Avtoargon.ru

АвтоАргон
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Новые технологии двигателей

Новые технологии двигателей

Новые технологии направлены на то, чтобы сделать двигатели внутреннего сгорания более эффективными. В предыдущие годы они стали повсеместными, а в будущем станут «умными». К сожалению, пока они не обладают высоким КПД и неэкономичны. Но пользуясь последними достижениями в области материалов и электроники, вполне возможно исправить эти недостатки.

Мазда Skyactiv-G

Автомобильный концерн Мазда часто предлагает интересные инновационные решения. Один из вопросов, которыми он решил заняться ─ экономия топлива. Компания разработала новые двигатели Skyactiv-G. Уже планируются к выпуску малолитражные автомобили Mazda 2, оснащенные ими. Они обладают высочайшей степенью сжатия, за счет чего и повышается топливная экономичность. По версии разработчиков, средний расход бензина будет составлять примерно 3 литра на сотню километров.

Электронный клапан

Данный двухтактный двигатель разработан корпорацией Grail Engine Technologies. Он выполнен из простых деталей, изготовленных методом отливки.

  • изготовлен в соответствии с экологическими стандартами;
  • потребляя от трех до четырех литров на «сотню» выдает 200 л.с.;
  • возможна установка на гибридные автомобили.

Лазеры

Новые технологии в двигателях внутреннего сгорания стали возможны с появлением лазеров. Стандартные свечи имеют серьезную проблему. Она заключается в необходимости сильной искры, но в таком случае идет быстрый износ электродов. Решить этот вопрос можно, если применять лазеры для воспламенения топлива. Они имеют преимущество, так как позволяют задавать важные параметры: угол зажигания и мощность.

Учеными разработаны керамические лазеры d 9 мм. Они подойдут для подавляющего большинства моторов.

Pinnacle

Одной из перспективных разработок являются двигатели Pinnacle.В них поршни располагаются противоположно относительно друг друга, находясь в одном цилиндре. Между ними и воспламеняется топливо. Подобное их расположение значительно экономит энергию и увеличивает эффективность двигателя. При этом стоимость силового агрегата достаточно низкая.

Эти двигатели принципиально отличаются от распространенных оппозитных моделей, использующихся повсеместно.

Это двухтактный двигатель с изменяемой геометрией и площадью поршня. Он легок и компактен, а его КПД составляет 45%.

Изобретатель Iris Тимбер Дик придумал концепцию с шестью поршнями, полезная площадь которых в три раза больше, чем в стандартной паре. Каждый поршень представляет собой стальной, изогнутый лепесток.

  • поступление воздуха через камеру сгорания;
  • смыкание лепестков к середине камеры и сжимание воздуха;
  • раздвижение поршней и поворот валов;
  • впрыскивание топлива и зажигание;
  • открытие выпускных клапанов.

Разделение радиатором

Особенность инновации в том, что используется разделение мотора радиатором на две части. Впуск и сжатие топлива осуществляется в холодных цилиндрах, а сгорание и выхлоп газов – в горячих. При таком функционировании агрегата получается экономия около 40%. Ученые все еще дорабатывают и совершенствуют данную систему, чтобы добиться еще большей экономии (до 50%).

Scuderi

Это двигатель разделенного цикла Air-Hybrid разработан американской компанией Scuderi Group. Он более экономичен, если сравнивать с обычными аналогами. Сотрудники компании рассчитывают, что их изобретение станет настоящим прорывом. Они уже получили на него патент. Для наиболее рационального использования энергии он разделяет 4 стандартных поршневых цилиндра на рабочие и вспомогательные. Это делается для того, чтобы разумно использовать энергию, которую они будут вырабатывать. Механизм функционирования основан на соединении двух цилиндров при помощи специального канала. Далее происходит впрыскивание сжатого воздуха во второй цилиндр с последующим воспламенением топливовоздушной смеси и выхлопом.

Экомотор

Компания Eco Motors International переработала конструкцию двигателя внутреннего сгорания, применив творческий подход. Он получился двухтактный, с элегантной и простой конструкцией. Пара модулей (по четыре поршня в каждом) соединены муфтой и имеют электронное управление.

Турбокомпресс утилизирует энергию выхлопных газов и участвует в выработке электроэнергии.

  • легкость;
  • низкий расход топлива;
  • небольшие производственные затраты;
  • масштабируемость (при добавлении нескольких модулей двигатель малолитражного автомобиля превращается в мотор для грузовика).

Работа двигателя возможна на бензине, дизеле, этаноле.

Роторные двигатели

Американские ученые разрабатывают еще одну интересную инновацию автомобильного мотора. Его ресурс будет более высокий, чем у обычных моделей. Механизм действия:

  1. Получение энергии под воздействием взрывных волн.
  2. Вращение ротора, прохождение топлива по каналам.
  3. Образование ударной волны.
  4. Воспламенение и выхлоп отработанных газов.

Ученые в 2018 году продолжают искать новые технологии для производства экономичных и экологичных моделей двигателей внутреннего сгорания. Многие проекты еще находятся на стадии разработок и ждут финансирования.

Устройство современного двигателя внутреннего сгорания

Все силовые установки состоят из механизмов, узлов и систем, которые взаимодействуя между собой, обеспечивают преобразование энергии, выделяемой при сгорании легковоспламеняемых продуктов во вращательное движение коленчатого вала. Именно это движение и является его полезной работой.

Чтобы было понятнее, следует разобраться с принципом работы силовой установки внутреннего сгорания.

Из истории

Первый ДВС являлся силовым агрегатом Де Риваза, по имени его создателя Франсуа де Риваза, родом из Франции, который сконструировал его в 1807 году.
В этом двигателе уже было искровое зажигание, он был шатунный, с поршневой системой, то есть, это своего рода прообраз современных моторов.

Спустя 57 лет соотечественник де Риваза Этьен Ленуар изобрел уже двухтактный агрегат. Этот агрегат имел горизонтальное расположение своего единственного цилиндра, наличествовал искровым зажиганием и работал на смеси светильного газа с воздухом. Работы двигателя внутреннего сгорания в то время хватало уже на малогабаритные лодки.

Еще через 3 года конкурентом стал немец Николаус Отто, детищем которого стал уже четырехтактный атмосферный мотор с вертикальным цилиндром. КПД в данном случае увеличился на 11%, в отличие от кпд двигателя внутреннего сгорания Риваза, он стал 15-процентным.

Чуть позже, в 80-х годах этого же столетия, российский конструктор Огнеслав Костович впервые запустил агрегат карбюраторного типа, а инженеры из Германии Даймлер и Майбах усовершенствовали его в облегченный вид, который стал устанавливаться на мото- и автотехнике.

В 1897 году Рудольф Дизель выводит в свет ДВС по типу воспламенения от сжатия, используя нефть в качестве топлива. Этот вид двигателя стал родоначальником дизельных моторов, использующихся по настоящее время.

Что такое ДВС и для чего он нужен?

Чтобы транспорт ехал, что-то должно приводить его в движение. В разные времена это были запряженные животные, затем на смену пришли паровые и электродвигатели (да, прародители современных автомобилей появились даже раньше, чем традиционные ДВС), затем моторы, работающие на горючем топливе.

Современный двигатель внутреннего сгорания – это механизм, преобразующий энергию вспышки топлива (тепла) в механическую работу. Несмотря на достаточно громоздкую конструкцию, на сегодняшний день ДВС остается самым удобным источником энергии.

Электротранспорт, конечно, всё больше входит в обиход, но время его «заправки» сводит на нет все преимущества – канистру с электричеством в багажник не положишь.

Свое применение ДВС нашел во многих сферах: по одинаковому принципу работают автомобили, мотоциклы и скутеры, сельскохозяйственная и строительная техника, водный транспорт, двигатели самолетов, военная техника, газонокосилки… То есть, практически всё, что ездит или летает.

Устройство двигателя внутреннего сгорания

Несмотря на разнообразие типов и конструкций ДВС, принцип его устройства остается практически неизменным на любой технике. Конечно, отдельные элементы конструкции могут сильно отличаться на разных двигателях, но основные узлы и компоненты очень похожи между собой.

Итак, двигатель внутреннего сгорания состоит из таких конструктивных узлов.

Читать еще:  Датчик температуры двигателя subaru для чего

    Блок цилиндров (БЦ) – «оболочка» ЦПГ и всего двигателя в целом, в том числе с рубашкой системы охлаждения.


Блок цилиндров

Кривошипно-шатунный механизм, он же КШМ – узел, в котором происходит преобразование прямолинейного движения поршня во вращательное. Состоит из коленвала, поршней, шатунов, маховика, а также подшипников скольжения (вкладышей), на которые опирается коленвал и крепления шатунов.


Кривошипно-шатунный механизм: 1 — цилиндр; 2 — маховик; 3 — шатунный подшипник; 4 — коленчатый вал; 5 — колено; 6 — коренной подшипник; 7 — шатун.

Газораспределительный механизм (ГРМ) – это система подачи в цилиндры топливно-воздушной смеси и отвода выхлопных газов. Состоит из распредвалов, клапанов с коромыслами или штангами, ремня ГРМ, благодаря которому вся система работает синхронно с оборотами коленвала.


Газораспределительный механизм

Система питания – это узел, в котором происходит подготовка топливно-воздушной смеси, которая затем подается в камеры сгорания. В зависимости от конструкции система подачи топлива может быть карбюраторной (одна форсунка на двигатель), инжекторной (форсунки установлены перед впускным клапаном каждого цилиндра), с непосредственным впрыском (форсунка установлена внутри камеры сгорания). Включает в себя топливный бак с фильтром и насосом, карбюратор (опционально), впускной коллектор, форсунки, ТНВД (в дизельных двигателях), воздухозаборника с воздушным фильтром.


Система питания


Система охлаждения

  • Электросистема – это источники энергии, необходимой для старта двигателя и поддержания его работы. К электросистеме относится аккумуляторная батарея, генератор, стартер, проводка и датчики работы двигателя.
  • Выхлопная система – отводит продукты сгорания из двигателя, выполняет функцию доочистки выхлопных газов, регулирует звук работы мотора. Состоит из выпускного коллектора, катализатора и сажевого фильтра (опционально), резонатора, глушителя.

  • Выхлопная система
    Каждая их этих частей постепенно развивается и совершенствуется в зависимости от запросов времени. Стремление к росту мощности сменилось поиском самых надежных и долговечных решений, затем на первое место вышла экономия топлива, а сегодня – забота о природе.

    Строение стандартного двигателя

    Разбираясь в принципах работы ДВС и других вопросах, стоит учесть, что выпускающиеся на заводах агрегаты имеют несколько:

    • типов;
    • конструкций.

    Это приводит к тому, что элементы двигателя автомобиля могут довольно сильно различаться между собой. Но при этом основные детали, блоки и узлы остаются идентичными. Поэтому конструктивные особенности не влияют на то, как работает двигатель внутреннего сгорания.

    Итак, какова же схема двигателя? Требуется сказать, что корпус объединяет массу элементов в единый и слажено функционирующий «организм». Двигатели внутреннего сгорания состоят из перечисленных ниже узлов:

    • цилиндры;
    • КШМ (криво-шатунный механизм);
    • ГРМ.

    Отдельно в устройстве стандартного ДВС выделяют сложные системы, отвечающие за слаженное и бесперебойное функционирование агрегата:

    • питания – подготавливает смесь к подаче в цилиндры;
    • смазки – подает смазочные материалы на необходимые узлы и элементы;
    • зажигания – устанавливается только на бензиновых моделях и необходима для воспламенения смеси;
    • охлаждения – поддерживает оптимальную температуру;
    • электросистема – источник энергии агрегата;
    • выхлопа – отводит продукты горения.

    Каждый блок выполняет в строении движка свои задачи. Так как принцип работы ДВС основывается на воспламенении смеси, то цилиндры называют основным элементом всей системы, куда и поступает бензиново-воздушный состав.

    В схеме двигателя КШМ выполняет роль основного трансформатора тепловой энергии в движущуюся силу, распределяющую ее на коленчатый вал.

    Газораспределительный механизм (ГРМ) контролирует распахивание и закрытие следующих клапанов:

    • запуска горючего, смешанного с воздухом;
    • выхода отработанных газов.

    Благодаря ему, гарантируется синхронность системы.

    Исходя из того, как работает двигатель внутреннего сгорания, конструкторы совершенствуют модели, применяя различную комплектность цилиндров. В первых механизмах он был один. Позже начались эксперименты по усилению мощности:

    • увеличение диаметра цилиндра;
    • увеличение количества цилиндров.

    Новые модернизированные двигатели внутреннего сгорания могут иметь до 12 цилиндров с разным расположением. Наиболее популярны расстановки:

    • в ряд – наиболее простой и понятный агрегат;
    • V-образный – более популярный.

    В автомобилях чаще всего используют V-образные модели. Они выделяются:

    • компактностью;
    • производительностью;
    • надежностью.

    Расположение под углом конструкторы используют при установке 6 цилиндров и более.

    Также встречается и следующая компоновка цилиндров:

    • VR-образная – ставятся в два ряда с небольшим наклоном;
    • W-образная – крепятся на один коленвал в 3-4 ряда под углом;
    • U-образная – параллельная установка на два коленвала;
    • оппозитная – цилиндры располагаются в одной горизонтали под углом 180 градусов друг к другу;
    • встречная – поршни движутся на встречу друг другу;
    • радиальная – размещение по кругу.

    Последний способ применяется в авиастроении. Остальные используют автомобильные концерны.

    Принцип работы двигателя

    Во всех ДВС, какой бы конструкции они ни были, используется один и тот же принцип работы. Это преобразование энергии теплового расширения при сгорании топлива сначала в прямолинейное, а затем во вращательное движение.


    Такты четырехтактного двигателя

    Четырехтактные двигатели используются во всех автомобилях, крупной технике, авиации. Это так называемый классический вид ДВС, которому конструкторы уделяют всё свое внимание. Условно работу каждого цилиндра в ЦПГ можно разделить на 4 этапа (такта). Это впуск, сжатие, сгорание, выпуск. На видео, ниже, наглядно показано работу 4-тактного двигателя в 3Д анимации.

    1. На такте впуска поршень в цилиндре движется вниз, от клапанов к нижней мертвой точке (НМТ). Когда он начинает опускаться, открывается впускной клапан и в цилиндр поступает топливно-воздушная смесь (или только воздух, если двигатель с непосредственным впрыском). При движении поршень сам «накачивает» нужный объем воздуха в камеру сгорания, если двигатель атмосферный, или воздух поступает под напором, если установлен турбонаддув.
    2. Дойдя до нижней мертвой точки поршень начинает подниматься. При этом впускной клапан закрывается, и при движении поршень сжимает воздух с распыленным в нём топливом до критического давления.
    3. Как только поршень условно доходит до верхней мертвой точки и компрессия становится максимальной, срабатывает свеча зажигания и топливо вспыхивает (дизтопливо зажигается при сжатии само, без искры). Микровзрыв от вспышки толкает поршень снова вниз, к НМТ.
    4. И на четвертом такте открывается выпускной клапан. Поршень снова движется вверх, выдавливая из камеры сгорания выхлопные газы в выпускной коллектор.


    Работа четырехтактного двигателя

    По сути, полезной работы в двигателе только один такт из четырех, когда при сгорании топлива создается избыточное давление, толкающее поршень. Остальные три такта нужны как вспомогательные, которые не дают импульса к движению, но на них расходуется энергия.

    При таких условиях двигатель мог бы остановиться, когда кривошипно-шатунный механизм (КШМ) приходит к энергетическому равновесию. Но чтобы этого не произошло, используется большой маховик, соединенный с системой сцепления, и противовесы на коленвале, уравновешивающие нагрузки от работы поршней.


    Такты двухтактного двигателя

    Двухтактные двигатели используются не слишком широко. В основном это моторы скутеров и мопедов, легких моторных лодок, газонокосилок. Весь рабочий процесс такого двигателя можно разделить на два основных этапа:

    1. В начале движения поршня снизу вверх (от нижней мертвой точки к верхней) в камеру сгорания поступает топливно-воздушная смесь. Поднимаясь, поршень сжимает ее до критической компрессии, и когда он находится в верхней мертвой точке, происходит поджиг.
    2. Сгорая, топливо толкает поршень вниз, при этом одновременно открывается доступ к выпускному коллектору и продукты сгорания выходят из цилиндра. Как только поршень достигает нижней мертвой точки (НМТ), повторяется первый такт – впуск и сжатие одновременно.
    Читать еще:  Что означает прошивка двигателя автомобиля


    Работа двухтактного двигателя

    Казалось бы, двухтактный двигатель должен быть вдвое эффективней четырехтактного, ведь здесь на полезное действие приходится половина работы. Но в реальности мощность двухтактного двигателя намного ниже, чем хотелось бы, и причина этого кроется в несовершенном механизме газораспределения.

    При сгорании топлива часть энергии уходит в выпускной коллектор, не выполняя никакой работы кроме нагрева. В итоге, двухтактные двигатели применяются только в маломощном транспорте и требуют особых моторных масел.

    Беспоршневой ДВС

    БЕЗ ПОРШНЕЙ, ШАТУНОВ, КРИВОШИПОВ…
    Универсальная кинематическая схема беспоршневого двигателя позволит сэкономить место под капотом автомобиля, при этом мощность станет больше, выхлоп чище, производство проще и дешевле.
    На сегодняшний день известны два вида беспоршневых двигателей, используемых в технике, — турбина и роторный двигатель. Турбина, обладая большей мощностью, проигрывает поршневым двигателям в крутящем моменте и расходе топлива. Двигатель Ванкеля компактнее и мощнее поршневых при почти таком же расходе топлива. Однако он имеет ряд недостатков, таких как трудности в уплотнении, сложная траектория вращения ротора, вследствие чего — небольшой ресурс работы.
    Изрядно помучавшись, изобретатели отступились, и на протяжении прошлого века наблюдался застой в разработке беспоршневых двигателей. Тем временем из поршневых ДВС выжато практически все возможное. Достигнут предел, за которым неотвратимо должен последовать прорыв в принципиально новом направлении. Естественно, что в последнее время заметно оживился интерес конструкторов к давно забытому старому.
    Главный тормоз в развитии поршневых двигателей — малоэффективное возвратно-поступательное движение поршня. Поэтому усилия людей творческих направлены на создание двигателя, близкого по силовым параметрам к турбине, но с расходом топлива, аналогичным поршневому. Станислав Са-гаков считает, что с точки зрения физики проблем нет, дело лишь за конкретной компоновкой агрегата.
    Интересно, что военно-воздушные силы США выделили огромные деньги на создание двигателя такого типа для беспилотных летательных аппаратов. Понятно, что в случае успеха он будет применяться во многих отраслях техники, в частности в автопроме. Безошибочно чувствуя огромные прибыли, Билл Гейтс, сняв сливки на рынке персональных компьютеров, переориентировался и вложил большие деньги в разработку именно беспоршневого ДВС, не ожидая в обозримом будущем существенных успехов в телепортации.
    Идея диско-лопастного двигателя Станислава Сагакова (пат. 2293857) представляется достаточно простой и технически реализуемой. Между двумя одинаковыми дисками 1 (рис. 1) с параллельными осями вращения на полуосях 2 установлены лопасти 3. Расстояние между полуосями лопастей равно расстоянию между осями дисков. При вращении дисков, лопасти перемещаются по круговой траектории, оставаясь параллельными сами себе и друг другу. Они могут быть выполнены как плоскими, так и двояковыпуклыми. Во втором случае пространство, заключенное между любыми двумя соседними лопастями, в любом месте их расположения будет замкнуто (условно герметично). Однако объем, заключенный между этими лопастями, в зависимости от их местоположения будет меняться. Так, в верхнем и нижнем положениях (на полюсах) он уменьшается примерно в 3 раза по отношению к объему между лопастями, которые находятся одна выше, а другая ниже экваториальной линии.
    Заключив диски с лопастями во внешний и внутренний корпуса 4, получим кинематическую схему ДВС. Забор топливновоздушной смеси производится в местах, где объем между лопастями максимален, поджигание смеси происходит на полюсах, а вывод продуктов сгорания — в экваториальных зонах.

    Такой режим работы двигателя аналогичен циклу 2-тактного ДВС. При этом в нижней мертвой точке для улучшения его работы можно осуществлять продувку выхлопного окна воздухом. Предложенный двигатель может действовать аналогично 4-тактному. В этом случае отвод продуктов сгорания производится на одном из полюсов, что снижает вдвое число рабочих ходов ДВС на одном обороте. Кинематическая схема двигателя без топливной и воспламеняющей коммуникаций, показанная на рис. 1, изящно проста. По существу, это компрессор.
    Существует и третий вариант, когда каждая лопасть на полюсах «отталкивается» от затвора (контрпоршня), периодически перекрывающего рабочий тракт двигателя в 2 наиболее узких местах (на полюсах). Затвор может открываться как самой лопастью, т.е. быть подпружиненным, так и с помощью отдельного привода.
    Оценивая эксплуатационные характеристики беспоршневого двигателя, автор изобретения полагает, что поскольку он компрессионный, расход топлива будет аналогичен поршневому, а принимая во внимание большой объем рабочего тракта, мощности двигателей также могут быть сопоставимы. Хотя степень сжатия объема, заключенного между соседними лопастями не превышает трехкратного, на каждом обороте вала двигателя происходит количество «рабочих ходов поршня», равное удвоенному количеству лопастей (для двухтактной схемы).
    В районе полюсов можно установить две стационарные камеры сгорания, дополнительно повышающие мощность. При одинаковых габаритах с поршневым или роторным двигателем предложенный должен быть гораздо Мощнее (минимум в 5 раз, по расчетам автора). Если в поршневом ДВС мощность и равномерность работы двигателя повышают путем увеличения количества цилиндров, то в беспоршневом целесообразно сделать диско-лопастную спарку (рис. 2), разработанную С. Сагаковым (пат. 2338902). Такая компоновка двигателя позволяет располагать лопасти не на полуосях, а асимметрично на прямолинейных участках коленвалов. Диски одного тракта спарки соосны друг с другом. Лопасти одного тракта ДВС выполнены перпендикулярно лопастям другого с целью повышения равномерности его работы. При этом лопасти соблюдают заданную ориентацию в пространстве не за счет параллельного сдвига дисков, как в диско-лопастном двигателе, а за счет параллельного сдвига корпусов спарки, количество которых не ограничивается.
    В заключение необходимо отметить, что технологически двигатель прост в изготовлении, а на базе его кинематической схемы можно разработать еще и компрессор и насос большой производительности. Двигатель обещает быть мощнее, компактнее, экологически чище и дешевле.
    Сагаков уже не раз за последние 3 года обращался в правительство, предлагая свои инновационные проекты, и беспоршневой двигатель в том числе, но оттуда в ответ, как поется в песне, «не слышны… даже шорохи, все здесь замерло до утра». Когда оно только наступит?

    Турбированный ДВС. Основные заблуждения принципов работы.

    Скажу прямо, что и я долгое время был дезинформирован о принципах наддува в двигателях.
    Важно признать свои ошибки и хотя бы попытаться взглянуть на тюнинг мощности под другим углом.

    Заблуждение № 1

    Мощность ДВС можно поднять путём увеличения наддува турбины, либо заменой турбиной большей производительности.

    Так то оно так, но только при условии что повышение штатного наддува является следствием изменения процессов горения смеси.

    В большинстве случаев, с которым в тюнинге я сталкиваюсь всё чаще, бывает наоборот. Повышение наддува ведёт к радикальному изменению процессов горения. и уж совсем при таком подходе не ведёт к повышению мощности.

    Предполагается, что на каждую дополнительную порцию топлива (даже если мы поставим более производительный топливный насос и форсунки ) мы можем наддувом турбины добавить дополнительную порцию воздуха, что бы смесь была 14.7 (забегая вперёд, для турбированных ДВС она должна быть крайне корректно выбрана в пределах 11-12.5)

    Таким образом, заблуждение состоит в том, что если мы в цилиндр задуем больше воздуха и добавим топлива, то смеси станет больше и при её сгорании работы по толканию поршня будет произведено тоже больше.

    Так то оно так, но почему этого не происходит. а теперь разберём, почему.

    Читать еще:  Что такое прокрутка двигателя и для чего она нужна

    Во-первых. ну как в цилиндр того же объёма впихнуть невпихуемое ?

    Даже если и впихнём — получим повышенную температуру выхлопных газов, как следствие, возрастёт температура в Камере Сгорания. А это детонация.

    Напомню, что детонация (самопроизвольное очаговое возгорание смеси )возникает :
    на бензине RON98 — при температуре в цилиндре (до воспламенения свечой) около 270*
    на бензине RON95 — при 250*

    именно поэтому тюнеры и льют 98ой и выше, якобы он лучше горит и работы больше.
    На самом деле октановое число напрямую связано с температурой горения смеси.

    и заливая 98ой на заправке мы не получим больше мощности без дополнительных доработок.
    Мы просто понизим порог детонации до 270 градусов.

    Так что если мы впихнули в Камеру сгорания больше смеси путём дополнительного наддува и залили 98, то в принципе будет небольшой прирост, хотя тоже под вопросом.

    Конечно, можно открутить Угол Опережения Зажигания назад на 30-40 градусов и мы уменьшим порог срабатывания детонации и в принципе по такой лжетеории можем задуть ещё. Но имеем обратный эффект.

    УОЗ откручен назад, смесь воспламеняется раньше, Пока поршень идёт вверх, ему нужно преодолеть давление уже горящей смеси и только потом выполнить основную работу после ВМТ. но смесь уже почти сгорела, её остатки уже не с той силой давят на рабочий ход поршня вниз.

    Результат увеличиваем наддув, повышеная температура в КС, боремся с детонацией, откручиваем УОЗ, теряем мощность.

    Хотя вру . Мощность появляется, но не с колёс, а внутри цилиндра. при таких перегрузках на поршень при детонации и «засыпают движку ковкой». Но полезной работы у поршня нету. а нагрузка на него есть.

    Вообщем сами наддувом создаём проблемы и пытаемся успешно с этим бороться. Мазохизмом попахивает.

    Наверное когда то все слышали что у турбированного ДВС степень сжатия должна быть ниже чем у атмосферного. и это ключевой момент и отличия в принципах работы Turbo и ATM.

    Что бы никто не путал компрессию и степень сжатия СС напомню, что СС это отношение суммарного объёма цилиндра с камерой сгорания к объёму самой камеры сгорания КС.

    Итак, почему же СС на турбо делают меньше, соответственно камеру сгорания больше.
    Логика то подсказывает, что чем меньше будет камера сгорания, тем больше будет давление на поршень в момент горения смеси, тем больше будет работа поршня . А вот работу поршня мы сейчас и разберём
    .
    Даже если мы идеально подберём УОЗ и на момент, когда Поршень придёт в ВМТ, не встретив противодавления горения смеси, а бОльшая часть смеси сгорит именно в ВМТ и соответствено там будет максимальное давление, то РАБОТА будет равна НУЛЮ. Поршень через шатун будет давить на шейку коленвала под углом 180* а коленвал соответственно на опорные подшипники.

    Работа отсутствует, потому что в ВМТ отсутствует рычаг между шатуном и кривошипом коленвала

    И не важно какого размера КС. Работа всё равно будет 0, так всё давление приходится на опорные подшипники и вкладыши коленвала.

    Минимальная работа появляется, как только между кривошипом и шатуном появляется угол или Плечо, пусть даже и минимальный, из курса школьной физики говорят, что появляется Момент силы
    Кстати, это тот самый момент, который меряют вместе с Лошадиными силами.

    думаете, что всё знаете и назачем я всё это рассказываю?
    Наиболее терпеливые дождались. суть самого главного…

    Наибольший момент возникает при угле в 90* между кривошипом и шатуном.

    Но нужно понимать, что по мере хода поршня вниз и приближении шатуна относительно кривошипа к углу в 90*, Давление газов с ростом объёма падает
    И не смотря на то что мы имеем максимальный крутящий момент под углом 90*, давление газов на поршень при этом уже значительно упало.

    Я уже молчу, когда тюнеры откручивают УОЗ назад, предотвращая детонацию и смесь уже полностью сгорела, а именно сейчас для получения момента нам и нужно давление. а его уже давно нету.

    Вывод . Нужно получить как можно большее давление газов на поршень в момент, когда угол между кривошипом и шатуном составляет 90*

    И именно по этой причине для Турбированных ДВС в большинстве случаев используют меньший диаметр поршня но большую длину его хода. Хотя это тоже спорный момент. Например в Формуле 1 в своё время, когда наддув был ещё разрешён, применялись короткие шатуны. Но вспомним, что и обороты двигателя доходили до 15000. а при таких оборотов растёт сила растяжения в НМТ и МВТ, которая пропорциональна квадрату скорости вращения коленвала. В этом случае с длинными шатунами получаем на высоких оборотах большой ход поршня и очень большую силу по растяжению. Инерционные силы движения поршня уже совсем не компенсируют силы растяжения.

    Другими словами, выбор коротких или длинных шатунов в большей степени обуславливается тем, что мы больше хотим получить момент на верхах в 7000-8000 тыс или в середине.

    Путь №1 — сделать так, что бы смесь горела как можно медленнее и полностью сгорала, когда шатун с кривошипом в 90* . На этом основан принцип работы двигателя с циклом Иббадулаева.

    Путь №2 — Увеличиваем объём камеры сгорания.

    По мере хода поршня вниз объём цилиндра с КС возрастает. соответственно давление газов падает, НО!

    При увеличенной КС на величину V весь суммарный объём V1+V+V2 увеличивается чуть медленнее, чем объём V1+V2 для камеры с обычной степенью сжатия.

    А если объём растёт медленнее, то и давление газов падает медленнее и на момент рычага в 90* мы имеем бОльшее давление на поршень чем случае с обычной КС.

    теперь нам только остаётся наполнить смесью объём увеличенной КС, а именно для этого нам и нужна принудительная подача воздуха за счёт турбины. Турбиной мы компенсируем увеличенную КС.

    Считаю, что более наглядно данную тему осветил бородатый дядька из Украины в своём видике.

    Настоятельно рекомендую глянуть его теорию, но предупреждаю заранее:
    Двигатель с наддувом описан очень даже неплохо.
    Но господин Травников сильно ошибается в отдельных ключевых моментах, когда рассказывает о тюнинге Головок Блока Цилиндров ГБЦ.
    Он замечательный автослесарь, делает всё правильными инструментами, правильными руками с отличным подходом, но с искажённой теорией о ГБЦ.

    Забегая вперёд, поясню, что ключевую роль в ГБЦ имеет геометрия каналов и камеры сгорания, а он делает упор на ширину каналов и клапанных сёдел, предполагая, что через более широкий канал прокачается турбиной бОльшее количество воздуха. А это типовое заблуждение всех тюнеров.

    А потом у меня спрашивают, как на давлении в 1.3 бара можно на моём Fiat Coupe 20VT получить 450 сил.

    Сегодня было начало ответов на эту тему.
    Думаю, что все уже устали читать и статья получилась длинной, так что об остальном напишу чуть позже.
    Да и писать у меня получается только по ночам

    голоса
    Рейтинг статьи
    Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector