tema:
- Sankey-diagram
Sankey-diagram:
Sankey-diagrammet (også kalt "varmebalansediagram") viser energitapene til forbrenningsmotoren. Sankey-diagrammet oppstår (og er beregnet) fra Seiliger-prosessen.
Drivstoffet som tilføres forbrenningsmotoren blandes med luft og antennes. Ikke all energi fra forbrenning brukes til å drive motoren (og hjulene). Mer enn halvparten av forbrenningsenergien går tapt til blant annet:
- Drivtap (tenk på drivverket til kjølevæskepumpen, klimaanleggspumpen, distribusjon og andre mekaniske komponenter)
- Girtap (konvertering av en translasjonsbevegelse av stempelet til en rotasjonsbevegelse av veivakselen)
- Varmetap (varme fra forbrenning går tapt til stråling og refleksjon på motordelene)
Den nyttige energien som blir igjen kalles den effektive virkningsgraden.
Figuren viser Sankey-diagrammet. Diagrammet viser at 35 % av drivstoffet går tapt som varme fra eksosgassen, samt 30 % kjøletap (varmetap til kjølevæsken), 8 % mekanisk tap (fremdrifts- og transmisjonstap) og 6 % stråling.
Dette diagrammet er av en bensinmotor. En bensinmotor har en relativt lav virkningsgrad på rundt 21 %. Dette betyr at bare 21 % av en liter drivstoff brukes til å «kjøre». En dieselmotor har høyere effektivitet (opptil 35%). Her er for eksempel kjøletapene og strålingen lavere, men det mekaniske tapet er noe høyere. En dieselmotor har derfor et annet Sankey-diagram enn en bensinmotor.
For å redusere kjøletap kan man for eksempel som motorprodusent velge å bruke en kjølevæskepumpe med justerbar hastighet (som også kan slås av) eller å bruke flere kjølekretser. Et tilpasset design kan sørge for at mindre kjølevæske strømmer langs sylinderveggene, og derfor absorberes mindre varme av kjølevæsken.
Ved å bruke en eksosgassturbo kan avgasstapene reduseres. Den effektive avkastningen øker. Med en mekanisk kompressor øker det mekaniske tapet (en ekstra komponent må drives), men den effektive virkningsgraden øker raskere. For eksempel økes den effektive effektiviteten til det 5 % ekstra mekaniske tapet med 10 %.
Relatert side:
