Tại sao động cơ lại lãng phí nhiều năng lượng từ xăng?

Phần lớn năng lượng từ xăng bị lãng phí trong động cơ do tính kém hiệu quả và những hạn chế trong quá trình đốt cháy và thiết kế động cơ. Dưới đây là một số lý do chính khiến năng lượng bị lãng phí:

1. Đốt cháy không hoàn toàn :Trong quá trình cháy, không phải toàn bộ lượng xăng đều bị đốt cháy hoàn toàn. Một số hạt nhiên liệu có thể thoát khỏi quá trình cháy hoặc chỉ phản ứng một phần, dẫn đến hydrocarbon không cháy hết. Quá trình đốt cháy không hoàn toàn này dẫn đến mất năng lượng có thể được sử dụng để phát điện.

2. Tổn thất nhiệt :Một lượng năng lượng đáng kể bị thất thoát dưới dạng nhiệt trong quá trình hoạt động của động cơ. Quá trình đốt cháy tạo ra nhiệt độ cao, nhưng không phải toàn bộ lượng nhiệt này đều được chuyển hóa thành năng lượng cơ học một cách hiệu quả. Nhiệt bị mất qua hệ thống ống xả, thành xi lanh và bộ tản nhiệt của động cơ. Sự mất nhiệt này làm giảm hiệu suất tổng thể của động cơ.

3. Ma sát :Các bộ phận chuyển động bên trong động cơ như piston, vòng piston và vòng bi tạo ra ma sát. Để khắc phục ma sát này cần có năng lượng, năng lượng cuối cùng sẽ bị lãng phí dưới dạng nhiệt. Ma sát cũng góp phần làm hao mòn các bộ phận của động cơ.

4. Sự thiếu hiệu quả về mặt cơ học :Có nhiều sự thiếu hiệu quả cơ học khác nhau trong động cơ, chẳng hạn như lực cản từ hệ thống truyền động (hộp số, trục truyền động và bánh xe) cũng như sự kém hiệu quả trong bộ truyền động van và hệ thống phun nhiên liệu. Những sự kém hiệu quả này dẫn đến tổn thất năng lượng và làm giảm hiệu suất tổng thể của việc chuyển đổi năng lượng xăng thành công cơ khí.

5. Tổn thất ga :Trong động cơ đốt trong, van tiết lưu được dùng để điều khiển luồng không khí vào động cơ. Khi bướm ga không mở hoàn toàn sẽ tạo ra lực cản làm giảm hiệu suất thể tích của động cơ. Hiệu ứng tiết lưu này dẫn đến tổn thất năng lượng và giảm hiệu suất động cơ.

6. Tải ký sinh :Các hệ thống và bộ phận phụ trợ khác nhau trên xe, chẳng hạn như máy phát điện, máy bơm nước, bơm trợ lực lái và máy nén điều hòa không khí, lấy năng lượng từ động cơ để vận hành. Những tải trọng ký sinh này tiêu thụ năng lượng không liên quan trực tiếp đến lực đẩy, dẫn đến giảm hiệu quả.

Do những yếu tố này, chỉ một phần năng lượng trong xăng thực sự được chuyển thành công hoặc chuyển động có ích. Phần còn lại bị thất thoát dưới dạng nhiệt thải, ma sát và các hoạt động kém hiệu quả khác, làm hạn chế hiệu suất tổng thể của động cơ xăng. Những tiến bộ trong công nghệ và thiết kế động cơ, chẳng hạn như hệ thống phun nhiên liệu cải tiến, bộ tăng áp và hệ truyền động hybrid, đã được phát triển để giảm thiểu những tổn thất này và cải thiện hiệu suất sử dụng nhiên liệu.