Wenn die Benzinverbrennung nur eine Heizmethode ist, mit der sich die Luft ausdehnt und Druck erzeugt, warum können wir dann während der Verbrennungsphase keinen anderen Weg finden, um die Luft im Motor zu erwärmen? Haben die Leute es versucht?
engine-theory
DeusIIXII
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Antworten:
Wie JUHIST sagte, wurde in der Geschichte des motorisierten Verkehrs nahezu jeder Kraftstoff aus der Ferne ausprobiert. Benzin und Diesel wurden populär, weil:
Seit der ersten Ölkrise in den frühen 1970er-Jahren wird nach einer Alternative zu Benzin und Diesel gesucht. Es wurden viele mögliche Lösungen ausprobiert, aber alle haben mindestens eines der oben genannten Kriterien nicht erfüllt. Die Revolution der Elektroautos in den letzten Jahren ist das erste Mal, dass eine Alternative gefunden wurde, die 1-3 erfüllt und den Kriterien 4 und 5 nahe genug kommt.
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Ja, die Leute haben es versucht. Beispielsweise können Sie neben Benzin auch Diesel verwenden. Sie können Alkohole (Ethanol, Methanol) verwenden. Der Kraftstoff muss nicht einmal flüssig sein: Sie können Erdgas verwenden. Alle diese Kraftstoffe wurden in Autos verwendet. Der wahrscheinlich exotischste Brennstoff ist Holzgas , das eine separate Einheit benötigt, um Holz in Synthesegas umzuwandeln.
Der Kraftstoff muss nicht einmal wie bei Verbrennungsmotoren in den Motor eingespritzt werden. In diesem Fall spricht man von einem Verbrennungsmotor . Der wahrscheinlich bemerkenswerteste externe Verbrennungsmotor ist der Stirlingmotor . Externe Verbrennungsmotoren haben jedoch ein geringes Leistungsgewicht, so dass es unwahrscheinlich ist, dass externe Verbrennungsmotoren in Personenkraftwagen eingesetzt werden.
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"Wenn Gas nur eine Heizmethode ist, mit der sich die Luft ausdehnt und Druck erzeugt", ist dies nicht der Fall.
Die Verbrennungsprodukte erhöhen auch den Druck im eingeschlossenen Volumen, siehe das Ideale Gasgesetz :
pV = nRT
Sowohl n als auch T werden durch die Verbrennung erhöht; V bleibt im Moment der Verbrennung gleich, daher muss p zunehmen.
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Es ist ein Gleichgewicht. Sie versuchen, die Brennkammertemperaturen höher zu halten und den Wirkungsgrad des Gases zu erhöhen. In einem typischen Motor gehen rund 40% dieses Potenzials allein durch Kühlung verloren. Sie verlieren über 30% direkt aus dem Abgas, weshalb Sie Turbolader sehen, die zur Steigerung der Effizienz eingesetzt werden. Die anderen 10% sind Reibungsverluste, so dass Sie die magischen 20% (geben oder nehmen Sie ein paar Prozent) Effizienz haben, die wir derzeit haben.
Wenn Sie zu hoch gehen, haben die Kolbenringe Probleme, die Zylinderwände zu schmieren, und Sie haben erhöhten Verschleiß.
Nun muss die Kraftstoffart daraus noch die Zylinderwände schmieren. Es gab Ringkonstruktionen, um die Effizienz des Gases zu erhöhen, aber keine lieferte zuverlässige Ergebnisse.
Es ist wieder eine Balance. Es hat Versuche an exotischen Ringen und Zylindern gegeben, den thermischen Wirkungsgrad vieler Arten von flüchtigen Brennstoffen zu erhöhen. Das Endergebnis ist jedoch, dass die Brennkammer ein Temperaturniveau erreicht, mit dem wir derzeit arbeiten.
Ein "heißer" Motor sorgt für einen erhöhten thermischen Wirkungsgrad. Die Rückgewinnung des Abgases durch Turbolader erhöht den Wirkungsgrad. Beide haben bereits ein paar Zecken über 20% bekommen.
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Der nächste Schritt besteht darin, die Reibungsverluste weiter zu beseitigen. Dies wird derzeit (auf F1- / Rennstrecken) durchgeführt und sollte in einigen Jahren in High-End-Fahrzeugen verfügbar sein, die später durch die Verwendung von computergesteuerten Ventilen mit freiem Ventil und Magnetventilantrieb zu Standardautos werden. . . Sie ermöglichen eine verbesserte Steuerung des Auslasszeitpunkts und eine Optimierung der Effizienz von Turboladern. Die elektronischen Ventile ermöglichen auch eine kontrollierte Luft-Kraftstoff-Aufnahme. Die Zeiten ölbetätigter Ventile mit unterschiedlichen Drehzahlbereichen werden durch Millisekundengenauigkeit ersetzt, da Motor und Getriebe dies für den jeweiligen Zustand erfordern.
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