Всем спорщикам посвящается.
Замена кривошипно-шатунного механизма на бесшатунные механизмы в наше время ничего не дает, причин этому много. Но чтобы было понятно это каждому читателю данного опуса, объясняю популярно, почему данное направление бесперспективно.
Железо надо чуствовать, а что может чуствовать "карандаш" в руке человека, который не нюхал производства, и всю свою сознательную жизнь проходил в одном пиджаке (в лучшем случае в двух). Пиджак с карандашом для него как жабры для рыбы, отними у него их, и он начнет задыхаться.
Из 100% теплоты на индикаторный КПД лучших ДВС приходится процентов 50 (округляем для понимания). Индикаторный КПД от эффективного отделяет механический КПД, который всегда меньше 1 или 100%, кому как нравится. Так вот в этих ста процентах на долю трения цилиндро-поршневой группы в среднем приходится 50% всех видов механических потерь. На долю колец примерно 35%, оставшийся "сухой остаток" от трения всегда остается в тронковой части поршня, где поршень теряет на трение о стенку цилиндра 15%. Выделили из 100% механических потерь наши 15%, из-за них все и бодаются.
Общий механический КПД тронкового ДВС сегодня уже не тот, что раньше. Совершенствуются смазки, применяются новые покрытия, и еще много и много разных мелочей, которые позволяют снизить трение в силовом механизме ДВС. Можно определенно точно сказать, что эпоха двигателей, в которых механический КПД был на уровне 75% давно минула, современные моторы по механической части доведены почти до совершенства, их механический КПД подрос от 75 до 88-90%, и это никого не удивляет. Удивляют лишь люди, которые этого не понимают.
Так вот берем лучшее и сравниваем с лучшим. Вроде уже кажется, что мы будем копаться в разнице КПД тронкового ДВС, у которого на номинале 90%, и с БСМ ДВС у которого на номинале 94%.
Нет, нет и нет.
Анализируем далее со второго абзатца. Что такое 15% трения тронка от общих 100 % механических потерь, которые в своей массе отнимают у двигателя 10% всей мощности (при мех. КПД 90%)? Это повышение существующего индикаторного КПД(которое мы задали в 50%) всего на 0.75% !!!!!!!!!!!
Если бы индикаторный КПД был бы равен 100%, то прибавка составила бы 1.5%. Не вдаваясь в дебри расчетов условно принимаем, что повышение индикаторного КПД всего на 1% дает экономию топлива на 3%. В нашем случае при индикаторном КПД на уровне 50%, экономия топлива от примения БСМ (в идеале) составит 2.25%. Но и это, тоже сильно завышенная величина.
15% мех. КПД, это не разница в потерях между механическим КПД БСМ и мех. КПД тронкового ДВС, это общие потери на трение тронка о гильзу цилиндра, и этим все сказано. БСМ призвано сделать их как можно меньше, ибо другие виды потерь БСМ не устраняет: двигатель как был с кольцами, так с таким же количеством колец и остался; насосные потери как были, так и остались, привод на масло, воду, топливо, генератор, гидроусилитель, вентилятор... так и остались. Чтоже тогда изменилось?
Тронк поршня переехал в центр двигателя и стал гарантированно на всех режимах иметь жидкостное трение. Хорошо это или плохо ? Смотря как посмотреть. Если раньше шатун толкал коленвал через большее плечо, то съехав в центр, это плечо сильно уменьшилось и нагрузка на туже площадь опоры резко возрасла. Если в тронковом ДВС при вектрном анализе сил на боковую стенку приходится от 5 до 15% усилия, то в БСМ в пять раз больше, так как плечи-то разные. И если в обычном ДВС поршень не заклинивает даже при сухом трении, то в БСМ достаточно на мгновение не дать в опору масло и весь механизм мгновенно даст клина, так как БСМ без гарантированного жидкостного трения принципиально работать не может.
Снова вернемся к 15%. Даже приняв что трение в БСМ меньше, на какую величину от 15% оно переместится, на 10% на 5%, на сколько? Во всяком случае потери все равно будут, ведь что поршню, что крейцкопфу все равно нужно от чего-то отталкиваться, иначе мы получаем гравицапу. Ну пускай останутся 7.5%. Пускай (хотя и это не так).
И вот теперь вернемся к 6 абзатцу, где мы выделили наши 15% в 1.5 % прироста индикаторного КПД, по приведенным данным, его надо разделить еще как минимум на два(15/7.5). И чтоже мы получаем в сухом остатке - 0.75/ 2.0 = 0.375% или 1.112% в экономии топлива, не выигрыш, а пшик, но и это еще не все.
Итак, ищем, и находим здесь того "попугая", который из кустов кричал про 9% экономии, и спрашиваем, с какого "перегрева" они упали ?
Далее. Рядный двигатель на базе БСМ не сделать, ну невозможно, зато возможно только с цилиндрами, торчащими во все строны, значит на каждый из них надо тянуть собственную ветку ГРМ, и вместо одной "гитары" для рядной четверки, уже четыре привода в БСМ, а что, это разве не приводит к увеличению кинематических звеньев, и соответственно росту механических потерь, теперь уже не в БСМ а в ГРМ. Одно другое бъет. Картер, для БСМ тоже с хитрецой, если в тронковом ДВС это просто корыто, то в БСМ почти такое же, разница в количестве маслооткачивающих секций, добавлено по единице на каждую перевернутую вверх ногами головку, что еще больше увеличивает потери на трение, так как увеличение количества масляных насосов автоматически уменьшает общий механический КПД двигателя.
Налицо дезинформация от профонации.
Замена кривошипно-шатунного механизма на бесшатунные механизмы в наше время ничего не дает, причин этому много. Но чтобы было понятно это каждому читателю данного опуса, объясняю популярно, почему данное направление бесперспективно.
Железо надо чуствовать, а что может чуствовать "карандаш" в руке человека, который не нюхал производства, и всю свою сознательную жизнь проходил в одном пиджаке (в лучшем случае в двух). Пиджак с карандашом для него как жабры для рыбы, отними у него их, и он начнет задыхаться.
Из 100% теплоты на индикаторный КПД лучших ДВС приходится процентов 50 (округляем для понимания). Индикаторный КПД от эффективного отделяет механический КПД, который всегда меньше 1 или 100%, кому как нравится. Так вот в этих ста процентах на долю трения цилиндро-поршневой группы в среднем приходится 50% всех видов механических потерь. На долю колец примерно 35%, оставшийся "сухой остаток" от трения всегда остается в тронковой части поршня, где поршень теряет на трение о стенку цилиндра 15%. Выделили из 100% механических потерь наши 15%, из-за них все и бодаются.
Общий механический КПД тронкового ДВС сегодня уже не тот, что раньше. Совершенствуются смазки, применяются новые покрытия, и еще много и много разных мелочей, которые позволяют снизить трение в силовом механизме ДВС. Можно определенно точно сказать, что эпоха двигателей, в которых механический КПД был на уровне 75% давно минула, современные моторы по механической части доведены почти до совершенства, их механический КПД подрос от 75 до 88-90%, и это никого не удивляет. Удивляют лишь люди, которые этого не понимают.
Так вот берем лучшее и сравниваем с лучшим. Вроде уже кажется, что мы будем копаться в разнице КПД тронкового ДВС, у которого на номинале 90%, и с БСМ ДВС у которого на номинале 94%.
Нет, нет и нет.
Анализируем далее со второго абзатца. Что такое 15% трения тронка от общих 100 % механических потерь, которые в своей массе отнимают у двигателя 10% всей мощности (при мех. КПД 90%)? Это повышение существующего индикаторного КПД(которое мы задали в 50%) всего на 0.75% !!!!!!!!!!!
Если бы индикаторный КПД был бы равен 100%, то прибавка составила бы 1.5%. Не вдаваясь в дебри расчетов условно принимаем, что повышение индикаторного КПД всего на 1% дает экономию топлива на 3%. В нашем случае при индикаторном КПД на уровне 50%, экономия топлива от примения БСМ (в идеале) составит 2.25%. Но и это, тоже сильно завышенная величина.
15% мех. КПД, это не разница в потерях между механическим КПД БСМ и мех. КПД тронкового ДВС, это общие потери на трение тронка о гильзу цилиндра, и этим все сказано. БСМ призвано сделать их как можно меньше, ибо другие виды потерь БСМ не устраняет: двигатель как был с кольцами, так с таким же количеством колец и остался; насосные потери как были, так и остались, привод на масло, воду, топливо, генератор, гидроусилитель, вентилятор... так и остались. Чтоже тогда изменилось?
Тронк поршня переехал в центр двигателя и стал гарантированно на всех режимах иметь жидкостное трение. Хорошо это или плохо ? Смотря как посмотреть. Если раньше шатун толкал коленвал через большее плечо, то съехав в центр, это плечо сильно уменьшилось и нагрузка на туже площадь опоры резко возрасла. Если в тронковом ДВС при вектрном анализе сил на боковую стенку приходится от 5 до 15% усилия, то в БСМ в пять раз больше, так как плечи-то разные. И если в обычном ДВС поршень не заклинивает даже при сухом трении, то в БСМ достаточно на мгновение не дать в опору масло и весь механизм мгновенно даст клина, так как БСМ без гарантированного жидкостного трения принципиально работать не может.
Снова вернемся к 15%. Даже приняв что трение в БСМ меньше, на какую величину от 15% оно переместится, на 10% на 5%, на сколько? Во всяком случае потери все равно будут, ведь что поршню, что крейцкопфу все равно нужно от чего-то отталкиваться, иначе мы получаем гравицапу. Ну пускай останутся 7.5%. Пускай (хотя и это не так).
И вот теперь вернемся к 6 абзатцу, где мы выделили наши 15% в 1.5 % прироста индикаторного КПД, по приведенным данным, его надо разделить еще как минимум на два(15/7.5). И чтоже мы получаем в сухом остатке - 0.75/ 2.0 = 0.375% или 1.112% в экономии топлива, не выигрыш, а пшик, но и это еще не все.
Итак, ищем, и находим здесь того "попугая", который из кустов кричал про 9% экономии, и спрашиваем, с какого "перегрева" они упали ?
Далее. Рядный двигатель на базе БСМ не сделать, ну невозможно, зато возможно только с цилиндрами, торчащими во все строны, значит на каждый из них надо тянуть собственную ветку ГРМ, и вместо одной "гитары" для рядной четверки, уже четыре привода в БСМ, а что, это разве не приводит к увеличению кинематических звеньев, и соответственно росту механических потерь, теперь уже не в БСМ а в ГРМ. Одно другое бъет. Картер, для БСМ тоже с хитрецой, если в тронковом ДВС это просто корыто, то в БСМ почти такое же, разница в количестве маслооткачивающих секций, добавлено по единице на каждую перевернутую вверх ногами головку, что еще больше увеличивает потери на трение, так как увеличение количества масляных насосов автоматически уменьшает общий механический КПД двигателя.
Налицо дезинформация от профонации.
