北京中科医院好不好 https://m.39.net/pf/a_5197604.html序:燃油动力汽车装备的内燃式热机是很低端的发动机类型,其诞生与普及只是为迎合石油开采技术的快速升级,白话的描述则是为了消耗石油才被发明出的机器。内燃机普及于一战阶段,在其之前各大车企在发动机领域的研发方向均指向电动机,原因正是内燃机存在诸多问题。内燃式热机特点解析1:能量转化效率极低。内燃机最常提及的热效率本质为能量转化比例,所谓燃烧实际是一种化学反应,是依靠分子剧烈运动产生推动力并因摩擦产生热能(超高温);而分子的运动是完全无序的,也就是说分子运动没有固定的方向,那么燃烧产生的热能则无法完全转化为动力,因为活塞的运动方向只有一个,这是导致热效率低的第一个原因。第二原因为损耗过大,分子运动过程中会产生极高的温度,这些温度不可以持续增长并集中在机体的某一位置,否则高温会导致金属材料熔化变形。所以想要让内燃式热机稳定的运行则需要控制温度,控制的方式则为冷却液的循环;参考热力学第二定律的解释,热能会从高温物体无需的传递至低温物体,也就是说冷却液循环的过程中在不断吸收热能,而这些热能本应该转化为动能。第三原因为常规的进排气损耗与运动损耗。汽车装备的内燃机为四冲程机,运动的步骤为「进气/压缩/膨胀/排气」,关于进气冷却不用解释,膨胀动能转化步骤无法%完成转化既需要排除废气也是很无奈的设计,因为要维持曲轴的稳定运转需要为扭矩留有余量。至于运动损耗可理解为活塞与缸壁接触时的损耗,同时曲轴与机油泵以及其他机械结构的运动也会损耗扭矩,扭矩损耗自然会降低输出功率。简而言之内燃机的热效率低完全是因为产生损耗的结构过于多了,但是为了实现稳定的运行又无法减少其中的任何一项,所以这种机器永远无法实现高效率。至于热效率能超过40%的柴油发动机也在降级,因为过高的压缩比产生过高的温度,以及柴油本就很高的燃烧温度会催生大量的氮氧化物,这对空气质量的破坏是非常严重的。而汽油机实现超40%的热效率也需要提高压缩比或者调整点火正时,这会导致汽油机的NVH越来越像柴油机。2:内燃机的磨损问题很严重。通过机油(润滑油)的高效润滑,活塞式内燃机的缸套与活塞仍然会产生磨损;在行驶超10万公里后会有太多汽车出现烧机油的问题,原因正是因磨损导致活塞间隙加大,机油蒸汽在曲轴箱的高压下会窜入燃烧室参与燃烧,这是无解的问题。且最终活塞式内燃机会因磨损导致报废,这种使用寿命实际不长的发动机应该被淘汰了。能取代内燃机的发动机一定是电动机,因其能量转化比例极其高。以永磁同步电机为例,其能量转化的原因非常的简单,将电流输送至电机的电磁线圈形成电磁场,利用电磁场与永磁体的磁极互斥产生动力;整个转化过程中不产生高热,电机可以以超高转速稳定的运行,重点是电磁场也不受空气与温度的影响,所以能量损耗几乎可忽略不计。同时转子也是直直的一根,没有任何复杂的机械结构则能够减少运动损耗,主要的损耗是转子轴承的钢珠。这种发动机可以将电能以超90%的比例转化为有效功,生产的技术难度与成本也都比较低,那么还有任何理由去研发极限太低且高成本的内燃机吗?毫无疑问内燃机会被淘汰,大部分车企都不在内燃机领域投入过多的研发,未来一定是电机驱动。说明总结:电机没有在早期普及,其原因并不是因为爱迪生的镍铁电池没有技术上升空间,而是因为电动汽车技术飞速增长的阶段也是石油开采技术的升级阶段。在这一过程中出现了不对等的行业竞争,很多研发方案与量产车规划被以非常暴力的方式破坏,技术研发出现了中断;其次则是同期连续爆发了两次世界大战,电动汽车的技术研发又被搁置了。这是燃油车普及与电动汽车没落的原因,但随着石油储备的接近枯竭,如果不想被卷入“三战”的话则系需要寻找替代能源,在诸多能源中只有电可以无限获取,所以电动汽车将会快速的取代燃油动力汽车,至此内燃机再不需要技术升级了。编辑:天和Auto-汽车科学岛责编:天和MCN欢迎转发留言讨论
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