Теоретические вопросы по работе двигателя Опции

[DrVovik]

Доброго всем времени суток, на сколько я понимаю данный вопрос, на столько и отвечу (возможно я и не прав). Если в цилиндр засунуть (не важно каким способом) два объема, горючей смеси, от номинала. то в цилиндре создастся избыточное давление плюс к этому весь этот объем еще сожмется в n раз, на мой взгляд детонация неизбежна (на стандартном двигателе) применение для этого высокооктанового бензина не поможет. этот пример сродни различию дизеля и карбюраторного двигателя, в дизеле при такте сжатии воздуж в цилиндре нагреваятся (нагрев от сжатия) приблизительно до 300 градусов, если была бы бензино-воздушная смесь, то она бы самовоспламенилась отсюда и различия. Вот и в этом случае повышается давление в момент сжатия а следовательно и повышается температура смеси, что неизбежно влечет к детонации. Все это касается низких и средних оборотов на высоких оборотах дело обстоит иначе. Скажу еще в заключении если есть желание заняться такой разработкой найди книжонки ТММ (теория машинных механизмов) често сказать жуткая вещь, но подковаться стоит.

[Ludvig]

Подковаться стоит. Только кому нужно это ТММ с его описанием механизмов, не ведущее ни к каким выводам. Я не люблю этот форум, за дурацкие высказывания недоумков. Я люблю этот форум, за идеи высказываемые незамутненным образованием организьмом. Сам ТММ почитай, сдай экзамен с курсовым и милости просим высказываться, только песни будут другие.

[DrVovik]

Подковаться стоит. Только кому нужно это ТММ с его описанием механизмов, не ведущее ни к каким выводам. Я не люблю этот форум, за дурацкие высказывания недоумков. Я люблю этот форум, за идеи высказываемые незамутненным образованием организьмом. Сам ТММ почитай, сдай экзамен с курсовым и милости просим высказываться, только песни будут другие.

И сапромат сдал и ТММ сдал и детали машин сдал, правда без красного диплома. А прежде чем городить огород, сначала узнай для чего, почему и зачем делают именно так двигатели, или любые другие устройства, а не так как тебе показалось правильным.

[Ludvig]

А теперь прошу по теме высказаться.

[tuner]

kipesh

А в том,ЧТО БУДЕТ если во время работы двигателя в каждый его цилиндр будет заталкиваться топливо-возд. смесь по объему предназначавшаяся для двух?

если подготовить для этого мотор то будет значительное увеличение мощности,может не в 2 раза но близко к этому

[Ludvig]

А если выравнять наполнение цилиндров до номинала - 1,0 во всем диапазоне частот, то мероприятия внутри мотора не понадобятся, а мощность удвоится. Только как это сделать и за счет чего, не знаю. Какие будут идеи?

Сообщение отредактировал Ludvig - 22.8.2009, 9:07

[DrVovik]

http://amastercar.ru/articles/engine_ustroistvo.shtml
Сдесь много ответов на ваши вопросы. Что, как, для чего и к чему это все может привести. (Для справки: велосипед давно уже изобретен.)

[Ludvig]

http://amastercar.ru/articles/engine_ustroistvo.shtml
Сдесь много ответов на ваши вопросы. Что, как, для чего и к чему это все может привести. (Для справки: велосипед давно уже изобретен.)

Опрос всего один. Там ответов много. Это всё мне? Спасибо!

[tuner]

А если выравнять наполнение цилиндров до номинала - 1,0 во всем диапазоне частот, то мероприятия внутри мотора не понадобятся, а мощность удвоится. Только как это сделать и за счет чего, не знаю. Какие будут идеи?

никак не сделаешь,особенно на отмосфере
есть отмодвигатели,в которых коэф. наполнения даж больше 1, но токо в узком диапазоне

[Ludvig]

Почему не сделать, другие сделали. В две турбины, но это влом. Давай подождем, может кто осенится?

[zid2106]

У меня вопрос такой может не по теме, более обогащенная смесь предотвращает детонацию?

[kipesh]

Огромное спасибо что столько людей откликнулось.И без вопросов "на кой черт те это надо?":)

Доброго всем времени суток, на сколько я понимаю данный вопрос, на столько и отвечу (возможно я и не прав). Если в цилиндр засунуть (не важно каким способом) два объема, горючей смеси, от номинала. то в цилиндре создастся избыточное давление плюс к этому весь этот объем еще сожмется в n раз, на мой взгляд детонация неизбежна (на стандартном двигателе) применение для этого высокооктанового бензина не поможет. этот пример сродни различию дизеля и карбюраторного двигателя, в дизеле при такте сжатии воздуж в цилиндре нагреваятся (нагрев от сжатия) приблизительно до 300 градусов, если была бы бензино-воздушная смесь, то она бы самовоспламенилась отсюда и различия. Вот и в этом случае повышается давление в момент сжатия а следовательно и повышается температура смеси, что неизбежно влечет к детонации. Все это касается низких и средних оборотов на высоких оборотах дело обстоит иначе. Скажу еще в заключении если есть желание заняться такой разработкой найди книжонки ТММ (теория машинных механизмов) често сказать жуткая вещь, но подковаться стоит.

Описал достаточно подробно,спасибо,а к книжкам ТММ перейду если только совсем в тупик зайду

если подготовить для этого мотор то будет значительное увеличение мощности,может не в 2 раза но близко к этому

Можно конкретнее про подготовку?

А если выравнять наполнение цилиндров до номинала - 1,0 во всем диапазоне частот, то мероприятия внутри мотора не понадобятся, а мощность удвоится. Только как это сделать и за счет чего, не знаю. Какие будут идеи?

Предположим,что есть способ это сделать,и наполнение не будет опускаться ниже 1 на высоких оборотах,,и не будет подниматься выше ну допустим 1,5 на холостых оборотах,действительно ли мероприятия внутри мотора не понадобятся а мощность удвоится?

(Для справки: велосипед давно уже изобретен.)

Прекрасно понимаю,но попытаться стоит

[tuner]

Можно конкретнее про подготовку?

там много переделок-поршня с увеличенным огневым поясом,понижение степени сжатия,установка форсунок масляного охлождения поршней,может радиатора масла,следовательно доработка маслонасоса,переделка системы вентилляции картера,увеличение жесткости блока по средствам плиты,доработка головы по желанию,тогда можно много дунуть

[Ludvig]

Хош - нехош, а дунуть придется. Если б не клевета, что турбина не создает нагрузки на двигатель, то она давно бы стояла. Компрессор на верхах бестолку. Вихревой нагнетатель, тоже огород колхозный.

[kipesh]

1(там много переделок-поршня с увеличенным огневым поясом),2(понижение степени сжатия),3(установка форсунок масляного охлождения поршней,может радиатора масла,следовательно доработка маслонасоса),4(переделка системы вентилляции картера),5(увеличение жесткости блока по средствам плиты),доработка головы по желанию,6(тогда можно много дунуть)

1.Честно говоря вообще первый раз слышу такую формулировку.В моем мире до этого момента существовали только просто поршня.Можно вкратце что это такое и во сколько раз они дороже обычных?

2.Тут не понял,зачем нам ее понижать,если начальная цель максимально ее повысить?

3.А просто доработкой системы охлаждения не отделаться?

4.Что она подразумевает?

5.тоже пока не понятно как это

6.Сколько навскидку можно будет?

И еще вопрос,что из перечисленного нужно сделать при коэффициенте наполнения 1,5?

Хош - нехош, а дунуть придется. Если б не клевета, что турбина не создает нагрузки на двигатель, то она давно бы стояла. Компрессор на верхах бестолку. Вихревой нагнетатель, тоже огород колхозный.

Если я все правильно понимаюто если дуть,не важно чем,в любом случае будет доп нагрузка на двигатель

[tuner]

1.Честно говоря вообще первый раз слышу такую формулировку.В моем мире до этого момента существовали только просто поршня.Можно вкратце что это такое и во сколько раз они дороже обычных?

огневой пояс-это расстояние от верха поршня до верхнего компрессионного кольца,чтобы особо не заморачиваться хорошо показывают себя поршня 21213-нормально держат буст

2.Тут не понял,зачем нам ее понижать,если начальная цель максимально ее повысить?

на отмосферных моторах ее повышают,на турбо понижают,т.к. если оставить как есть мотор развалиццо(получится очень высокая динамическая степень сжатия из-за бОльшего количества смеси в цилиндре)

3.А просто доработкой системы охлаждения не отделаться?

неа

4.Что она подразумевает?

у турбомоторов другая система вентилляции картерных газов,не такая как на наших моторах

5.тоже пока не понятно как это

между разъемом блока цилиндров и картером ставится металлическая плита толщиной около 15 мм с креплением к постелям коленвала что увеличивает жесткость конструкции
6.Сколько навскидку можно будет?многое в турбину упирается,маленькая не развивает большого давления,также от настройки мотора,прошивок-думаю можно будет около 1.5 дуть
И еще вопрос,что из перечисленного нужно сделать при коэффициенте наполнения 1,5?
лучше делать все
Если я все правильно понимаюто если дуть,не важно чем,в любом случае будет доп нагрузка на двигательнагрузка будет в любом случае,то чем дуть определяет характер двигателя

[Ludvig]

Можно начать с этого.

[tuner]

Ludvig
самый лучший вариант

[DrVovik]

Вот что нужно в этом случае:
 middle.jpg ( 46.22 килобайт ) Кол-во скачиваний: 12

А куллер от компа даже мопеду с объемом 50 куб.см погоды не сделает.
Самый простой расчет без учета коэффициентов и потерь.
Имеем двигатель 1600 куб.см, 2000 об.мин, что соответствует приблизительно 33 об.сек, за один оборот коленвала происходит 2 вспышки в цилиндрах. Что соответствует потребления 800 куб.см смеси. Отсюда имеем за одну секунду нам нужно 800*33=26400 куб.см что соответствует 26,4 литра, сомневаюсь что кулер способен пропустить за секунду хотябы этот объем.
Вот небольшой пример подбора Турбины:
Есть множество способов форсирования ДВС. Наддув двигателя по праву является одним из самых лучших. На первом такте работы двигателя происходит всасывание двигателем смеси, причем смесь попадает в цилиндр под атмосферным давлением,и хотя в некоторых случаях удается увеличить КН до 1.0 и даже выше, все равно выше головы не прыгнуть. Чтобы мотор смог выполнить в единицу времени больше работы, нужно в ту же единицу времени сжечь больше топлива, и соответственно, подать ему больше окислителя – воздуха в нашем случае.

И один из способов дать больше воздуха для поддержания нужного состава смеси это накачать его в цилиндр компрессором. Мы выделим турбокомпрессор или ТКР. Он представляет из себя узел, состоящий из газотурбинного двигателя 7(Рис. 1) и приводимого им в во вращение центробежного компрессора 1. Выхлопные газы вращают турбинное колесо, а сидящее с ним на одном валу компрессорное колесо качает воздух в мотор через интеркулер 3, служащий для охлаждения сжатого воздуха.




Каждая турбина, как и любой другой узел имеет свои характеристики, от которых зависит выбор или не выбор её в качестве насоса для каждого конкретного мотора. Турбокарта это график, демонстрирующий основные показатели турбины, такие как развиваемое давление, производительность, обороты турбины, линия помпажа и т.д.

GT25R 54.3mm, 60 trim, 0.80 A/R



Данный график расположен на координатной сетке, по оси абсцисс которой размечено измеряемое давление, в атмосферах, по оси ординат - производительность турбины, в фунтах в минуту. Измеряемое давление это частное от деления абсолютного давление на выходе компрессора на абсолютное давление на входе компрессора за вычетом потерь на декомпрессию улитки. Абсолютное давление это давление с учетом атмосферного, а измеряемое давление это давление, измеряемое приборами, так как манометры расчитаны так, что показывают только давление выше среднего атмосферного, это 14.7psi - pounds per square inches или 1атм или примерно 1 бар (1.01атм). Это давление воздуха на уровне моря при н.у.

Линия нижнего предела эффективности ТКР (ЛНПЭ) - для гарретовских турбин это линия, за которой КПД ТКР падает ниже 58%. А это означает, что опасно загонять ТКР в три крайности, в линию помпажа, нижний предел эффективности и предел по оборотам
Линия предельных оборотов - предельные обороты, допустимые для подшипников ТКР.
Линия помпажа это краяняя левая вертикальная линия. Если рабочий режим ТКР попадает левее этой зоны, оная беда имеет место. Помпаж обычно происходит когда резко останавливается поток воздуха, например, резко закрывается дроссельная заслонка, а ТКР при этом продолжает накачивать воздух по инерции, при этом давление катастрофически возрастает, а поток воздуха падает почти до нуля: точка работы ТКР смещается за пределы линии помпажа, происходят ударно-вибрационные нагрузки на лопатки компрессора, причем компрессорное колесо может разрушиться. Помпаж сопровождается стрекочащим звуком. Для борьбы с этой бедой есть несколько приспособлений.
1. Blowoff valve (BOV) - Это клапан, который при превышении давления между компрессором и дросселем свыше определенного предела выпускает часть воздуха в атмосферу
2. Bypass valve - Аналогично BOV, только воздух выпускается не в атмосферу, а возвращается на вход компрессора
3. Ported Shroud - В компрессоре имеется канал, через который часть воздуха уходит на рециркуляцию во впуск.

Производительность ТКР это количетсво воздуха, которое компрессор способен прокачать через себя, измеряется в единицах веса.
Если вы захотели увеличить мощность двигателя с помощью ТКР, то в первую очередь необходимо подсчитать, сколько воздуха будет требоваться мотору. Можно считать, что 100л.с. съедают 330кг/час. Возьмем, к примеру, мотор 2112 объемом 1.5литра, и хотим с него снять 280сил на 8000об/мин. Теперь можно приступить к подбору турбины.
280лошадей съедают 900кг воздуха в час, теперь можно применить физические уравнения.

AF*G*(460+Ti)
P= ------------------ , где:
VE*RPM/2*D

P - необходимое АБСОЛЮТНОЕ давление на выходе компрессора
AF - необходимая производительность компрессора, в ф/мин
VE - коэффициент наполнения на оборотах максимальной мощности
RPM - обороты максимальной мощности
D - Объем двигателя, в кубических дюймах
Ti- температура воздуха на входе ТКР, в градусах по Фаренгейту
G - 639,6 = const, газовая константа
Температура воздуха на впуске очень важна, чем выше температура, тем больше объем воздуха при той же массе. Поэтому, чтобы прокачать больше воздуха, его нужно охладить. В среднем, температура на впуске около 50-60градусов при использовнии интеркулера, тогда как без него она может достич и 100-150.
Подставляем наши данные в уравнение.

33,0633*636,6(460+130) 21048,1*590
P,psi= ---------------------------- = ---------------- = 33.912psi
1,0*8000/2*91,53 366120

Мы получили абсолютное давление, которое необходимо для получения 280сил на 8000об/мин, чтобы получить избыточное или измеряемое давление, нужно вычесть из полученного результата атмосферное давление на вашей высоте относительно моря, вычтем 14.7. Получаем 19.2psi, это 1.3атм избытка.

Чем больше объем, тем меньшее давление необходимо мотору для получения заветных 280сил, однако ему будет нужно все те же 900кг/час воздуха.

Но к нашим 19,2psi нужно прибавить 2psi (как потери на разгерметизацию улитки), то бишь 1.42атм.

Ну чтож, мы знаем, что нам нужно от турбины для нашего 2112, осталось подобрать турбину, которая удовлетворяет этим требованиям.

Делается это следующим образом: берем турбокарты всех доступных турбин, наносим на турбокарту пиковую точку - 900кг (33lb/min) и 2,42атм. Получаем точку на турбокарте и смотрим, чтобы она была как можно в более эффективной зоне работы и чтобы она была как можно дальше от линии помпажа. Потом считаем, сколько будет потреблять воздуха мотор на планируемом пике момента и так же накладываем на турбокарту. Нужно чтобы обе точки были в рабочей зоне ТКР. Если какая-либо точка находится левее линии помпажа, то турбина слишком большая (это как раз один из тех случаев, когда больше не значит лучше). Или вы рискуете некоторое время слушать стрекот турбины с последующей покупкой новой. Если точка лежит правее ЛНПЭ, то турбина слишком маленькая...

Наш случай, 2112 1.5L 16v и GT2540R

Теперь перейдем к такому понятию, как A/R (Area/Radius).

GT2540R 76mm, 48 trim, 0.70 A/R

 r3.jpg ( 67.13 килобайт ) Кол-во скачиваний: 3


Это основной геометрический показатель любого центробежного насоса; это отношение радиуса, проведенного от оси вращения вала колеса к площади канала по срезу этим радиусом. Турбокомпрессор состоит из двух частей: компрессор и приводящий его в движение газотурбинный двигатель.

Мы можем разделить A/R для турбины и компрессора.
компрессорный A/R: по большому счету, особого значения не имеет и изменение его очень незначительно влияет на производительность компрессора, однако большое значение оной величины часто используется для улучшения наддува с небольшим избытком, а малые значения - для моторов, в которые давят с большим избытком.

Турбинны A/R: а вот тут все намного интересней.
С маленьким отношением, выхлопные газы поступают на колесо турбины с большой скоростью, что улучшает работу на низких оборотах двигателя и уменьшает время, необходимое на раскрутку турбины. Но с другой стороны, из-за такой геометрии газы поступают на турбину и давят на лопатки ближе к центру, что ухудшает общую пропускную способность турбины, ухудшает продувку цилиндров на высоких оборотах, создает противодавление.

С другой стороны, большое отношение приводит к меньшим скоростям газов в турбине, увеличению отклика турбины, но газы попадают на внешнюю сторону лопаток, что увеличивает пропускную способность турбины, улучшает её работу на высоких оборотах из-за уменьшения противодавления, ведь чем ближе к концам лопаток давит газ, тем легче крутить колесо (простейший рычаг).

Так что выбрать? Можно рассмотреть две крайности: возьмем наш 2112 и поставим на него турбины с турбинным A/R 0.69 и 1.09:
В первом случае, турбина будет себя хорошо вести на низких оборотах двигателя, будет резво и приятно откликаться на педаль газа, будет подчеркнуто приятный и хороший момент. Однако на верхах мотор начнет тупить, из-за ухудшения продувки цилиндров. Такой вариант будет хорош для ежедневного использования в пробках, да и просто для приятной езды.

Второй случай будет иным. Такой мотор будет вяло откликаться на педаль на низких оборотах мотора, будет провал, однако на высоких оборотах, на оборотах максимальной мощности, турбина будет давать мотору все, чтое му нужно, продувка цилиндров будет на порядок выше, чем в первом варианте, однако в пробках мотор будет простым разжатым атмосферником.

[Ludvig]

DrVovik, не кажется ли, что для этого форума нужны не только теоретические знания, скопированные на другом форуме, которых предостаточно, а так же чувство юмора и чувство меры. Две турбины. Под капотом наших тачек места для установки одной маловато. Реально поставить высокоскоростную турбинку, тем более на разборках они по 3 шт. руб., но надежность мотора в таком случае под вопросом. Данный материал нужен для форумов, обсуждающих подготовку авто к гонкам. Тут, за малым исключением, таких нет. Здесь дорожные автомобили. Создавать нагрузку турбиной на двигатель, которая будет использоваться на 15 сек. в час, не актуально, турбина будет потреблять мощность двигателя и рассеиваться эта мощность на впуске за ненадобностью. Давай так: едем по трассе 90-120 км/ч. Турбина или что другое, согласись, не нужна. Далее, уперлись в фуру, нужно обогнать по встречке. Тут потребуется мобилизация всех ресурсов двигателя. Засчет чего? Что там в ТММ прописано? Правда есть "Справочник по машинам и механизмам" Ф. Крайнева, по сравнению с которым учебник по ТММ, детский лепет и научный коммунизм.