Двигатели внутреннего сгорания

Все двигатели внутреннего сгорания испытывают значительную «потерю энергии» из-за неэффективного преобразования химической энергии в тепло, а затем кинетическую энергию. Даже современный двигатель F1 является относительно расточительным, когда речь идет о преобразовании мощности, получаемой из смеси топлива-воздуха, в мощность на задних колесах. Это соотношение возможно измерить с точки зрения «тепловой эффективности» и, как правило, оно составляют 30%: то есть, если типичный двигатель F1 производит немного менее 650 кВт, а еще около 1500 кВт, не работает для движения машины.

Небольшой процент превращается в характерный звук автомобиля F1. Подавляющее большинство должно рассеиваться в виде тепла из ряда областей: например, нефть рассеивается в пределах 120 кВт, а водяная система – около 160 кВт. Неэффективность коробки передач будет забирать около 15 кВт, а гидравлика — еще 3 кВт. В высокопроизводительных двигателях системы охлаждения обычно находятся под давлением до 3,75 бар и имеют температуру кипения 120 ° C. В современном легковом автомобиле давление в системе хладагента составляет порядка 0,9-1,1 бар, повышая температуру кипения примерно на 22 ° С, что приводит к рабочей температуре охлаждающей жидкости двигателя около 100 ° С.

Так же, типичный водяной насос может перемещать максимум около 28 000 литров хладагента в час или рециркулировать хладагент в двигателе более 20 раз в минуту, образуя при этом до 2 кВт паразитных потерь.

Эти цифры хорошо известны и уже более 100 лет считаются за правило автомобильными инженерами, но сокращаются, чтобы удовлетворить все более жесткие требования к выбросам, а распространение гибридных электромобилей тем более меняет правила.

Движение электричества экономит электроэнергию, но остерегайтесь давления.

Производители глубоко изучают все паразитные потери в стремлении повысить эффективность нынешних и будущих силовых агрегатов. Это приводит к необходимости пересмотреть систему охлаждения и, в частности, механический водяной насос.

При том, что определённые присоединения водяного насоса к двигателю обеспечивают значительную экономию, это требует переустройства всей работы системы охлаждения; включая рабочее давление при различных температурах и оборотах двигателя.

При установке электродвигателя скорость больше не пропорциональна частоте вращения двигателя, поэтому важно, чтобы во время набора оборотов постоянно контролировалось давление в системе охлаждения. Это гарантирует, что такие детали, как радиатор и водяные шланги, останутся в безопасных рабочих зонах.

Есть несколько специализированных производителей датчиков давления, которые отвечают всем этим требованиям, одним из которых является Keller. Во время разработки принципиально новой технологии, давление в системе требует высокочувствительных датчиков давления с несомненным качеством и точностью, например, M5 HB или 21 PY «Pisello».

Хотя эти датчики должны точно записывать данные, они также должны быть надежными: условия эксплуатации требуют безупречной работы в широком температурном диапазоне, устойчивости к   вибрации и воздействию химических веществ.

Несмотря на то, что в настоящее время новые технологии применяются, в основном, в высококачественных моделях BMW и Mercedes Benz, очевидно, что их применение будет расширяться по мере выхода на рынок новых моделей. И всегда будут предъявляться одинаково жесткие требования к системе охлаждения, чтобы обеспечить долговечность и защиту очень дорогостоящих двигателей.