КПД двигателя внутреннего сгорания – познаем эффективность в сравнении

Среди множества характеристик различных механизмов в автомобиле решающее значение имеет КПД двигателя внутреннего сгорания. Для того чтобы выяснить суть этого понятия, необходимо точно знать, что представляет собой классический двигатель внутреннего сгорания.

КПД двигателя внутреннего сгорания – что это такое?

В первую очередь, мотор преобразует тепловую энергию, возникающую при сгорании топлива, в определенное количество механической работы. В отличие от паровых машин, эти двигатели более легкие и компактные. Они гораздо экономичнее и потребляют строго определенное жидкое и газообразное топливо. Таким образом, КПД современных двигателей рассчитывается на основании их технических характеристик и прочих показателей.

На фото - КПД в двигателе внутреннего сгорания, rotor-motor.ru

КПД (коэффициент полезного действия) представляет собой отношение фактически передаваемой мощности на вал двигателя к мощности, получаемой поршнем за счет действия газов. Если провести сравнение КПД двигателей различной мощности, то можно установить, что это значение для каждого из них имеет свои особенности.

Фото формулы КПД, physik.ucoz.ru

Эффективный КПД двигателя зависит от различных механических потерь на разных стадиях работы. На потери влияет движение отдельных частей мотора и возникающее при этом трение. Это поршни, поршневые кольца и различные подшипники. Эти детали вызывают наибольшую величину потерь, составляющие примерно 65 % от их общего количества. Кроме того, потери возникают от действия таких механизмов, как насосы, магнето и прочие, которые могут дойти до 18 %. Незначительную часть потерь составляют сопротивления, возникающие в топливной системе во время процесса впуска и выпуска.

Сравнение КПД двигателей – бензин и дизель

Если сравнивать между собой КПД бензинового и дизельного двигателя, то следует отметить, что первый из них недостаточно эффективен и преобразует в полезное действие всего 25-30 % произведенной энергии. Например, КПД стандартного дизеля достигает 40 %, а применение турбонаддува и промежуточного охлаждения повышает это значение до 50 %.

На фото - дизельный двигатель, avtoindent.ru

Оба двигателя, несмотря на схожесть конструкции, имеют различные виды смесеобразования. Поэтому поршни карбюраторного мотора работают при более высоких температурах, требующих качественного охлаждения. Из-за этого тепловая энергия, которая могла бы превратиться в механическую, рассеивается без всякой пользы, понижая общее значение КПД.

Фото бензинового двигателя, autodirection.ru

Тем не менее, для того чтобы повысить КПД бензинового двигателя, принимаются определенные меры. Например, на один цилиндр могут устанавливаться два впускных и выпускных клапана, вместо конструкции, когда размещается один впускной и один выпускной клапан. Кроме того, в некоторых двигателях на каждую свечу устанавливается отдельная катушка зажигания. Управление дроссельной заслонкой во многих случаях осуществляется с помощью электропривода, а не обыкновенным тросиком.

КПД дизельного двигателя – заметная эффективность

Дизель является одной из разновидностей двигателей внутреннего сгорания, в котором воспламенение рабочей смеси производится в результате сжатия. Поэтому давление воздуха в цилиндре намного выше, чем у бензинового двигателя. Сравнивая КПД дизельного двигателя с КПД других конструкций, можно отметить его наиболее высокую эффективность.

На фото - зависимость КПД двигателя от степени сжатия, autocentre.ua

При наличии низких оборотов и большого рабочего объема показатель КПД может превысить 50 %.

Следует обратить внимание на сравнительно небольшой расход дизельного топлива и низкое содержание вредных веществ в отработанных газах. Таким образом, значение коэффициента полезного действия двигателя внутреннего сгорания полностью зависит от его типа и конструкции. Во многих автомобилях низкий КПД перекрывается различными усовершенствованиями, позволяющими улучшить общие технические характеристики.

Фото перечня преимуществ и недостатков дизельных двигателей, myshared.ru

7 комментариев читателей статьи "КПД двигателя внутреннего сгорания – познаем эффективность в сравнении"

  1. Andris написал:

    Что-то как-то бред.
    1) Двухтактные имеют КПД 50% ?
    2) Компрессия никак не минус, т.к. работа на сжатие не улетает в космос, а возвращается полезной в следующем цикле.
    3) Выделяет меньше тепла — Вы имеете ввиду «тепловые потери меньше»? Потому что удельная теплота сгорания у бензина и дизеля практически идентичны.

    • Иван Шкинев написал:

      В 2-х тактном двигателе те-же 4 такта. Но кпд ещё ниже по причине конструкции. Часть бензина улетает через карбюратор (при движении поршня вниз),часть сгорающих газов-в трубу-момент «продувки».
      Просто двигатели менее металоёмки и конструктивно проще .
      Удельная теплоёмкость у бензина выше солярки.
      Двигатели с наддувом оочень «прожорливы»

    • Иван Шкинев написал:

      при сжатии часть бензо-воздушной смеси просачивается в картер. Обратный ход поршня провернёт вал на 0,2-0,5 оборота (без горения).
      Горящая капля солярки даст меньше тепла, чем бензин.
      КПД 4-х тактного ДВС-16%. 2-х тактного-12-13 %.

  2. Сергей написал:

    КПД дизеля 40-50%…. Оооо! ?

  3. Иван Шкинев написал:

    кпд двс не может быть выше 25%, так как 3 такта -«потребители», а работает только «рабочий ход». Но и в нём потери на трение, согревание поршня и стенок цилиндра, тосола…
    Найти кпд двигателя просто: максимально быстро разогнать машину до 100 км/ч и рассчитать ускорение. 27,8:2:t (t-время разгона). Формул несколько: n*t=m*1,16 «Жигули»…
    Найти мощность при 100% КПД: n*18=1170*1,16 n=900 кг.м. Это-12 л.с. А двигатель-75 сил. КПД-16%.
    У любого бензинового ДВС КПД 16%. У дизеля КПД меньше, так как солярка меньше выделяет тепла. И большая компрессия- минус в работе двигателя, так как отнимает много сил на сжатие.
    А экономичнее дизель в режимах малых нагрузок, (но по другим причинам, в частности-наличия в бензинках дроссельной заслонки…)

    • Дмитрий написал:

      Комент просто огонь!!!!!!! Не че что энергоустановки на кораблях большинство дизельные где постоянные обороты и дроссель не нужен? Справочникам по удельной теплоте сгорания совсем не верим?

      • Иван Шкинев написал:

        Можно,конечно, и бензиновый ДВС, но,как правило, они высоко-оборотисты. Нужна коробка передач. Обороты винта-250—500 в минуту. Спорить не буду-с кораблями «дело не имел».
        (назначение дроссельной заслонки ?)

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *