Вопрос по работе дизельного двигателя

[Anatoliy]

У меня вопрос.
Что мешает дизельному двигателю вращаться быстрее?
Скажем как бензиновый карбюраторный двигатель со скоростью 5000 -6000 оборотов в минуту, или больше

 

[SerjuK]

Принцип сгорания дизельной смеси не взрыв (как в бензиновом), а постепенное почти на все длину хода поршня. Из-за этого и момент в дизельном двигателе больше чем в бензиновом.

 

[Anatoliy]

Принцип сгорания дизельной смеси не взрыв (как в бензиновом), а постепенное почти на все длину хода поршня.

А если распылить горючее несколькими форсунками из разных мест головки цилиндра?
Что при этом измениться?

 

[SerjuK]

Усложнится конструкция двигателя, но гореть быстрее дизельная смесь не станет.

 

[Kimon]

А если распылить горючее несколькими форсунками из разных мест головки цилиндра?
Что при этом измениться? 

Да ничего! Увеличите степень сжатия - тогда может и закрутится побыстрее. Вот только детальки поршневой, куда чаще придётся менять...

 

[msinev]

IMHO практически ничто, кроме разве что медленно горящей солярки, более тяжелых частей (моменты инерции)  и необходимости впрыснуть достаточное количество вязкого топлива за короткий промежуток времени. 5000+ современные дизели выдают. Но смысла в дальнейшем росте нет.

 

[Anatoliy]

Усложнится конструкция двигателя, но гореть быстрее дизельная смесь не станет. 

Я так думаю.
Если впрыскиваемое горючее будет иметь большую площадь "медленного" горения, то оно сгорит быстрее при тех же скоростях горения.
Поэтому если в головке цилиндра установить несколько форсунок, то как раз мы получим увеличение площади горения. А чтобы форсунка успела впрыскнуть необходимое количество горючего надо уменьшить ход тех поршеньков в каждой форсунке и скорость впрыска каждой форсункой останется как на тихоходном двигателе. При этом через несколько форсунок в цилиндр попадет требуемое количество горючего, но с большей поверхностью горения.
А теперь прикинем, стоит ли об этом думать. Если за счет дополнительного оборудования вес двигателя увеличится на 10 %, а мощность повысится скажем вдвое за счет увеличения числа оборотов, то удельная мощность дизеля увеличится. А это означает, что можно поставит дизель полегче или самолет / вертолет можно нагрузить побольше.

 

[Freepilot]

У меня вопрос.
Что мешает дизельному двигателю вращаться быстрее?
Скажем как бензиновый карбюраторный двигатель со скоростью 5000 -6000 оборотов в минуту, или больше

Дизельному двигателю не нужно "вращаться быстрее", как Вы изволили выразиться.
Коленчатый вал дизеля вращается в строгом соответствии с расчетными значениями его конструктора.
Необходимое количество оборотов воздушного винта, в случае применени дизеля на ЛА, легко получить, применив редуктор с соответствующим передаточным отношением.
Кстати, редуктор дизеля будет легче, так как потребное снижение оборотов ниже.

А не нравиться редуктор,  - можно вообще обойтись без него.
Справедливости ради, должен добавить, что существуют очень приличные бензиновые БЕЗРЕДУКТОРНЫЕ двигатели.
Их коленчатый вал вращается медленнее, чем у дизеля - 2600 - 3150 об/мин.
Так что сентенции по поводу скорости горения топливной смеси считаю неуместной.

Например:
Jabiru 2200, Jabiru 3300 и другие.
http://www.aviatexim.ru/jabiru/about-jabiru

 

[Anatoliy]

Увеличите степень сжатия - тогда может и закрутится побыстрее. Вот только детальки поршневой, куда чаще придётся менять... 

Возьмем тот не родившийся дизель ZO 01A.
Мощность 110 кВт,  2500 оборотов в минуту, вес 84 кг и ресурс 2000 часов.
Пусть моторесурс упадет, скажем, вдвое.
Так ему просто цены не будет при той новой мощности.

А какой моторесурс  у бензинового авиационного двигателя и какова их удельная мощность?

 

[Anatoliy]

Дизельному двигателю не нужно "вращаться быстрее", как Вы изволили выразиться.

Как я представляю, мощность любого двигателя зависит от количества "пшиков" в секунду. Если этих "пшиков" в секунде станет больше в два раза, то и мощность подрастет примерно в два раза. И это при почти том же весе двигателя.
Я думаю, что никто не откажется поставить на свой аппарат двигатель полегче и посадить рядом подружку потяжелее.

 

[SerjuK]

Медленный бензиновый двигатель сделать можно те же старый волговский, газоновский, зиловский двигатели, но там степень сжатия маленький и бензин они ели 76. А дизель не получится сделать быстрее, добавляют турбину, но все равно он не догонит современный бензиновый двигатель даже на 92 бензине. Укоротив шатуны (по типу бензинового)  упадет мощность на 1кг массы. Много форсунок бессмысленно ставить в головку проблема не смешивании топлива, а в сгорании  уже смешенного топлива (само горение медленнее так как более сложные углероды требуется большее время для разложения и соединения с кислородом) Примерно так если на пльцах.

 

[Anatoliy]

Много форсунок бессмысленно ставить в головку проблема не смешивании топлива, а в сгоранииуже смешенного топлива 

Так я о том же.
Скорость горения увеличить не удастся. Так как фронт горения распространяется со своей скоростью. Но ускорить выжигания кислорода в замкнутом пространстве цилиндра можно если выжигать тот кислород будем с разных концов.

 

[SerjuK]

Думаю, что даже если зажигать это все дугой вряд ли картина сильно изменится. Если только перед этим топливо ионизировать например.

 

[ingar]

Но ускорить выжигания кислорода в замкнутом пространстве цилиндра можно если выжигать тот кислород будем с разных концов.

Это вряд ли. Потому как двигатель начнет детонировать. 😉

 

[SerjuK]

Мне кажется лучше просто построить дизельный двигатель с турбиной, максимум его облегчив (сколько можно). Тогда можно будет его использовать без редуктора в легкой авиации.

 

[JohnDoe]

Как я представляю, мощность любого двигателя зависит от количества "пшиков" в секунду. Если этих "пшиков" в секунде станет больше в два раза, то и мощность подрастет примерно в два раза. И это при почти том же весе двигателя.
Я думаю, что никто не откажется поставить на свой аппарат двигатель полегче и посадить рядом подружку потяжелее. 

Если "пшиков" станет в 2 раза больше, то в 2 раза увеличится средняя скорость поршня, вырастут потери на трение в 4 раза(а может и в 8, точно не помню, в кубе или квадрате от скорости), ухудшится смазка(при более высокой скорости она интенсивнее выдавливается, да и времени на образование плёнки меньше), возрастёт теплонапряжённость двигла, вырастут инерционные нагрузки на КШМ(тоже в каких-то кошмарных пропорциях, то ли в 4-й толи вообще в 5-й степени), ухудшится очистка и наполнение цилиндров и т.д. Всё это приведёт к необходимости кардинально переделывать двигатель: уменьшать ход поршня, растачивать цилиндры под более "широкие" поршня, переделывать впуск и выпуск, систему смазки и охлаждения. Короче, заново спроектировать и изготовить двиг.

 

[Anatoliy]

Думаю, что даже если зажигать это все дугой вряд ли картина сильно изменится. Если только перед этим топливо ионизировать например. 

Поджигать горючее дугой нет никакого смысла, так как впрыскиваемое горючее при той температуре и давлении в цилиндре сразу же начинает гореть при соприкосновении с кислородом. Но горение будет происходить по границе соприкосновения новых порций горючего с непрореагированным кислородом. Другими словами процесс окисления будет продвигаться фронтом.
А теперь ответьте на вопрос. Если в цилиндре впрыскивать горючее с противоположных частей, то кислород прореагирует быстрее, так же или медленнее? Эти два фронта горения с разных сторон при одной и той же скорости распространения сомкнуться в два раза быстрее. Другими словами в цилиндре реакция окисления (горения) закончится быстрее. Давление в цилиндре нарастет так же быстрее.

 

[Anatoliy]

Мне кажется лучше просто построить дизельный двигатель с турбиной, максимум его облегчив (сколько можно). Тогда можно будет его использовать без редуктора в легкой авиации. 

Вот тот не родившийся дизель ZO 01A так и сконструирован. Но есть надежда, что его можно сделать мощнее не наращивая число цилиндров.

 

[prof]

Частота вращения КВ любого поршневого двигателя,  что дизельного, что бензинового, кроме всего прочего, зависит от геометрических размеров движущихся деталей. И, соответственно, их массы. Считать не предлагаю, но хотя-бы представьте моменты инерции поршня двигателя ЯМЗ весом в несколько килограмм, и какую энергию надо затратить на разгон этого поршня от одной мертвой точки до середины хода поршня и на торможение к другой. А на малообъёмных быстроходных дизелях получают достаточно большие обороты.
Сделать диз. двигатель для легкого самолета не проблема. Даже в гараже. Только, как любой дизель, он получится дороже бензинового (сложная топливная аппаратура), тяжелее (большая степень сжатия и. соответственно, более прочные и тяжелые детали). Правда, он будет экономичней и ему не нужен будет редуктор.
Это так, вкратце.

 

[Anatoliy]

Это вряд ли. Потому как двигатель начнет детонировать. 

Детонация происходит в уже подготовленной горючей смеси, а в дизелях горение происходит по мере впрыска топлива.