İçten yanmalı motorlarda neden elektrikli ısıtma şekilleri kullanılmıyor?

Bir içten yanmalı motorun (ICE) tüm işi ısıyı mekanik enerjiye dönüştürmek olduğundan, elektrikli ısıtma yöntemleri neden daha popüler değildir? Bunun bir nedeni olması gerektiğini biliyorum. Elektrikli arabalardan ya da herhangi bir şeyden bahsetmiyorum, ısınmak ve çalışmak için elektrik kullanıyorum.

Çünkü çok verimli olmazdı.

İçten yanmalı motorların ana avantajı, yakıtlarının (benzin, dizel) enerji yoğunluğunun çok iyi olmasıdır. Nispeten küçük, hafif bir tankta uzun bir yol kat edebilirsiniz. Bunların dezavantajı, çok verimli olmamalarıdır. Yakıttaki enerjinin çoğu sürtünme ve ısıya kaybedilir ve sadece çok küçük bir kısmı (<% 35) aslında mekanik harekete dönüşür.

Elektrikli araçlar harika çünkü inanılmaz derecede verimli. Kullandıkları yakıt (piller), depoladıkları enerji miktarı için benzin veya dizel kadar kompakt ve hafif bir yere yakın değildir, ancak bir elektrik motoru bu enerjinin% 90'ını + mekanik harekete dönüştürebilir.

Havayı ısıtmak ve basınç değişikliğine dayalı bir motor çalıştırmak için elektrik kullanmak her iki sistemin de en kötü yönlerini birleştirir.

Diğer cevaplar enerji kayıpları ile ilgili iyi cevaplar vermesine rağmen, göz önünde bulundurulması gereken ek hususlar da vardır.

Pek çok kilowattta havayı küçük bir silindirde nasıl ısıtmayı planlıyorsunuz? Bu gereklidir, çünkü tipik bir dört silindirli araba motoru 100 kilowatt güç üretir ve verimlilik en iyi durumda muhtemelen% 33 civarındadır (burada Atkinson döngüsü olmayan bir motor varsayarsak). Bu nedenle, bir silindirin payı 75 kilowat olan 300 kilowat elektrikli ısıtmaya ihtiyacınız var.

Daha da kötüsü, havayı belirli bir zamanda ısıtmanız gerekir (sıkıştırma stroku ve genleşme stroku arasında). En iyi verim için, ısıtma bu iki strok arasında çok kısa bir süre olmalıdır, ancak şimdi tüm genleşme strokunun havayı ısıtmak için kullanılabileceğini varsayalım. Dört vuruştan biri, anlık gücün 4 (vuruş sayısı) çarpı 75 kilowatt veya 300 kilowat olması gerektiği anlamına gelir. Silindir başına!

300 kilovat elektrikli ısıtma elemanı gördünüz mü? Eğer varsa, muhtemelen böyle bir ısıtma elemanını 2 litrelik bir motorda 86 mm strok x 86 mm delik silindirinin içine koymanın bir yolu olmadığını fark edersiniz. Aslında daha küçük bir alana sığması gerekir, çünkü sıkıştırma oranı 10 ise, dikey yönde sadece yaklaşık 8.6mm kullanılabilir.

Soğuk Finlandiya kışında kullandığım 1900W elektrikli iç ısıtıcım bile 86 mm x 8.6 mm'den çok daha büyük. Ve bu sadece 1,9 kilowatt, 300 kilowatt'tan daha az.

Isıtıcının harici olarak bulundurulması, yani havanın motora geçmeden önce ısıtılması mümkün değildir. Bu durumda, havanın basıncı kompresyon strokunda da artarak genleşme strokunun basınç artışına karşı koyacaktır. Sıkıştırma stroku sırasında havanın soğuk ve genleşme stroku sırasında sıcak olması gerekir. Bu nedenle, ısıtma elemanı gerçekten motorun içinde olmalıdır.

tl; dr
İçten yanmalı motorlar olamaz mekanik çalışma içine tüm ısı açın. Isı kaynağı varsa, neden ısıtma için kullanmıyorsunuz?

Tüm termal çevrimler, örneğin Carnot çevrimi (İdeal, en etkili), Otto çevrimi (idealleştirilmiş benzinli motor), Dizel çevrimi (idealleştirilmiş dizel motor), Clausius-Rankine çevrimi (ideal buhar türbini), ısının bir kısmını tanım gereği dağıtır. Gerçek motorlar daha az enerjiyi mekanik işlere ve daha fazla enerjiye ısıya dönüştürür.

Mekanik enerjinin bir kısmı aküyü şarj etmek, bujileri, ECU ve diğer sistemi çalıştırmak için alternatör tarafından tüketilir. Gerisi gerçek hareket için kullanılır.

Sadece elektrikli ısıtıcılar kullanırsak, motordaki tüm ısıyı boşaltacağız ve otomobili ısıtmak için mekanik işin bir kısmını kullanacağız. Çift israftır. Hava ısıtma kullanırsak, motordan boşa harcanan enerjinin bir kısmı için foud kullanımı vardı.

Örnek olarak, yakıt tüketimi ve Skoda Fabia 1.2 HTP (honem to prodej [ASAP satmak]) sürüş tüketimini stereo, AC ve koltuk ısıtıcıları ile karşılaştırın. Tüm sistemler açıkken, tüketim önemli ölçüde daha yüksektir ve ivme önemli ölçüde daha kötüdür - çünkü tekerleklere değil alternatöre daha fazla güç yönlendirilir. AC'yi kapatmak, genellikle bu tür arabalarla sollamaya çalışırken kullanılan taktiklerdir.

Daha fazla konfor için elektrikli bağımsız ısıtma ve elektrikli koltuk ısıtıcıları isteğe bağlı ekstra olarak kullanılır. Ortam sıcaklığına bakılmaksızın onları ısıtmak bir dakikadan az sürer, diğer yandan motorun ısınması ortam sıcaklığına göre dakikalar ila on dakika sürer.

Yan not, motorun aşırı ısınması durumunda ısıtmanın tamamen açılması tavsiye edilir - ısının bir kısmını arızalı / aşırı yüklenmiş radyatörden kabine yönlendirir.

Bir ICE'nin amacı kimyasal enerjiyi harekete dönüştürmektir. Bunu, kendiliğinden ısı üretmek için değil, silindirdeki parçacıkların hızlı bir şekilde genleşmesine neden olan yakıtı ateşleyerek yapar, bu da basınç oluşturur ve bu nedenle piston üzerinde kuvvet uygular. Isı, bu genişlemede devreye giren bir dizi faktörden biridir. Bununla birlikte, yanmada yer alan kimyasal reaksiyonlarda bir dizi başka faktör devreye girer. Bunlar havayı hızlı bir şekilde elektrikli ısı ile ısıtarak simüle edilemez. Kimyasal enerjinin ısıya dönüştürülmesi de, elektriğin ısıya dönüştürülmesini verimli bir şekilde yapmak çok daha kolay.

Ancak içten yanmalı motorlarda ısı oluşturmak için elektrik sistemleri kullanıyoruz. Bunlara Blok ısıtıcılar denir.

Yorumların ve yazıların çoğunun işaret ettiği gibi, mekanik enerjiye dönüştürülen ısı değil, pistonlardan tutuşan yakıttan (yanma) gelen güçtür. Isı, çoğunlukla soğutucu tarafından emilen ve aktarılan enerji israfıdır.

Bununla birlikte, aşırı sıcaklıklarda yağ daha viskoz hale gelir ve hareket etmek için daha fazla enerji gerektirir. Bu, üşütmeye çalışırken motorda hasara veya sistemin hiç çalışamamasına neden olabilir. Blok ısıtıcılar, çalıştırmayı kolaylaştırmak için motorun belirli parçalarını ideal çalışma sıcaklıklarına yakın tutacak şekilde tasarlanmıştır.

Dolayısıyla, halihazırda çalışan bir motorda ekstra ısı oluşturmak için elektriğe ihtiyacımız olmasa da, kapalı olduğunda işleri sıcak tutmak için kullanırız.

Isınma ve çalışma ile ne demek istediğini bilmiyorum ama 86'dan önce Lancia Delta özellikli elektrikli kabin ısıtması ne demek istiyorsun?

Motora indüklenen havayı ısıtmak istiyorsanız, bu kötü bir fikirdir çünkü soğuk hava en yüksek yoğunluğa ve dolayısıyla yanma için en fazla oksijene sahiptir.

İlk soru - elektriği nereden alıyorsunuz? Kullandığımız elektrik, hidro, jeotermal vb. Diğer kaynaklardan geliyor. Dönüşüm kayıpları ile birleştiğinde, ısı sağlamak için doğrudan kullanılabilir kömür vb. Diğer yakıtların kullanılması etkili olmuştur. Şimdi küresel ısınma ile yenilenebilir enerjilere doğru ilerliyoruz ...

Isı ise bir enerji biçimi, ancak elektriğe kıyasla daha lazier bu. Bundan kurtulmak zor. Bu nedenle, bir elektrik kaynağınız olsaydı, bunu bir elektrik motorunda kullanmak, bir şeyi ısıtmak ve daha sonra gerçekten iyi bir günde belki% 30 verim ile ısıdan iş çıkarmaktan daha iyi olurdu. .

Boltzmann sabitinden bile bahsetmedim!