Рабочий процесс ДВС.

Андрей Миллер

Я люблю строить самолеты!
Заблокирован
Значит Вы согласны, что у бензинового двигателя КПД 40%, как на дизеле, это допустимо?
Алексей Вуль утверждает, что КПД его бесшатунного двигателя - 53%. Я не проверял... :)
 

cloud

Мне нравятся бесшатунные моторы
Откуда
Украина
Мне интересно чтобы такой расход был без использования компьютера и кучи датчиков, а также значительного количества исполнительных механизмов.
Чтобы говорить про "кучу" датчиков и исполнительных механизмов, вначале потрудитесь узнать, что такое система впрыска LH-Jetronic, установленная на двигателе В202 СААБа-9000 выпуска 1986 года. Ну, а заявленная экономичность в загороднем режиме обязана, в первую очередь, турбине.
 

cloud

Мне нравятся бесшатунные моторы
Откуда
Украина
А вот после этого уже добавить электронной "требухи" и получить ещё меньший расход!
Однако перед этой процедурой надо поучиться у шведов, как делать хорошие, долгоиграющие моторы. 
 

cloud

Мне нравятся бесшатунные моторы
Откуда
Украина
А вот после этого уже добавить электронной "требухи" и получить ещё меньший расход!
А вот здесь наши интересы расходятся - мне больше нравится создавать собственные моторы с нуля.  :-[
А что Вам удалось сделать, используя электронную "требуху"? :-?
 

cloud

Мне нравятся бесшатунные моторы
Откуда
Украина
Лучше в споре использовать реальную степень сжатия:от момента закрытия впускного клапана до ВМТ - полный обьём 
Тогда у ЧВИ, точнее в его тюнингованом моторе, определение степени сжатия звучит иначе - отношение полного объема к объему в момент подачи искры.
 

Андрей Миллер

Я люблю строить самолеты!
Заблокирован
Нужно просто понимать, что работа двигателя на частичных режимах крайне неэкономична и имеет резервы для улучшения. 
Это все понимают и стараются делать двигатели с качественным регулированием мощности. Например двигатели с непосредственным впрыском - GDI и др.
Мы тут уже выяснили, что двигатель работающий с альфа 2 (то есть на 50% мощности) экономичнее двигателя с количественным регулированием (с дроссельной заслонкой) на 25-35%.
Однако, процесс, реализуемый в одном цилиндре, не обладает большими возможностями для организации подобного рабочего процесса. Максимум - альфа до 1,6.
В нашем рабочем процессе, в двух цилиндрах, возможно обеднение смеси до альфа 2.5.
В отличие от обсуждаемой выше темы,  данные параметры полностью согласуются с теорией ДВС и технической термодинамикой. Об этом знали давно, дизели с таким альфа работали, но сделать такой бензиновый двигатель одному из первых  удалось  только В.М. Кушулю.
 

Ибадуллаев

Я люблю строить самолеты!
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?
 

Vladimir059

Я люблю строить самолеты!
Откуда
тольятти
Добрый день Гаджикадир Алиярович! Рад Вас видеть на форуме.
Несколько слов в своё оправдание.
Я с вами согласен (см.выше) что Вы говорите о теории, но я говорю о реальном двигателе, а не о теоритическом - т.е. адиабатном. К сожалению тепловые потери в теории не учитываются. Проще говоря, я уменьшаю тепловые потери на радиатор и повышаю эффективность преобразования. Понятно, при высокой СС мы тепло уходящее в глушитель преобразуем в механическую энергию. Так у Седунова выхлоп у дизеля не более 70*С, ну какая турбина там будет работать?
Вот я на конференции на ВАЗе (в прошлом году) выступал, привожу доклад. Хочется узнать Ваше мнение.

http://www.ge.tt/#!/9KbIcBD/v/0
 

Андрей Миллер

Я люблю строить самолеты!
Заблокирован
Испытания проводились на ВАЗовском дизеле, Вы про него наверно и не слышали. Барнаул выпускал для 04 модели. Заяви он что ресурс 500 000 км, то Вы скажете маловато, нужен миллион. 
Владимир, я был на ВАЗе в 2000 году. Именно в это время происходил "переход" этого дизеля от ВАЗа к БТМ.
На ВАЗе мне серьезно помогли с изготовлением деталей и выслушали. Как ни странно проявили большой интерес к нашим двигателям и подписали протокол, где было сказано, что "получите результаты - приходите".
"Результаты" мы понимаем правильно. Это полная доводка и исследование двигателей (2Д200 и ДНБ - 4). Задача не выполнена нами до сих пор...
 

Vladimir059

Я люблю строить самолеты!
Откуда
тольятти
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. 
Тут я могу пояснить.
Если у Вас известно количество топлива, то и не надо искать СС для максимального преобразования энергии. Итак понятно сколько выделится энергии. Если взять что двигатель адиабатный, мех потерь нет, то и считайте. А для чего нужна СС? Степень сжатия ускоряет процесс сгорания, что даёт наиболее полно сгореть топливу.
Весь вопрос в том, как избавиться от тепловых потерь, а значит повысить эффективность работы.
В не зависимости от СС мы подстраиваемся под процесс горения делая раньше или позже УОЗ.
 

Ибадуллаев

Я люблю строить самолеты!
но я говорю о реальном двигателе, а не о теоритическом - т.е. адиабатном. К сожалению тепловые потери в теории не учитываются.
1. Адиабатный двигатель это вполне приемлемая теоретическая модель или гипотеза. В практическом плане это миф созданный теми, кто пронесся по теории галопом по европам. Одно время поднялся шум, что японцы то ли строят, то ли уже построили адиабатный двигатель. Не знаю, то ли характер у меня портится от изучения теории, то ли по какой другой причине, но есть вещи, которые категорически нельзя принимать. Адиабатный, изохорный, изабарный и изотермный - это категории, которые используются в термодинамике идеальных газов. 
2. Владимир Иванович, с чего Вы решили, что в теории не учитываются тепловые потери? Если кратко выразить суть термодинамики и теории рабочих процессов, то это науки, которые исследуют процессы  преобразования части теплоты в работу и передачи ее потребителю, а другой части в окружающую среду.
Проще говоря, я уменьшаю тепловые потери на радиатор и повышаю эффективность преобразования. Понятно, при высокой СС мы тепло уходящее в глушитель преобразуем в механическую энергию. Так у Седунова выхлоп у дизеля не более 70*С, ну какая турбина там будет работать?
1. Оно понятно, что Вы уменьшаете долю тепловых потерь в радиатор и в глушитель. Но как? Эффективность преобразования зависит от количества работы, которую рабочее тело в состоянии выполнить. Эта способность рабочего тела зависит от того, насколько оно способно расшириться. Способность рабочего тела к расширению в тепловой машине огрничивается степенью сжатия-расширения.
2. Выхлоп у дизеля не более 70*С :~~).
Теоретически это невозможно. На практике это называется чудом. Но Вы же знаете, что я чудесами не занимаюсь
;D
Весь вопрос в том, как избавиться от тепловых потерь, а значит повысить эффективность работы.
Получается тавтология, но скажу так: избавиться от тепловых потерь полностью невозможно. Это противоречит второму закону термодинамики. Можно избавиться от части тепловых потерь. Для этого надо максимально возможную долю от располагаемой теплоты превратить в работу. То, что останется будет отнесено к тепловым потерям. Чтобы превратить максимальнуо возможную долю теплоты в работу, надо увеличить СС тепловой машины.
В чем заключается суть термического КПД? Берем количество располагаемой теплоты Q, берем величину СС и делаем расчет. Получаем долю теплоты Q1, которую можно превратить в работу и долю теплоты Q2, которую потеряем. После этого как бы мы не совершенствовали процессы сгорания и механическую часть двигателя количество теплоты Q2 мы потеряем. Уберете радиатор, потери неизбежно должны уйти в глушитель. Закроете глушитель, потери все равно будут. Чтобы картина с этими вопросами стала ясной, советую Вам внимательно прочитать статью Митрофанова С.В., там все изложено доходчиво.   
 
Откуда
Владимир
Полный (или эффективный) КПД двигателя определяется  как произведение термического, индикаторного и механического КПД
Ну не знаю возможно в вашей теории которую вы пишите это и так но в общепринятой индикаторный кпд уже включает термический кпд и совсем не следует еще раз учитывать то что уже учтено
и поэтому в теории используется еще и относительный КПД как раз равный отношению индикаторного и термического кпд
 

Ибадуллаев

Я люблю строить самолеты!
Ну не знаю возможно в вашей теории которую вы пишите это и так но в общепринятой индикаторный кпд уже включает термический кпд и совсем не следует еще раз учитывать то что уже учтено
Спасибо, за комплимент,  ;Dно понятие термического КПД возникло даже раньше, чем термин "Термодинамика". За точность не ручаюсь, но кажется это сделал Карно. Базовые процессы преобразования теплоты в работу относятся к сфере классической термодинамики. В ней процессы исследуются исключительно с позиций начал термодинамики и постулатов термодинамики идеальных газов. В ней даже нет понятий  воздух, топливо, смесь, сгорание и пр.,
Индикаторные процессы относятся к сфере теории рабочих процессов. По этой причине они никак не могут учитываться вместе.
 

cloud

Мне нравятся бесшатунные моторы
Откуда
Украина
Так у Седунова выхлоп у дизеля не более 70*С, ну какая турбина там будет работать?
Осталось уточнить, в каком месте выпускного тракта замерялась температура отработанных газов - сразу после выпускных клапанов, на входе в глушитель, на выходе из глушителя и т.д.  :-?
 
Откуда
Владимир
Ну не знаю возможно в вашей теории которую вы пишите это и так но в общепринятой индикаторный кпд уже включает термический кпд и совсем не следует еще раз учитывать то что уже учтено
Спасибо, за комплимент,  ;Dно понятие термического КПД возникло даже раньше, чем термин "Термодинамика". За точность не ручаюсь, но кажется это сделал Карно. Базовые процессы преобразования теплоты в работу относятся к сфере классической термодинамики. В ней процессы исследуются исключительно с позиций начал термодинамики и постулатов термодинамики идеальных газов. В ней даже нет понятий  воздух, топливо, смесь, сгорание и пр.,
Индикаторные процессы относятся к сфере теории рабочих процессов. По этой причине они никак не могут учитываться вместе. 

А не важно когда возникло , определения и того и другого даны в теории двигателей и описание тоже- нужно только посмотреть и убедиться что там написано а не выдавать желаемое за действительное

Поэтому берете например книжку
Теория поршневых и комбинированных двигателей1983года под редакцией Орлина (ее можно найти и скачать в сети)
открываете на стр168 и читаете

в отличии от термического кпд индикаторный кпд учитывает НЕ ТОЛЬКО ОТВОД ТЕПЛОТЫ Q2 ХОЛОДНОМУ ИСТОЧНИКУ, но и потери связанные с неполнотой сгорания, диссоциацией.......

так что как видите индикаторный кпд учитывает все то  что и  термический и еще кое что сверх того, если вам это неизвестно то это только ваши проблемы но никак не проблемы теории
 

mycrad

интересно - кто там за облаками?
А что Вам удалось сделать, используя электронную "требуху"?
- Не понял претензий?!
- Это вы к чему?
Не внимательно читаете или как-то своеобразно воспринимаете написанное не вами?
 

Vladimir059

Я люблю строить самолеты!
Откуда
тольятти
2. Владимир Иванович, с чего Вы решили, что в теории не учитываются тепловые потери? Если кратко выразить суть термодинамики и теории рабочих процессов, то это науки, которые исследуют процессыпреобразования части теплоты в работу и передачи ее потребителю, а другой части в окружающую среду. 
Гаджи (позвольте Вас так называть), часть тепла передаётся в окружающую среду с выхлопом это понятно (к холодному источнику). А как снизить темнературу двигателя? Повышая СС мы поднимаем температуру при предварительном сжатии, т.е. у Вас степень сжатия 25 (в 2,5 раза выше чем положено). соответственно чтобы в КС, после сжатия, осталась та же температура как в обычном двигателе, Вам достаточно температуры двигателя 40*С. При 95-105*С (это на ВАЗ-2110) у вас идёт перегрев смеси и происходит самовоспламенение. Вы это не замечали? У меня на классике это происходило при СС 13, пришлось включить отсечку топлива (она была отключена), а то двигатель мог долго работать. На -10 ке это происходит автоматически при выключении зажигания. Вы это как нибудь учитывали?
По этой причине, у Седунова СС выше вашей в 2 раза, значит температура двигателя будет около 20*С. Соответственно в температуре выхлопа 70*С нет ничего удивительного.
 

mycrad

интересно - кто там за облаками?
Берем количество располагаемой теплоты Q, берем величину СС и делаем расчет. Получаем долю теплоты Q1, которую можно превратить в работу и долю теплоты Q2, которую потеряем. После этого как бы мы не совершенствовали процессы сгорания и механическую часть двигателя количество теплоты Q2 мы потеряем. Уберете радиатор, потери неизбежно должны уйти в глушитель. Закроете глушитель, потери все равно будут. Чтобы картина с этими вопросами стала ясной, советую Вам внимательно прочитать статью Митрофанова С.В., там все изложено доходчиво.
- Видимо отсутствие взаимопонимания оппонентов обусловлено тем, что как раз двигатель с доработками Владимира Ивановича - больше подходит под  теорию ДВС, чем классический ДВС (снова пропускаем, пока, дизель). Потому, что именно когда двигатель "пытается" использовать весь потенциал энергии рабочего тела, можно говорить о неизменности величины Q2.
А когда двигатель "вынужден" тратить часть, уже полученной, энергии на сжимание расширяющихся газов до ВМТ, то понятно, что в данном случае, уменьшая "участок" сжатия расширяющихся газов до ВМТ, мы "приближаем" действительный Q2 к теоретическому.
 

Андрей Миллер

Я люблю строить самолеты!
Заблокирован

Андрей Миллер

Я люблю строить самолеты!
Заблокирован
У меня на классике это происходило при СС 13, пришлось включить отсечку топлива (она была отключена), а то двигатель мог долго работать. На -10 ке это происходит автоматически при выключении зажигания. Вы это как нибудь учитывали?
Владимир, у Вас бензиновый двигатель, и Вы сжимаете ТВС до СС - 13.
А она детонирует уже при  СС - 9, если у Вас бензин А-92.
Ничего удивительного нет! Уменьшение Т ОГ при увеличении СС, так же известный факт. Все уже давно известно!
Вам зажигание вообще не нужно, так как при СС - 13 происходит самовоспламенение ТВС, и сгорание начинается независимо от Вашего УОЗа.
 
Вверх