由于化学能转化为热和随后的动能效率较低,所有内燃机经历显着的能量“损失”。 即使是现代F1发动机在将自燃料/空气混合物的功率转换为在后轮处的功率时也是存在浪费现象的。 这是根据“热效率”测量的,通常在30%的范围内:也就是说,如果典型的F1 发动机在动力条件下产生略微低于650KW的功率,要推动汽车前行将浪费另外1500KW的功率。
那么它去了哪里呢?其中一小部分变成F1赛车的独特声音。 然而,绝大多数是多个区域的热量消散:例如,油驱散约120KW,水系统驱动160KW。 齿轮箱的低效率意味着它必须消耗大约15KW,而液压代表另外3KW。
在这些高性能发动机中,冷却剂系统通常被加压至3.75巴并具有120℃左右的沸点。
在现代客车中,冷却剂系统压力的特征在于0.9至1.1巴的数量级,将沸点提高约22℃,导致发动机冷却剂工作温度为约100℃。
同时,典型的水泵每小时可以移动最多约28,000升的冷却剂,或者使发动机中的冷却剂每分钟再循环20次,同时以寄生损失抽取高达2KW。
这些数字是众所周知的,并且已经被汽车工程师用作100多年的经验:但是为了满足日益严格的排放要求而缩小尺寸,混合动力电动车辆的扩散正在改变规则。
使用电力节省动力,但要小心压力
制造商正在深入研究所有寄生损耗,以提高当前和未来动力系的效率。 这包括对冷却剂系统,特别是机械水泵的观察。
虽然水泵与发动机的分离实现了显着的节省,但是它基本上需要重新确定整个冷却系统的性能; 包括在变化的温度下的操作压力和发动机速度。
逐渐地,电动机的输送不再与发动机速度成正比,而是取决于发动机的要求,重要的是,在开发期间,始终监控冷却系统压力。 这确保了诸如散热器和水软管的部件保持在安全操作区域中。
在开发尤其是新技术的过程中,映射系统的压力需要极佳质量和精度的压力传感器。有一些专业的压力变送器制造商满足所有这些要求。
虽然这些传感器必须准确地记录数据,但它们的功能和质量也需要很强大:操作环境要求它们在大跨度温度范围内无故障运行,并且能经受振动和暴露于化学介质。
虽然该技术目前主要适用于高端车型如宝马和梅赛德斯奔驰,未来这项技术将推广到其他车型,因为新车型要源源不断地上市。 所有这些都将经历相同的严格的冷却系统资格认证,以确保其耐用性同时保护非常昂贵的发动机。