Митрофанов С.В.:
«Завершая раздел механики с ее резервами, хочу заметить, что именно в поиске альтернатив кривошипно-шатунному механизму и созданием компактных схем двигателей занято большинство изобретателей. Я думаю, что после прочитанного можно сделать вывод о незначительности возможного эффекта, который, помимо компактности, потенциально может здесь существовать.»
Нет возражений.
Митрофанов С. В.:
«Потерянная эта энергия для разных типов двигателей и разных режимов их работы имеет разное деление на составляющие, но значения этих составляющих находятся в диапазонах, указанных ниже:
- потери от неполноты сгорания топлива 2%[ch247]25%
- потери в систему охлаждения – 15%[ch247]30%
- потери с отработавшими газами – 20% [ch247] 55%
- потери от несвоевременности подвода тепла к циклу.»
Поскольку в статье акцент делается на потерях от неполноты сгорания, скажем, что в современных поршневых ДВС потери от неполноты сгорания составляют не более половины процента от количества располагаемой смеси. Цифры 2-25% абсолютно не соответствуют действительности. Неполнота сгорания вещь точно измеряемая через состав выхлопных газов. Прямыми показателями неполноты сгорания являются СО и СН, а опосредствованным - показатель NO.
Митрофанов С.В.:
«Полный КПД двигателя определяется как произведение индикаторного и механического КПД.»
Ваша ошибка в данном утверждении. Т.е. утверждение соответствует истине, но сама истина не полная. Полный (или эффективный) КПД двигателя определяется как произведение термического, индикаторного и механического КПД. Причем показатель термического КПД теплового двигателя является определяющим в решении вопроса о возможностях конкретного двигателя. Можно принять допущение, что индикаторный и механический КПД двигателя доведены до идеала, но если тепловая машина имеет низкий термический КПД, полный (эффективный) КПД тоже будет низким. Величина термического КПД зависит от степени сжатия и ни от чего больше.
Митрофанов С.В.:
«Эта энергия может быть использована для привода турбин компрессоров наддува двигателей (мы уже рассматривали), реже – еще и для привода дополнительных силовых турбин, отдающих мощность на выходной вал. Во всех этих случаях двигатели называются уже не поршневыми, а комбинированными.»
Согласен, но этот пункт требует дополнительного пояснения. Использование комбинированной машины означает увеличение степени сжатия свежего заряда и степени расширения продуктов сгорания. Суммарная степень сжатия комбинированной машины вычисляется как произведение степени сжатия в цилиндре на степень сжатия в турбине. Соответственно вычисляется и степень расширения. С точки зрения технической термодинамики комбинированная машина это тепловой двигатель с более высокой степенью сжатия и более высоким термическим КПД.
Личное мнение о статье: написана очень грамотно, понятно. Может служить настольным пособием для тех, кто хочет вникнуть в суть проблем практического двигателестроения. В то же время статья «хромает» на ту же ногу, что и вся современная теория рабочих процессов. Это поверхностное отношение к основам классической термодинамики, которая и должна определять перспективы дальнейшего совершенствования тепловых машин.
При заданной величине степени сжатия величина индикаторного КПД не может быть увеличена выше определенного предела. В ДВС с идеальной степенью сжатия значение индикаторного КПД условно можно считать равным единице.
Завершу свои размышления аналогичным Вашему выводом: в вопросах достижения высоких показателей индикаторного КПД практика двигателестроения практически исчерпала все возможности. Дальнейшее существенное увеличение эффективного КПД возможно только через увеличение термического КПД.
Червяков В.И.:
«Меня коробит (как инженера) когда говоря что степень сжатия влияет на мощность, работу и т.д. двигателя. Степень сжатия это геометрический параметр двигателя. Отношение объёма КС к полному объёму. Т.е. это всё равно что сказать размер ноги влияет на умственные способности. Давайте скажите у кого какой размер и присудим ему первое место в наших изысканиях. У меня 45 размер.»
Честно скажу, приведенное утверждение удивило меня до крайности. Скажем так: для простого моториста степень сжатия действительно абстрактная категория. Это действительно геометрический параметр, который довольно трудно привязать к конкретным режимам работы двигателя. Компрессия дает обычному автовладельцу более полное представление о характеристиках и, особенно, о текущем состоянии конкретного двигателя.
Если же мы ведем речь о двигателе как о некоем устройстве, в котором реализуются законы физики, то требуется переход к более сложным категориям, объясняющим суть действия этого устройства. Довольно часто бывает, что энтузиазм и желание критической оценки и подхода к работе двигателя возникают на почве интуиции. Но на своем примере знаю, что на голой интуиции далеко не уедешь. Чтобы решать возникающие вопросы, теорию надо знать.
Учение классической термодинамики о тепловых машинах строится на положении о наличии некоей системы, внутри которой между горячим и холодным источниками теплоты располагается устройство, преобразующее теплоту в работу. Критерием оценки эффективности действия такой системы является термический КПД. Термический КПД показывает, какое количество теплоты устройство получило от горячего источника, какую часть от этой теплоты преобразовало в работу, а какую часть отдало холодному источнику. Причем необходимость передачи в виде компенсации части теплоты холодному источнику является законом природы и в термодинамике она сформулирована как второе начало (или второй закон термодинамики). Тепловая машина может быть рассмотрена как реальный, а не фантастический проект при условии: 1. Работа термодинамической системы должна соответствовать первому началу термодинамики. 2. Работа тепловой машины должна соответствовать второму началу термодинамики. Данные положения ограничивают полет фантазии в плане усовершенствования тепловой машины теоретическими границами: а) не пытайся строить вечный двигатель первого рода – это невозможно; б) не пытайся строить вечный двигатель второго рода – это тоже невозможно.
Далее очерчиваются некоторые правила, которые надо знать, чтобы избежать ошибок: а) показатель термического КПД зависит исключительно от разности температур горячего и холодного источников и ни от чего больше; б) температура горячего источника не может быть произвольной, она определяется величиной степени сжатия рабочего тела, используемого в тепловой машине; в) температура холодного источника тоже не может быть произвольной величиной, она определяется величиной степени расширения рабочего тела; г) для удобства рассмотрения гипотетических моделей в термодинамике степень расширения считается равной степени сжатия.
Теплота преобразуется в работу исключительно путем изменения объема рабочего тела. Если не будет изменения объема, то не будет и работы. Показателем, выражающим изменение объема рабочего тела в процессе совершения работы, является степень сжатия. Эффективность тепловой машины (или его КПД) зависит от кратности изменения объема рабочего тела (т.е. от величины степени сжатия).
Расчет любого двигателя (это уже и инженеров касается) начинается с вопроса: на что теоретически способна задумываемая тепловая машина? Ответ на этот вопрос дает исключительно один параметр – величина степени сжатия. Т.е. величина степени сжатия позволяет вычислить наивысший, теоретически возможный КПД машины. После этого, узнав теоретический потолок возможностей, мы переходим к вычислениям воздействия других факторов на предполагаемый к реализации проект.
Надеюсь, эти пояснения в некоторой степени смягчат Ваше недоброжелательное отношение к степени сжатия.
Червяков В.И.:
«Ибадуллаев написал новую теорию по термодинамики, а я ничего нового не пишу, я говорю, что в двигателе надо законы механики немного применять, т.к. двигатель это МЕХАНИЗМ, и термодинамику т.к. там тепловые преобразования.»
Владимир Иванович, как говорят каждому свое, тут спорить не о чем. Но чтобы быть понятым, надо к провозглашаемым лозунгам общего характера приложить конкретные предложения. В частности: 1. Какие именно законы механики в своем двигателе Вы лучше применяете или усовершенствуете? 2. Каков по Вашему мнению механический КПД современных ДВС и на сколько его можно увеличить, применив законы механики но новому?