当然,燃油车用户还在分析如何提高热效率,如何提高低扭爆发力,提高功率和控制油耗,不知不觉中,一系列知名汽车品牌相继停止了内燃机的研发;究竟内燃机的缺点是什么,为什么经过一个世纪的经验还是被电机无情的淘汰?我们来简单分析一下。
热效率
使用寿命
噪声
振动
磨损
热效率 "的概念是指某一热能转换装置(如汽车的内燃机)的有效输出能量与输入能量的比率,是一个以百分比表示的无量纲指标。 热效率范围。
然而,纯燃料动力汽车的平均热效率要低得多,因为最佳的热效率需要在理想的温度环境和速度范围内实现,而依靠内燃机驱动的车辆在行驶过程中会出现高频率的大速度波动,平均效率会低至30%左右。
这些都是造成热量损失的因素,是无法避免的,也就是说,内燃机消耗的大部分燃料都被浪费了,是 "无效功",这就是燃油车油耗高的原因。一升汽油的能量相当于3kwh的电量,一些紧凑型甚至中型车以80km/h的速度巡航,耗电仅≤10kwh/100km,而同样标准的燃油车为6-10L/100km,相当于18~30kwh/100km的耗电量。只是,为什么电动车的电耗会低很多呢?
原因是电机效率很高,稍差的异步交流电机平均可以达到80%左右,极限更高,高标准的永磁同步电机平均可以达到90%左右,极限目前是97.5%;转换过程中机械能损失很小,所以能耗可以比燃油车低3倍左右。而且电的价格本来就比较低,使用汽车的成本可以相差5到10倍。
电动机不需要内燃机的高频率保养
燃油车每5000-10000公里更换一次机油和滤芯,这是乘用车的标准;卡车机油用量很大,柴油机可以更换到10万公里,但只有三四个月的时间就要更换一次,毕竟行驶里程很夸张。其次,还需要定期更换机油系统中的燃油滤清器、进气系统中的空气滤清器、温控系统中的防冻冷却液、传动系统中的变速器油或差速器油等,保养费用还是比较高的。
但电机不需要这些维护,因为它不需要油进行润滑,大多数电动车或混合动力车都没有变速器;不需要润滑是因为没有磨损,使用寿命也比不上内燃机,看看内燃机的结构和电机部分吧。
内燃机依靠燃烧产生的热量驱动,过程中必然产生高温和振动;电机依靠电流形成的磁场和永磁体或线圈相互排斥驱动转子,核心结构只是一个简单的转子,非要说有什么磨损也就是轴承了,但高标准的轴承还是不需要担心磨损。所以结构简单的电机使用寿命长,不需要 "弯曲 "的结构也决定了效率会很高;同时没有燃烧就没有振动问题,NVH水平也有绝对优势。
电机的声音是 "绵绵的",感觉就像在远处听到的喷气声一样,细腻而舒适;而内燃机的声音是高频 "燃烧 "产生的噪音,声音 "线条粗 "会感觉比较吵。
有些老司机认为电瓶车性能不好,没有燃油车直接和暴力,因为其使用的爱玛、雅迪、绿源等品牌的电瓶车就是这样;但是,这些都是用低标准的电机和功率很低的电瓶车,与高标准的电动车根本无法相比。比如,电瓶车的电压只有48-72伏,而电动车往往是五六百伏;电瓶车的电机只有几百瓦,高标准的只有1.0-1.5千瓦,而汽车上用的电机动辄达到150-300千瓦。
所以不能从电瓶车的角度来分析,但电瓶车其实并不弱。比如在摩擦力小的路面上起步,电门给的大了,后轮就会打滑,但燃油动力的摩托车很难有这么强的低扭爆发力。其原因是......
燃油摩托车使用的是自然吸气发动机,最大扭矩要到6000或7000转/分才会爆发;同类型发动机的汽车在4000转/分左右就会爆发,即使采用涡轮增压技术,最大扭矩也要到1500转/分左右才会爆发。
但电机可以瞬间启动爆发最大扭矩,内燃机的最大扭矩需要标准进气和燃油喷射,标准进气需要高转速才能实现;电机的最大扭矩需要最大电流放电,动力电池组可以随时最强放电,所以电驱动汽车的低扭爆发力是柴油机无法比拟的。同时,电机也可以高速运转,因为没有磨损问题,转速可以达到1.5-2.0W转/分,功率可以轻松超过汽油机。
最后一个亮点,电机可以高速运行,功耗低,所以可以直接通过调速的方式进行升降,也就是直接驱动;不需要变速箱在中间进行扭矩转换,这样可以降低车辆的制造成本,还可以跳过 "换挡操作",实现真正的平稳加减速,行驶质量也会更高。
所以说,内燃机确实没有前景,最终会被电机淘汰;在油电过渡时期,内燃机只适合作为辅助动力装置,或者干脆作为发电机使用,这也是各大汽车公司陆续停止内燃机研发的原因,这种发动机技术已经遇到了无法突破的瓶颈。
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