téma:
- Sankeyho diagram
Sankey diagram:
Sankeyův diagram (také nazývaný „diagram tepelné bilance“) ukazuje energetické ztráty spalovacího motoru. Sankeyův diagram vzniká (a je vypočítáván) ze Seiligerova procesu.
Palivo přiváděné do spalovacího motoru se smísí se vzduchem a zapálí. Ne všechna energie ze spalování je využita k pohonu motoru (a kol). Více než polovina energie spalování se ztrácí mimo jiné:
- Ztráty pohonu (přemýšlejte o pohonu čerpadla chladicí kapaliny, čerpadla klimatizace, rozvodů a dalších mechanických součástí)
- Ztráty převodů (převod translačního pohybu pístu na rotační pohyb klikového hřídele)
- Tepelné ztráty (teplo ze spalování se ztrácí sáláním a odrazem na částech motoru)
Užitečná energie, která zbývá, se nazývá efektivní účinnost.
Obrázek ukazuje Sankey diagram. Diagram ukazuje, že 35 % paliva se ztrácí jako teplo z výfukových plynů, stejně jako 30 % ztráty chlazením (ztráta tepla do chladicí kapaliny), 8 % mechanické ztráty (ztráty v pohonu a převodu) a 6 % radiací.
Toto schéma je zážehového motoru. Benzínový motor má relativně nízkou účinnost kolem 21 %. To znamená, že pouze 21 % litru paliva se spotřebuje na „pohon“. Vznětový motor má vyšší účinnost (až 35 %). Zde jsou například ztráty chlazením a sáláním nižší, ale mechanické ztráty jsou o něco vyšší. Vznětový motor má tedy jiný Sankeyův diagram než benzínový motor.
Pro snížení ztrát chlazením můžete například jako výrobce motoru zvolit použití čerpadla chladicí kapaliny s nastavitelnými otáčkami (které lze i vypnout) nebo použití více chladicích okruhů. Přizpůsobená konstrukce může zajistit, že podél stěn válce proudí méně chladicí kapaliny, a proto chladicí kapalina absorbuje méně tepla.
Použitím turba výfukových plynů lze snížit ztráty výfukových plynů. Efektivní výnos se zvyšuje. U mechanického kompresoru se mechanická ztráta zvyšuje (musí být poháněna přídavná součást), ale efektivní účinnost roste rychleji. Například efektivní účinnost 5% dodatečné mechanické ztráty se zvýší o 10%.
Související stránka:
