจะสมมติ 60 ไมล์ต่อชั่วโมงเพื่อให้คณิตศาสตร์ง่าย; 10% x44.5 = 4.45 HP- ชั่วโมงต่อแกลลอน การประสบความสำเร็จ 34 MPG ที่ 60 MPH ต้องการ: 60/34 = 1.765 แกลลอนต่อชั่วโมงของน้ำมันเบนซิน (MPH / MPG = GPH) หากคุณแยกน้ำมันเบนซิน 4.45 HP จากน้ำมันเบนซิน 1.765 แกลลอนคุณต้องใช้ทั้งหมด 7.85 HP คุณไม่สามารถรับ 340 MPG จากรถยนต์ที่ขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์เบนซินที่มีประสิทธิภาพ 100% ในโลกแห่งความเป็นจริง (แม้ว่าคุณจะยอมรับความเป็นไปไม่ได้ของเครื่องยนต์ที่มีประสิทธิภาพ 100%) เพราะคุณไม่สามารถเดินทางด้วยความเร็ว 60 ไมล์ต่อชั่วโมงได้ 8 HP! มียานพาหนะที่ได้รับไมล์สะสมเชื้อเพลิงที่สูงขึ้น แต่ไม่มีรถยนต์ที่มีค่าใช้จ่ายบนท้องถนนและเครื่องยนต์ทำงานได้สูงกว่า 10% บรรทัดล่างตัวเลขมีความเกี่ยวข้องและคุณไม่สามารถจับคู่ตัวเลขสุ่มหรือคุณท้ายด้วยการเรียกร้องที่ไร้สาระ
3. ที่ทางหลวงความเร็วต่ำ (อีกครั้งฉันชอบที่จะใช้ 60 ไมล์ต่อชั่วโมงเพื่อให้การคำนวณง่าย) เครื่องยนต์ที่ทันสมัยส่วนใหญ่ทำงานประมาณ 15% ถึง 18% TE (และมีความแปรปรวนบางอย่าง) และรถซีดานที่ทันสมัยส่วนใหญ่ต้องการประมาณ 15 ถึง 20 BHP มู่เล่ ซึ่งหมายความว่ารถซีดานขนาดกลางส่วนใหญ่ได้รับระหว่าง 20 และ 32 MPG (TE x 44.5 x gal. = HP-hours: 15 / (. 18x44.5) = 1.87 gal . และ 20 / (. 15x44.5) = 3.00 gal ; 60 / 1.87 = 32.0 MPG และ 60 / 3.00 = 20.0 MPG )
4. เหตุผลที่ผู้ผลิตกำลังลดขนาดเครื่องยนต์ก็คือเครื่องยนต์ขนาดเล็กมักจะทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นในเวลาเดียวกัน รถยนต์ที่ได้รับไมล์สะสมน้ำมันเชื้อเพลิงที่ดีกว่าที่คำนวณไว้ข้างต้นมักจะมีขนาดเล็กกว่าเครื่องยนต์ 2.0 ลิตร

โปรดจำไว้ว่าแผนภูมิที่แสดงนั้นเกี่ยวข้องกับประสิทธิภาพเชิงความร้อนของเครื่องยนต์เพียงอย่างเดียวและไม่ถือว่ารถเคลื่อนที่เป็นระบบที่สมบูรณ์และแกนแนวตั้งดูเหมือนจะถูกระบุว่าเป็นอัตราส่วนแทนที่จะเป็นเปอร์เซนต์ประสิทธิภาพ 0.2 กราฟเท่ากับ 20%

สำหรับรถโดยรวมภาระเครื่องยนต์ไม่ขึ้นอยู่กับความเร็วเนื่องจากแรงลากมีแนวโน้มที่จะเพิ่มขึ้นด้วยกำลังสองของความเร็ว

เหตุผลหลักที่เครื่องยนต์ไอซีมีประสิทธิภาพต่ำกว่าที่โหลดต่ำคือการสูญเสียพลังงานจำนวนมากค่อนข้างคงที่โดยไม่คำนึงถึงกำลังการผลิต เหล่านี้รวมถึงพลังงานที่จำเป็นสำหรับสิ่งต่าง ๆ เช่นการเหนี่ยวนำอากาศปั๊มน้ำมันเชื้อเพลิงสารหล่อเย็นและน้ำมันหล่อลื่นและระบบไฟฟ้ากำลัง ดังนั้นเมื่อการส่งออกพลังงานลดลงการสูญเสียเหล่านี้แสดงถึงสัดส่วนที่มากขึ้นของกำลังโดยรวมที่ผลิตโดยเครื่องยนต์ ตัวอย่างเช่นบอกว่าเครื่องยนต์มีความต้องการคงที่ 1 kW สำหรับทุกรุ่น หากกำลังผลิตกำลังส่งออก 1 kW การสูญเสียเหล่านี้คือครึ่งหนึ่งของกำลังการผลิตทั้งหมดในขณะที่เมื่อเครื่องยนต์กำลังพัฒนา 50 กิโลวัตต์มากกว่าที่พวกเขามีเพียง 2% ของจำนวนทั้งหมด

ในเครื่องยนต์ขนาดใหญ่ที่มีกำลังขับสูงกว่าการสูญเสียคงที่ (ประมาณ) เหล่านี้มีแนวโน้มที่จะใหญ่กว่าในเครื่องยนต์ที่มีความจุน้อยกว่า

นอกจากนี้ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ไม่เกี่ยวข้องโดยตรงกับ mpg เครื่องยนต์ที่มีประสิทธิภาพในรถหนักอาจยังคงมีอัตราสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงสูงกว่าเครื่องยนต์ที่ไม่มีประสิทธิภาพในรถขนาดเล็ก เพื่อให้เป็นอีกวิธีหนึ่ง mpg เกี่ยวข้องกับปริมาณพลังงานที่คุณต้องเดินทางในระยะทางที่กำหนด แต่ประสิทธิภาพจะวัดปริมาณพลังงานที่สูญเสียไป

ในแผนภาพ 'โหลด' คือแรงบิดที่เกิดจากเครื่องยนต์ เพื่อจุดประสงค์ในการทดสอบจะเชื่อมต่อกับโหลดที่ปรับค่าได้บางอย่าง (เช่นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและตัวต้านทานธนาคาร) กำลังที่ผลิตได้คือแรงบิดนี้คูณด้วยความเร็วเชิงมุม (RPM) โปรดทราบว่าเครื่องยนต์ทุกเครื่องมีข้อ จำกัด ในทางปฏิบัติเกี่ยวกับ RPM เนื่องจากแรงเร่งในชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว (โดยเฉพาะวาล์วและก้านสูบ) ดังนั้นกำลังขับจึงเป็นหน้าที่ของทั้งโหลดและ RPM

หากต้องการกล่าวอีกวิธีหนึ่งโหลด 25% นั้นไม่เหมือนกับ 25% ของกำลังงานสูงสุด

ฉันสามารถให้คุณเปรียบเทียบ: สำหรับมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงประสิทธิภาพสูงที่สุด ณ จุดหนึ่งน้อยกว่ากำลังไฟพิกัดสูงสุด

กลไกการสูญเสียคือแรงเสียดทานจากการหมุนอย่างรวดเร็วและการสูญเสียแกนแม่เหล็ก (กระแสที่ไหลผ่านโลหะผสมเหล็ก) เป็นพารามิเตอร์ที่ไม่ขึ้นอยู่กับแรงบิด ถ้ามันไม่ได้เกิดจากการสูญเสียแม่เหล็กประสิทธิภาพจะสูงสุดที่แรงบิด = 0 ดังนั้นเข้าใจกลไกการสูญเสียของมอเตอร์ของคุณเองและดูว่าสามารถใช้เส้นโค้งชนิดเดียวกันได้หรือไม่

ตอบคำถามของคุณ:
1. รถยนต์ใช้พลังงานที่ความเร็ว 60 ไมล์ต่อชั่วโมงในการทำงาน 34 ไมล์ต่อชั่วโมงหรือไม่
2. ประสิทธิภาพของมันคืออะไรถ้ามันต้องการ 20hp เพื่อรักษาความเร็วให้คงที่?

ในหน่วย SI:
รถยนต์ที่ 26.8m / s กำลังทำ 14.4km / L ต้องการ 14.9kW

ข้อมูลเชิงประจักษ์:
* HHV สำหรับน้ำมันเบนซินประมาณ 47MJ / Kg
* ความหนาแน่นของน้ำมันเบนซินประมาณ 0.74 Kg / L
=> ~ 35MJ / L

การคำนวณ:
PowerIn = (35MJ / L) * (26.8m / s) / (14km / L)
= (35kJ) * (26.8 / s) / (14), NB: MJ = kkJ
= 67kJ / s
= 67kW
ประสิทธิภาพ = 14.9 / 67
= 22.2%

NB1: 240hp ที่ยกมาเป็นกำลังขับสูงสุด

NB2: โหลด% ในแผนภาพหมายถึงกำลังสูงสุดที่ความเร็วนั้น มันเป็นสัดส่วนโดยประมาณกับประสิทธิภาพเชิงปริมาตรของเครื่องยนต์ซึ่งขึ้นอยู่กับตำแหน่งปีกผีเสื้อเวลาวาล์วและลักษณะการสั่นพ้องหลากหลาย

แผนภูมินั้นเป็นที่น่าสงสัย หากคุณดูเว็บเพจที่นำมาจากมันเป็นที่ชัดเจนว่าผู้เขียนของหน้านั้นไม่เข้าใจคำศัพท์พื้นฐานที่เขาใช้เช่น "โหลด", "กำลัง", "แรงบิด" ฯลฯ แผนภูมิอาจ ถูกต้องหากเราแปลว่า "โหลด" เป็น "แรงบิด" เนื่องจากเป็นที่ทราบกันดีว่าประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ดีขึ้นเมื่อแรงบิดเพิ่มขึ้นและลดการหมุน (ดังนั้นเราจึงมี "พิกัด")

เพื่อสรุปประสิทธิภาพเครื่องยนต์จะถูกกำหนดตามลำดับจากมากไปน้อยโดย:

1. อุณหพลศาสตร์: กฎหมายสองของอุณหพลศาสตร์ (เครื่องยนต์ความร้อน) มันเป็นไปไม่ได้ที่จะดึงปริมาณความร้อน QH จากอ่างเก็บน้ำร้อนและใช้มันทั้งหมดเพื่อทำงาน W จำนวน QC ความร้อนจำนวนหนึ่งจะต้องหมดไปยังอ่างเก็บน้ำเย็น สิ่งนี้ทำให้ไม่มีความร้อนที่สมบูรณ์แบบ
2. เนื้อหาพลังงานของเชื้อเพลิง: เนื้อหาพลังงานเฉพาะของเชื้อเพลิงคือพลังงานความร้อนที่ได้รับเมื่อถูกเผาในปริมาณที่แน่นอน (เช่นแกลลอน, ลิตร, กิโลกรัม) บางครั้งเรียกว่าความร้อนจากการเผาไหม้ ค่าทางทฤษฎีของมันถูกกำหนดจากพลังงานกิ๊บส์ฟรีซึ่งเป็นศักยภาพทางอุณหพลศาสตร์ที่วัด "ประโยชน์" หรือกระบวนการเริ่มต้นงานที่หาได้จากระบบอุณหพลศาสตร์ที่อุณหภูมิคงที่และความดัน (isothermal, isobaric) (ในการทำงานของเครื่องยนต์เฉพาะ) .
3. ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์สันดาปภายในที่เฉพาะเจาะจง:ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์สันดาปภายในที่ทันสมัยนั้นพิจารณาจากอัตราส่วนอากาศต่อเชื้อเพลิง , อัตราส่วนการบีบอัด , ระบบควบคุมวาล์ว , การจัดการอุณหภูมิเครื่องยนต์ , ส่วนใหญ่ได้รับการดูแลโดยระบบควบคุมวงปิดประกอบด้วยเซ็นเซอร์ เซ็นเซอร์แลมบ์ดา) เชื่อมต่อกับไมโครคอมพิวเตอร์ เหล่านี้พร้อมกับ, กล่องเกียร์ , ตรวจสอบประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ที่เหมาะสมที่สุดในตำแหน่งปีกผีเสื้อที่เฉพาะเจาะจง, โหลดรถและความเอียง ( ค่าสัมประสิทธิ์การลากและขนาดยาง ควรได้รับการพิจารณาเช่นกัน)