Рабочий процесс ДВС.

[Vladimir059]

по следующей ссылке - http://www.ge.tt/#!/9KbIcBD/v/0 - можно просмотреть (скачать) текст моей работы

 

[Vladimir059]

- Возможно вы поторопились? Самое выгодное: это иметь максимум давления в момент когда поршень прошел половину рабочего хода (в идеале конечно). Но это пока не получается с классической конструкцией ДВС с КШМ.

И опять ошибка, пусть и маленькая. Максимальная сила должна быть приложена к максимальному плечу. А максимальное плечо это когда шатун и кривошип расположены друг к другу под углом 90*. Но это не половина хода поршня. Всё зависит от длины шатуна. Я думаю возражений нет.

 

[JohnDoe]

Самое выгодное - иметь максимальное давление в ВМТ и минимальное в НМТ!

Вот как-то задали мне вопрос: Если теплотворния способность солярки меньше чем у бензина, дизель практически постоянно работает на бедных смесях(альфа > 1), полнота сгорания меньше, мех.потери выше, то как, "щьёрт подьери"(с) Козодоев, дизель умудряется иметь бОльший КПД?! Я для себя, и вопрошавшему, ответил, что именно за счёт сдвига максимума за ВМТ и большей степени расширения.

При сдвиге максимального давления к НМТ,момент увеличиваться не может! 

Турбонаддув это опровергает:

...Во-первых, мощность - функция среднего давления по всему рабочему ходу поршня, а не только пикового давления. Среднее давление может быть значительно увеличено [highlight]за счет более высокого давления в середине или в конце хода[/highlight], в то время как максимум давления существенно не возрастает...

Вот именно это и происходит у ЧВИ, ИМХУ.
Если присмотреться к графику:

То можно обратить внимание, что максимум у наддувного ДВС СМЕЩЁН к НМТ относительно атмосферника.
И как написанно в том же источнике:

Тщательное изучение рисунка показывает, что [highlight]при угле поворота коленчатого вала, приближающегося к 90о, давление в камере сгорания, при работе с наддувом, в три - четыре раза больше.[/highlight] Оно, однако, заметно меньше чем максимальное давление. Поэтому оно не создает разрушающей нагрузки. [highlight]Часть рабочего хода в районе 90о - это тот участок, где возникают реальные увеличения мощности двигателя с турбонаддувом.[/highlight] Любой владеющий физикой товарищ, посмотрев на диаграмму, скажет вам, что область под соответствующими кривыми представляет собой мощность. Таким образом, разность в площади этих двух областей представляет собой увеличение мощности от применения турбонагнетателя.

Владимир Иванович добился примерно того же, только без наддува, ИМХУ. Впрочем, про это я уже говорил.

по следующей ссылке - http://www.ge.tt/#!/9KbIcBD/v/0 - можно просмотреть (скачать) текст моей работы 

Владимир Иванович, я уже выкладывал тут Вашу стать(в формате Ворд-97, упакованную в архив), в Сообщении #62 данной темы. У некоторых Ваш исходный документ не открывается, т.к. он в формате Ворд-2007.

 

[Varan]

JohnDoe, извините у вас с головкой все в порядке, в конце концов есть физика за среднюю школу, ну с Червяковым то все понятно он в законы физики не верит, но вас то куда понесло
это каким образом площадь под кривой в координатах давление угол поворота может мощности соотвествовать- бред один хоть бы с бозовыми определениями физики разобрались, слов нет одни буквы

червяков уже давно и упорно не хочет верить что работа совершаемая в цилиндре определяется как произведение этого давления на рабочий объем (через интеграл конечно) и именно площадь ограничиваемая кривой в координатах давление - объем и есть работа цикла и если эта площадь остается неизменной то никакими ухищрениями ни с моментами ни с углами увеличить эту работу никак нельзя, а навыходе мы имеем ту же работу за минусом мех потерь вот и все

 

[Андрей Миллер]

Самое выгодное: это иметь максимум давления в момент когда поршень прошел половину рабочего хода (в идеале конечно).

Зачем же терять половину хода? Ленуар уже на этом погорел. Почему выгодно иметь Рмах в середине хода?
Зачем поршню прохлаждаться в начале хода?

Если Вы нажимаете на педаль в ВМТ, то нет крутящего момента, а значит педали не крутятся. Вы можете встать на педали и даже попрыгать, можете ударить кувалдой, всё равно никуда Вы не поедете, только сломаете механизм.

Но если Вы не нажмете на педаль в ВМТ, то она никогда не двинется вниз!
Следовательно, положение поршня для своего Рмах Вы никогда и не дождетесь.
Здесь обычная истина: не затратишь работу, ничего не получишь.
В любом двигателе Рz не бывает в ВМТ, а несколько позже.
Рациональный УОЗ, его изменение по оборотам и нагрузкам подбирается по результатам испытаний не только двигателя, но и всего ТС.
Если нужно сделать поздний УОЗ, его делают. В том числе и по командам датчика детонации для борьбы с ней.
Но это вынужденное решение, а не открытие...

 

[Андрей Миллер]

При сдвиге максимального давления к НМТ,момент увеличиваться не может! - почему? Он как раз и увеличивается! Другое дело что в таком случае приходится увеличивать скорость горения (низкооктановый бензин), чтобы не меняя хода поршня, забрать энергию расширяющихся продуктов горения.

Момент - это работа или мощность. Есть формула момента и тд. Здесь мощность уменьшается, поэтому уменьшается и момент. Что касается низкооктанового бензина, то кто мешает его сжигать в ВМТ и " забрать энергию расширяющихся продуктов горения", используя весь ход поршня, а мне только его часть?
Владимир 059 слишком буквально понимает понятие момент. Архимедов рычаг - только одна составляющая крутящего момента ДВС, причем не самая главная! Например, ход поршня (тоесть радиус кривошипа или рычаг) очень важен. Но диаметр цилиндра, масса маховика и др. не менее важны...

 

[Андрей Миллер]

Паровоз во внимание пока не берём. 

Вот жаль! Паровая машина - отличный учитель. Еще Уатт жаловался, что машинисты на его машинах поздно закрывают подающий клапан. И почти не используют энергию расширения пара. Давление пара в НМТ почти не падало, а потом пар удалялся через  выхлопной клапан.
Похоже, нам предлагают нечто подобное, но в ДВС это невозможно. Думаю к счастью. Уж больно КПД паровой машины и ДВС разные...

 

[Андрей Миллер]

именно за счёт сдвига максимума за ВМТ и большей степени расширения.

У всех ДВС максимум "за ВМТ". Нет ни одного ДВС с максимумом до ВМТ! Вернее, есть, но они назваются реверсивные ;D
Большая степень расширения дизеля является таковой из за его большей степени сжатия. Сейчас есть бензинки с дизельной  СС и дизель здесь отдыхает.
Экономичность дизеля выше только за счет регулирования мощности по альфа (качественное регулирование) и отсутствия дроссельной заслонки.
В нашем двигателе, в двигателях GDI и др. все это уже давно есть...

 

[Kanonier]

То, что Вы себя убедили мы нисколько не сомневаемся. Попробуйте убедить нас.

Попробуем.
Пространственное разделение в поршневом.
До момента  и о горении в КС я уже говорил - пост 360.

Далее в нужный момент, ( кстати проблем в этом нет, организовать сгорание смеси кратно быстрее в указанной КС несложно – а это значит меньше времени греем стенки КС, ну на худой конец – сдвиг по фазе между компрессионными и рабочими поршнями), срабатывает выпускной клапан  с учетом нужного постепенного повышения давления (как редуктор), и нагружается рабочий цилиндр(ы).

Еще замечу, кратно более быстрое сгорание смеси в данной КС  обеспечивает возможность использовать смеси в большом диапазоне обеднения (исчезает неиндентичность циклов) – а значит качественное регулирование.  Еще плюс в экономичности.

Для того чтобы избежать тепловые потери на дополнительную поверхность (свод цилиндра) вполне разумно предлагается оппозитник со встречными поршнями.

Чисто рабочий цилиндр, и соответственно поршень большей площадью, чем компрессионный – продолженное расширение (цикл Аткинсона).

Рычаг его кривошипа может быть меньше, а это относительно меньшая площадь охлаждающей поверхности, тихоходность  больше обороты –больше мощность (а то, что компрессионный будет выходить за пределы дозволенного, так там не те нагрузки и температуры).

Масса плюсов, но такой фатальный недостаток, как газодинамические потери практически хоронит данное решение. Ну, а работа клапанов (да и их механическая и термическая стойкость) должна быть на грани фантастики.

Но плюсы надо запомнить.

 

[Varan]

что именно за счёт сдвига максимума за ВМТ и большей степени расширения.

Почему дизель экономичнее?
Можно посчитать кпд цикла карно для дизеля и бензинового двс
В современных двигателях максимальная температура в цилиндре составляет:
для карбюраторных ДВС – 2400-2800К
для дизельных ДВС – 1800-2200К.
Температура в конце расширения:
  для карбюраторных ДВС – 1200-1500К
  для дизельных ДВС – 900-1300К.
Если осуществить идеальный цикл Карно в этих температурных интервалах, то его КПД составит:
для карбюраторных ДВС   КПД=(1- 1200/2800)*100 =57%
для дизельных ДВС            КПД=(1- 900/2200)*100 =59%
вот первая причина,
вторая- то что дизель не работает при альфа меньше 1,10-1,15
а бензиновый дает максимальную мощность при альфа 0,85-0,9

 

[mycrad]

А максимальное плечо это когда шатун и кривошип расположены друг к другу под углом 90*. Но это не половина хода поршня. Всё зависит от длины шатуна

- Длинна шатуна вообще не имеет к этому отношения!
Именно половина хода поршня - не более и не менее (или мы говорим о разных терминах).

 

[mycrad]

Зачем же терять половину хода? Ленуар уже на этом погорел. Почему выгодно иметь Рмах в середине хода?
Зачем поршню прохлаждаться в начале хода?

- зачем же так прямолинейно? (это же желаемое, а не имеемое!)

 

[mycrad]

Но если Вы не нажмете на педаль в ВМТ, то она никогда не двинется вниз!

Если  "нажимание" будет производиться вдоль оси шатуна педали, то она действительно никогда не двинется вниз (а именно в таком направлении совершается "нажимание" на поршень, когда он находится в ВМТ. И именно по-этому "лучше" если давить на поршень после ВМТ(процессы сжимания рабочей смеси пока во внимание не берём).

 

[mycrad]

Момент - это работа или мощность.

- или вы не правильно применили термины, или не совсем логично их понимаете.

 

[mycrad]

Что касается низкооктанового бензина, то кто мешает его сжигать в ВМТ и " забрать энергию расширяющихся продуктов горения", используя весь ход поршня, а мне только его часть?

- Конечно забираем энергию сгорания топлива, в течении всего хода поршня!!! Разговор идёт о том, что поскольку плечо (рычаг) в положении поршня на середине его хода, максимальный, то и "хотелось бы" чтобы и давление на поршень в это время было максимально, а не тогда когда рычаг отсутствует!(поршень в ВМТ).
А как "вынуждены поступать" то мы и так знаем.

 

[mycrad]

Еще Уатт жаловался, что машинисты на его машинах поздно закрывают подающий клапан. И почти не используют энергию расширения пара. Давление пара в НМТ почти не падало, а потом пар удалялся через  выхлопной клапан.

Не будем же по причине не правильного закрывания машинистами подающего клапана, считать паровую машину "не правильной"!
Не обсуждаем конструкцию конкретную, а пробуем анализировать рабочий процесс в ДВС и исходя уже из этого -  "думать" как решить возникающие при этом проблемы.

 

[JohnDoe]

JohnDoe, извините у вас с головкой все в порядке,

У меня и с головкой и с головой всё в порядке, в отличии от...

это каким образом площадь под кривой в координатах давление угол поворота может мощности соотвествовать- бред один хоть бы с бозовыми определениями физики разобрались

Вот-вот, Вы таки разберитесь с бАзовыми определениями физики, уважаемый двигателист, а потом уже кидайтесь других поучать. Сами же далее пишите:

работа совершаемая в цилиндре определяется как произведение этого давления на рабочий объем (через интеграл конечно)

Если включить то, что Вы называете "головкой", то можно заметить, что угол поворота КВ - это ф-ция изменения объёма ВО ВРЕМЕНИ, а что такое работа на время? Правильно, это МОЩНОСТЬ. Так что, освежите знания "базового курса".

Но если Вы не нажмете на педаль в ВМТ, то она никогда не двинется вниз!
Следовательно, положение поршня для своего Рмах Вы никогда и не дождетесь.
Здесь обычная истина: не затратишь работу, ничего не получишь.

В ВМТ перемещение поршня обеспечивает маховик, если его, или чего-то подобного не будет в системе, можно хоть до опупения "жать на педаль в ВМТ" - ничего полезного мы не получим. Этим, кстати, ещё паровики страдали - если поршень находится в ВМТ - паровоз с места не тронется(стартера/сцепления у оных не предусмотренно было). Вот и изголялись. А защиту от "позднего зажигания" машинистов тоже быстро придумали - центробежный регулятор отсечки пара, такой паровой трамблёр.

Что касается низкооктанового бензина, то кто мешает его сжигать в ВМТ и " забрать энергию расширяющихся продуктов горения", используя весь ход поршня, а мне только его часть?

Да никто, кроме детонации. Все постоянно забывают, что "обычный" ВАЗовский двиг на "обычном" бензине НЕ МОЖЕТ нормально работать с такой СС, как у ЧВИ, а у него работает! Низкооктановый сгорает быстрее в этих условиях, но за счёт того, что он горит за ВМТ(на расширении) нет превышения нарастания давления и превышения предельного давления, нет отрицательной работы по сжатию горящей смеси, по-этому казалось бы меньший рабочий ход даёт суммарно лучшие результаты.
ИМХУ.

 

[JohnDoe]

- Длинна шатуна вообще не имеет к этому отношения!
Именно половина хода поршня - не более и не менее (или мы говорим о разных терминах). 

Имеет, имеет т.к. от длины шатуна зависит лямбда(отношение радиуса кривошипа r к длине шатуна L), а данный параметр входит в формулу вычисления пути поршня от угла поворота КВ [ch981]:
Sп = r[(1[ch8722]cos[ch981])+[ch955]/4(1[ch8722]cos2[ch981])];
Так, например, при [ch955]= 1/4 при повороте КВ на 90 гр. поршень проходит больше половины своего хода S:
Sп = r * (1 [ch8722] cos90) + r/4 * 1/4 * (1  [ch8722]cos2 * 90) = 9/8 * r [ch8776] 0,56S
Вот, как-то так.

 

[Varan]

уважаемый  JohnDoe угол поворота коленвала никоим образом со временем не связан он может изменяться как быстро так и медленно, поэтому мощность двигателя никоим образом нельзя определить по площади ни в координатах давление угол поворота ни в координатах давление объем

график в координатах давление угол поворота получают при снятии индикаторной диаграммы, никакого физического смысла площадь под кривой этого графика не имеет , для того чтобы появился физический смысл этот график следут перестроить в координаты давление объем вот там площадь под кривой равна работе по той причине что работа представляет собой произведение силы на перемещение а силу можно представить как произведение  давления на площадь поршня
в результате получаем работа= давление* площадь поршня* перемещение а произведение площади на перемещение это объем
вот только здесь и получается физический смысл площади, уж с азбукой то наверное можно самому разобраться а не повторять неизвестно чьи бредни

за резкость приношу  извинить- сорвался читая бред сивой кобылы, ошибки в тексте по причине ленности обычно не проверяю написанное а кнопки иногда не те нажимаются или не пропечатываются

 

[JohnDoe]

уважаемыйJohnDoe угол поворота коленвала никоим образом со временем не связан он может изменяться как быстро так и медленно, поэтому мощность двигателя никоим образом нельзя определить по площади ни в координатах давление угол поворота ни в координатах давление объем

Позволю себе не согласиться, не менее уважаемый Varan. Что изменение поворота КВ, что изменение объёма(в КШМ эти два параметра взаимоувязанны) происходят во времени, от того, что угол КВ или объём будут изменяться быстрее или медленнее смысл не поменяется, изменятся величины. По-сему вполне корректно использовать в качестве единицы времени дельту Фи или дельту V. Для внесистемного(не СИ и не ГОСТ), абстрактного выражения мощности. Вопрос/спор больше терминологический, чем по существу. ИМХУ.

график в координатах давление угол поворота получают при снятии индикаторной диаграммы, никакого физического смысла площадь под кривой этого графика не имеет , для того чтобы появился физический смысл этот график следут перестроить в координаты давление объем вот там площадь под кривой равна работе

Это мне известно, а также известна связь изменения объёма от хода поршня. Выше я уже приводил формулу из методички Вашей альма-матер, в которой также прослеживаетя связь величины хода поршня от угла поворота КВ. Так что, если не претендовать на чистоту и академичность(а я и не претендую), то вполне ранее приведённый график графиком мощности по углу поворота КВ. Ежели его достроить до полного оборота/360гр., нарисовав линию сжатия, то можно будет воочию лицезреть полную индикаторную мощность движка. которая будет представлять собой область между линией расширения и линией сжатия. Получим таким образом кол-во работы за оборот или другими словами опять же мощность Дж/оборот. И т.д.

за резкость приношу извинить- сорвался читая бред сивой кобылы, ошибки в тексте по причине ленности обычно не проверяю написанное а кнопки иногда не те нажимаются или не пропечатываются

Ну и Вы меня извините за ээээээ некотою несдержанность. А ошибки... это я так, со зла, сам такой.