Некоторые размышления об особенностях горения различных топлив в различных двигателях периодического действия.

[Splice]

Конечно не только - сейчас пытаюсь разработать СПЭГ (свободно поршневой электро генератор) "Liquid Engine" (расскажу чуть позже)...

Интересно! На основе ротора или возвратно-поступательное движения?

 

[Kim]

11182

Новый 8-клапанник ВАЗ-11182 - КОЛЕСА.ру – автомобильный журнал

Как он устроен, за счёт чего подняли мощность и момент

www.kolesa.ru

Начнем с ГБЦ. Она претерпела очень серьезные изменения. Инженеры ВАЗа полностью поменяли рубашку охлаждения, изменили каналы впуска и выпуска и оптимизировали камеру сгорания. Как известно, камера формируется за счет головки блока и самого поршня. У 189-го мотора поршень был плоским, а камера сгорания формировалась в основном за счет головки. Такая конфигурация была выбрана для использования шатунов длиной 133,32 мм, унифицированных с 16-клапанными моторами. Впрочем, плоский поршень не позволял реализовать потенциал двигателя по крутящему моменту из-за необходимости снижения угла опережения зажигания. Такая форма камеры сгорания имеет не самые оптимальные антидетонационные свойства, и единственный способ борьбы с этим явлением – уменьшение угла опережения зажигания.

В новом двигателе использованы более короткие, длиной 128 мм, шатуны от 1,8-литрового двигателя, а объем камеры сгорания в значительной степени формируется за счет выборки в днище поршня. Это позволило улучшить закручивание потока топливо-воздушной смеси и достичь существенно лучшего смешивания воздуха с топливом, а значит, улучшило антидетонационные свойства камеры сгорания, дало возможность использовать более оптимальные углы опережения зажигания и повысить степень сжатия с 10.3 до 10.5.


Возникает закономерный вопрос: а зачем вообще держаться за схему с двумя клапанами на цилиндр, если еще в 1992 году ВАЗ показал опытный образец «десятки» с 16-клапанным двигателем ВАЗ-2112, развивавшим 94 л.с., то есть на 16 л.с. больше, чем восьмиклапанный аналог (об истории создания этого мотора мы рассказали весьма подробно). Да и Lada Largus оснащается 106-сильным 16-клапанным ВАЗ-21129…

Планируя модернизацию восьмиклапанного двигателя, заводские конструкторы поставили себе планку – не делать максимальную мощность выше 67,5 кВт или 90 л.с. (с точки зрения физики данное равенство необъяснимо, и оно полностью остается на совести налоговиков).

Дело в том, что производители, которые выпускают автомобили с двигателями мощностью более этого значения, платят дополнительный акциз (увеличивающийся к тому же год от года), что неизбежно приводит к удорожанию автомобиля.

 

[надым мд-20]

11182

Новый 8-клапанник ВАЗ-11182 - КОЛЕСА.ру – автомобильный журнал

Как он устроен, за счёт чего подняли мощность и момент

www.kolesa.ru

Начнем с ГБЦ. Она претерпела очень серьезные изменения. Инженеры ВАЗа полностью поменяли рубашку охлаждения, изменили каналы впуска и выпуска и оптимизировали камеру сгорания. Как известно, камера формируется за счет головки блока и самого поршня. У 189-го мотора поршень был плоским, а камера сгорания формировалась в основном за счет головки. Такая конфигурация была выбрана для использования шатунов длиной 133,32 мм, унифицированных с 16-клапанными моторами. Впрочем, плоский поршень не позволял реализовать потенциал двигателя по крутящему моменту из-за необходимости снижения угла опережения зажигания. Такая форма камеры сгорания имеет не самые оптимальные антидетонационные свойства, и единственный способ борьбы с этим явлением – уменьшение угла опережения зажигания.

В новом двигателе использованы более короткие, длиной 128 мм, шатуны от 1,8-литрового двигателя, а объем камеры сгорания в значительной степени формируется за счет выборки в днище поршня. Это позволило улучшить закручивание потока топливо-воздушной смеси и достичь существенно лучшего смешивания воздуха с топливом, а значит, улучшило антидетонационные свойства камеры сгорания, дало возможность использовать более оптимальные углы опережения зажигания и повысить степень сжатия с 10.3 до 10.5.


Возникает закономерный вопрос: а зачем вообще держаться за схему с двумя клапанами на цилиндр, если еще в 1992 году ВАЗ показал опытный образец «десятки» с 16-клапанным двигателем ВАЗ-2112, развивавшим 94 л.с., то есть на 16 л.с. больше, чем восьмиклапанный аналог (об истории создания этого мотора мы рассказали весьма подробно). Да и Lada Largus оснащается 106-сильным 16-клапанным ВАЗ-21129…

Планируя модернизацию восьмиклапанного двигателя, заводские конструкторы поставили себе планку – не делать максимальную мощность выше 67,5 кВт или 90 л.с. (с точки зрения физики данное равенство необъяснимо, и оно полностью остается на совести налоговиков).

Дело в том, что производители, которые выпускают автомобили с двигателями мощностью более этого значения, платят дополнительный акциз (увеличивающийся к тому же год от года), что неизбежно приводит к удорожанию автомобиля.

94 лс возможно задушен программно а возможно не задушен а так написали. Потому что этот же движок 16 клапанов на катере написано 100 лс

 

[Kim]

Немного можно поговорить о форме поршня, в основном его донышка.
сначала делали самую простую форму - плоское дно.
Либо чуть выпуклое.
Маленький тронк позволяет сделать размер двигателя поменьше, но нормальную долговечность при таком ждать не приходится.
Делаются углубления напротив клапанов. На втором фото они совсем небольшие. Такие не могут предотвратить касание поршня при обрыве ремня ГРМ, поэтому они служат не для этого. Такие углубления позволяют расширить фазы впуска-выпуска при поршне в ВМТ.
На третьем фото углубления уже побольше, такой объём ещё невозможно считать частью камеры сгорания, но движение в ту сторону происходит.
Четвёртое фото - то же самое при 4-х клапанах.
Пятое и шестое фото уже с большими углублениями, которые и клапана берегут, и как части камеры сгорания работают. Выступ посередине слегка разделяет камеру сгорания, дробя её объём.
А на седьмом просто выступ без обслуживания клапанов.

 

[Kim]

На фото хорошо видна залитая дополнительная вставочка под кольца для прочности.
На что только не идут люди, чтобы уменьшить вес деталей с возвратно-поступательным движением.
Поршень из алюминия плюс ухищрения.
Но это поршни дизелей, тут и нагрузки посерьёзнее.
Углубления для клапанов здесь даже более важны, поскольку поршень подходит гораздо ближе, камера сгорания гораздо меньше, а ещё нужны объёмы в тех местах, где происходит впрыск топлива.

 

[Kim]

Вихрекамерные виды уже публиковал, теперь HDi-шные.
У дизелей HDi камеру сгорания засовывают в поршень полностью. Это позволяет и уменьшить поверхность теплообмена, и облегчить условия работы колец. Также увеличивается турбулентность воздуха в конце сжатия.
В случае нецентрального расположения форсунки и камеру сгорания смещают.
Острые кромки не только увеличивают гидравлические потери, но и сами кромки могут быть подвержены усталостным трещинам.Но ведь люди, наверное, думали, испытывали...

 

[Kim]

Ну и составной поршень...

 

[Ромашчандр]

В качестве косвенной характеристики экономичности можно рассматривать температуру выхлопных газов.
Чем она меньше, тем больше энергии переходит в полезную работу (а бывает, что в систему охлаждения).
У Ротакса 912 эта температура 800-850 градусов Цельсия (желающие могут перевести в Кельвина)

Соответственно, при такой температуре заявленные 200 г/лошадь - очень даже неплохой показатель

А у ротакс 582 твг до 600, получается он экономичнее? Или эффективнее но не экономичнее?

 

[Kim]

ротакс 582, насколько я помню, двухтактный.
А вот тут можно поупражняться в казуистике...

Температура выхлопа - косвенный показатель. Она может говорить о том, что сказано выше - более высокой эффективности сгорания топлива. Т.е. каждый грамм топлива более эффективно переходит в работу.

Но у двухтактника при широких фазах газообмена довольно большая часть топлива сразу улетает в трубу.
Оставшаяся, даже если горит эффективно, не позволяет достичь хорошей общей эффективности.

И второй момент.
Вылетая вместе с выхлопом, холодная свежая смесь снижает среднюю температуру выхлопа, делая этот показатель бесполезным для анализа.

Поэтому сравнивать нужно подобные двигатели.

 

[Kim]

Здравствуйте. Как вы оцените впускной коллектор М 332 (337+два цилиндра) ? Диаметр трубы после заслонки 5,7 см ( S=55,5 см2), диаметр патрубков к головкам 4,2 см ( S=13,9 см2). Сечение трубы равно сумме сечений патрубков. В данной компоновке происходит равное наполнение цилиндров или же оно различно ? Если оно различно ,то стоило ли увеличивать сечение трубы, сделать как бы ресивер, на сколько позволят габариты ?
Двигатель оборудован механическим отключаемым нагнетателем и мех. впрыском топлива.

Посмотреть вложение 476834

при движении воздуха из магистрали в отросток:

Коэффициент местного сопротивления (далее по тексту - КМС) отвода с центральным углом 90° составляет величину 0,35, а с углом 45° - величину 0,23.

таким образом, сопротивление меньше вполтора раза меньше

для концевого участка можно считать примерно 0,15, что весьма сопоставимо:

Внезапное сужение трубопровода.

где d - диаметр трубопровода;
α - угол поворота трубопровода;
R - радиус закругления трубы;

Для нестандартных отводов при повороте на угол 90° коэффициент местного сопротивления ξ можно определить по этой таблице:

При повороте на произвольный угол, полученный результат из таблицы необходимо умножить на коэффициент α/90

 

[KarnoKul]

Ну и составной поршень...

Посмотреть вложение 489658

Интересное видео про замену: алюминиевого поршня и стальной гильзы на стальной поршень и алюминиевую гильзу —

Стальные поршни для ЯВЫ - поиск Яндекса по видео (yandex.ru) (см. начало)

Что же получается: от перемены мест слагаемых - сумма изменяется ?!

При этом стальной поршень легче алюминиевого!

 

[надым мд-20]

Стальной со временем задерет цилиндр проверено не единожды. Алюминиевый бережот цилиндр из жосткого в нём только кольца а стальной будет чугунный цилиндр обдирать подгоняя под себя. Чугун мягкий металл сталь будет его стачивать.

 

[Kim]

не успел посмотреть видео, но и без этого есть размышления.

Алюминиевый поршень не трётся алюминием по цилиндру...
На поршень наносится слой олова, который и является антифрикционным слоем, взаимодействующим с цилиндром.
Сейчас для сокращения долговечности даже олова не используют, применяют слой тефлона (на фото выглядит чёрным), который сам по себе совсем не является стойким...
Пара трения Алюминий-Сталь хороша и применяется часто, особенно во вкладышах, но там масло под давлением, поэтому и долговечность. А без маслс под давлением ситуация намного хуже.

Чугун не мягкий, но антифрикционные качества у него намного лучше, чем у стали, за счёт наличия в нём свободного графита.

Теперь про замену мест слагаемых.
Наибольшему износу подвергается именно цилиндр, а не поршень.
Поэтому применять для цилиндра более мягкий и менее износостойкий материал можно только в свете последних тенденций - делать вещи подерьмовее.

 

[KarnoKul]

Интересное видео про замену: алюминиевого поршня и стальной гильзы на стальной поршень и алюминиевую гильзу —
Стальные поршни для ЯВЫ - поиск Яндекса по видео (yandex.ru) (см. начало)
Что же получается: от перемены мест слагаемых - сумма изменяется ?!
При этом стальной поршень легче алюминиевого!

Если бы вместо КШМ был применен БСМ (бесшатунный механизм преобразования движения поршня), и комперессионные поршневые кольца были бы из композитного материала (не "обдирающие" алюминиевую гильзу) тогда можно было бы понять логику такой перемены мест слагаемых.
А так ...???

 

[Kim]

БШМ - отдельная песня.
кольца из композитного материала - это за пределами ближайших 20-ти лет.
верхнее кольцо лучше стальное хромированное, второе - чугунное.

и это всё за пределами тематики этой ветки.

 

[надым мд-20]

Тем не менее история ДВС велась от стальных поршней

 

[Kim]

Тем не менее история ДВС велась от стальных поршней

Не от стальных, а от чугунных.
У чугуна и стали разные трибомеханические свойства, а также и литейные.

 

[надым мд-20]

Самые первы

Не от стальных, а от чугунных.
У чугуна и стали разные трибомеханические свойства, а также и литейные.

Самые первые поршни были бронзовые. От паровых машин всё пошло. Паровозы были не надёжны часто взрывались котлы громоздки требовали много ресурсов рождение ДВС было предопределено. Естественно за основу были приняты аналогичные паровозным детали.

 

[Kim]

Хорошая статья.
Объём средний, лучше почитать по ссылке, хотя иногда такие статьи пропадают...
Разрушители легенд. Перекрытие клапанов на дизеле. — Nissan Patrol GR, 3.0 л., 2003 года на DRIVE2

 

[Ромашчандр]

Интересное видео про замену: алюминиевого поршня и стальной гильзы на стальной поршень и алюминиевую гильзу —

Стальные поршни для ЯВЫ - поиск Яндекса по видео (yandex.ru) (см. начало)

Что же получается: от перемены мест слагаемых - сумма изменяется ?!

При этом стальной поршень легче алюминиевого!