Содержание
- Двигатель Ибадуллаева: как работает необычный мотор
- Принцип работы двигателя Ибадуллаева
- Недостатки двигателя Ибадуллаева
- Перспективы двигателя Ибадуллаева
- Рекомендуем посмотреть:
Двигатель Ибадуллаева: как работает необычный мотор
Во время современных технологий и эпоху интенсивного развития науки конструкторы выжали почти все возможное из двигателя внутреннего сгорания. И казалось, что придумать что-то новое уже невозможно. Но русский конструктор Гаджи Ибадуллаев смог удивить своей разработкой автомобильный мир. Ему удалось создать и запустить бензиновый двигатель с рабочим давлением в цилиндре в 50 кг/кв. см. Да, да именно 50 кг/кв. см показывает стрелка компресcометра, вкрученного вместо свечи зажигания. При этом детонация топлива напрочь отсутствует, увеличивается мощность двигателя и уменьшается расход топлива.
И так я вам сейчас поведаю об этом маленьком чуде, его секретах, недостатках и особенностях.
Принцип работы двигателя Ибадуллаева
Как обычно все начинается с базовой физики, науки которую все учили в школе. В обычном бензиновом двигателе внутреннего сгорания, топливная смесь подается в цилиндр во время такта всасывания, после чего идет такт сжатия.
Если использовать бензин с низким октановым числом, он будет детонировать, а для полного воспламенения топлива выспышка происходит в момент, когда поршень еще не дошел до верхней мертвой точки (угол опережения зажигания). Как правило это происходит за 1-2 мм не доходя до верхней мертвой точки, с учетом особенности конкретного двигателя.
В этот момент давление в цилиндре и камере сгорания наибольшее, температура газов наивысшая, а момент, передающийся на коленвал – минимальный. Если быть точным он равный нулю, это происходит потому, что момент определяется произведением силы на плече. Плечо приложения силы в этот момент равно нулю, момент силы в зависимости от угла поворота определяется по формуле
М=F*L=F*r*sin(θ)
Как видим, максимальное значение момента сил наступает тогда, когда угол поворота составляет (90) тогда sin(90 ̊)=1
Но к этому моменту времени, давление в цилиндре намного меньше, спадает оно, к слову, по экспоненте, но только в первом приближении. Такое приближение мы можем сделать исходя из малого времени взаимодействия с блоком цилиндра. При 2000 об/мин время рабочего такта длится примерно 0.015 с и процессом передачи тепла стенкам цилиндра можно пренебречь. В следующих статьях мы поговорим о количестве тепла, переданного рабочим телом блоку двигателя.
Для наглядности можно построить график зависимости давления в цилиндре от угла поворота колленвала. С учетом того, что крутящий момент можем найти по формуле где F=f(P ,θ)
Где P2– давление газа внутри камеры сгорания, в верхней мертвой точке.
P atm – атмосферное давление
V c – объем цилиндра
λ – удельная теплота сгорания
с – теплоемкость рабочего тела, в нашем случае воздуха, а в приближение – азота.
m – масса топлива поступившего с воздухом в цилиндр на 1 такт.
R– растояние, на которое вынесен центр шатунной шейки относительно оси вращения коленвала.
Т in – температура рабочего тела перед тактом сжатия. Прошу отметить, что она на десяток градусов меньше чем окружающая среда, из за испарения бензина. Но для грубого расчета можно отнять от температуры окружающей среды 10 градусов. Не забываем, что температура измеряется не в СИ – следовательно это КЕЛЬВИН.
d – диаметр цилиндра – в метрах.
θ – угол поворота коленвалла – как показанно на рисунке.
Легко видеть, что для получения большего момента необходимо увеличить давление в цилиндре не в верхней мертвой точке, а в околе угла поворота на (30) градусов, что даст возможность эффективнее использовать топливо. Для этого Иболдуллаев сделал зажигание поздним, что позволяет "взрываться" топливу в камере сгорания после верхней мертвой точки (очень позднее зажигание).
Это даст возможность повысить крутящий момент. Но тогда появляется проблема с детонацией топлива. Можно использовать прямой впрыск топлива в цилиндр непосредственно перед самой вспышкой, оно не будет детонировать. При этом зажигание должно быть тем раньше, чем обороты двигателя выше. Перенастроить инжектор сегодня очень просто. Необходимо отметить, что на момент впрыска давление в цилиндре двигателя Ибодулаева порядка 15 – 17 кг/кв. см, но так как это происходит после прохождения верхней мертвой точки, когда давление уже немного упало. Для того, чтобы оно было порядка 15-27 кг/кв. см, давление в ВМТ (Верхняя мертвая точка) должно быть ближе к 32 кг/см^2. Обеспечить это можно специальными поршнями и урезанием блока цилиндров. Для такого двигателя не существует понятия недоход поршня.
В конечном итоге вспышка происходит позже, что обеспечивает приложение силы уже к не нулевому плечу системы. Что в свою очередь увеличит момент.
По оси P отложено давление (кг/см^2) по горизонтальной оси – угол поворота колленвала (в Радианах) Ничего принципиально нового в первой части графика нету, мы его рассматривали выше, как и раньше синим обозначена вспышка, После этого поршень идет вниз, давление в цилиндре падает до 15-17 кг/см^2 и происходит впрыск топлива Давление в цилиндре поднимается, Поднимается оно не совсем линейно, так как поршень опускается вниз,а температура падает.
Исходя из этого и получается, что можно добиться большего крутящего момента при этом топливо используется более рационально. Можно добиться большего крутящего момента.
Сила которая вращает колленвал двигателя Ибадуллаева в зависимости от угла имеет примерно такой график
Недостатки двигателя Ибадуллаева
Из недостатков этой системы является отсутствие двигателей специально сделанных под цикл Ибадуллаева. Обыкновенные двигателя поддаются переделыванию, но их ресурс значительно уменьшается. К томуже необходимо контролировать количество воздуха, которое поступает в двигатель. Если мгновенно открыть дроссельную заслонку на полную, то с двигателем произойдет примерно тоже, что и любым стандартным двигателем, если его турбировать и без доработки вдуть ему 3 – 4 бара. Если говорить о том, сколько прослужит двигатель Ибаддулаева, то ответ очень затруднительный. Если все по уму настраивать, контролировать все процессы и использовать двигатели с большим запасом прочности, то сущевствует вероятность того, что он проедет 100 000 км. в Также необходимо отметить, что правильно настроить такой двигатель задача не из легких. Одним чип-тюнингом здесь не обойтись, да и программ под такой способ использования двигателя нет. Скорее всего вам пройдется писать ее самому. Также проблемы будут со свечами и катушкой зажигания. У катушки не хватит мощности пробить такое давление, а свечи будут давать искру во все стороны, кроме той, что необходимо.
Перспективы двигателя Ибадуллаева
Если у вас возникнет желание создать похожую систему или собственный инжектор, лучше всего использовать лазерные датчики. Фотодеоды дают прямоугольные импульсы, с ними проще работать. Програмировать микроконтроллеры сложно, но можно. Проще использовать уже готовую плату Ардуино, с ней легко работать. Но будут проблемы с надежностью. Двигатели лучше использовать с степенью сжатия больше 10. Они рассчитаны на большую нагрузку. Значит и шансов у них выжить больше. Нужно также отметить, что двигатели с похожим циклом использует компания Mazda. Но успехом пока этот проект не пользуется. А еще по большому счету, этот имеет очень похожую структуру на цикл дизеля, только с контролируемым впрыском, и работает он на бензине.
Российским ученым Гаджи Ибадуллаевым сделаны открытия, которые позволят всем автопроизводителям мира перейти на двигатели, потребляющие в 3-4 раза меньше бензина(дизтоплива). Ему удалось решить задачу, считавшуюся неразрешимой – повысить степень сжатия бензиновых двигателей до 23, компрессию – до 40, КПД на средних нагрузках – с 10 до 40%. Переделанный им в полукустарных условиях двигатель ВАЗ-2111, установленный на автомашину ВАЗ-2110, имеет мощность около 180 л.с. (вместо 75 л.с. в стандарте), при этом расходует меньше 4 л. бензина АИ-95 на 100 км. на средних нагрузках (вместо 7 с лишним). По расчетам Ибадуллаева Г.А. наилучшие эффективные характеристики будут иметь бензиновые двигатели со степенью сжатия около 50-51, дизельные – со степенью сжатия около 60.
Читайте также: Для чего нужна растяжка на стойки
УТВЕРЖДАЮ
Директор НИИ механики МГУ
Ю.М.Окунев
(подпись, печать)
28 апреля 2009г.
Р е ц е н з и я
Рассмотрев работы Ибадуллаева Г.А. «Сборник научных трудов по термодинамическим циклам Ибадуллаева» и «Основы теплотехники и теории рабочих процессов», считаю возможным сделать следующие выводы.
Часть теоретических положений, которые выдвинуты Ибадуллаевым Г.А., может быть принята безоговорочно, а другая часть подлежит глубокому исследованию и практическому анализу.
Теорию ДВС в полном смысле этого слова можно называть теорией со значительными оговорками. Фактически научной является только та ее часть, которая опирается на классическую термодинамику, исследующую вопросы взаимопревращения теплоты и работы в идеальных циклах тепловых машин. Остальные положения теории ДВС, которые находятся за пределами термодинамической ее составляющей, являются доведенными до уровня теоретических положений соглашениями теоретиков о допущениях, которыми необходимо руководствоваться при оценке практического материала, полученного в результате проведения огромного количества экспериментов.
В своих научных трудах Ибадуллаев Г.А. считает, и это правильно, что:
1. В зоне ВМТ объем рабочего тела изменяется мало, количество совершаемой работы является незначительным. Однако от характера тепловыделения в данной зоне зависит изменение параметров состояния рабочего тела Р и Т, от которых зависит вся работа цикла. Поэтому исследование рабочих процессов и анализ изменения состояния рабочего тела в данной зоне является главной задачей теоретических исследований.
2. В зоне ВМТ при совершении изохорного процесса время сгорания смеси, по сравнению с другими видами процессов, является наибольшим, т.к. изохорный процесс возможен только в тихоходных двигателях с низкой степенью сжатия. Параметры состояния рабочего тела Р и Т имеют максимальные значения, поэтому изохорный процесс влечет за собой максимальные потери теплоты в стенки цилиндра. Чтобы уменьшить тепловые потери цикла, необходимо путем увеличения степени сжатия уменьшать интенсивность тепловыделения в зоне ВМТ, обеспечивая при этом последовательный переход от изохорного к изобарному и от изобарного к изотермному способам подвода теплоты. Наибольшую экономичность будет иметь цикл, в котором в зоне ВМТ изотермным способом будет подведено минимально возможное количество теплоты.
3. Точкой начала завершения процесса сгорания является не точка Рz, а точка достижения максимальной температуры цикла Тz. Интенсивность процесса тепловыделения на участке между точками Рz и Тz является максимальной, и она в значительной степени определяет экономичность цикла.
Результат таких совершенно разных подходов проявился в следующем:
1. Согласно действующей теории ДВС термический КПД цикла бензинового двигателя со степенью сжатия ε = 10 при k = 1.4 рассчитывается по формуле: t = 1 – 1/ k-1 и равен: t = 60.17 %.
2. Согласно позициям Ибадуллаева Г.А. термический КПД цикла того же двигателя при тех же параметрах рассчитывается по формуле: t = 1 – (λρk –1)/ ε n1 -1(∆λ ∙1/γ + ∆ρkλ) и равен: t = 38.9 %.
Первый результат с точки зрения теории является идеальным, но практически недостижимым по той причине, что формула содержит в себе только устанавливаемые классической термодинамикой зависимости между температурой идеального газа, величиной степени сжатия и количеством подведенной теплоты.
Таким образом, теория ДВС с ее допущениями слабо приемлема для анализа реальных процессов.
Ибадуллаев Г.А. противопоставляет некоторым допускам теории предлагаемую им формулу, которая, судя по практическим результатам, дает лучшее согласование его «теории» с практикой.
Результат расчета Ибадуллаева Г.А. является реальным и для теоретиков и для практиков, поскольку помимо идеализированных процессов, рассматриваемых классической термодинамикой, вторая часть формулы в виде: (λρk –1)/ ε n1 -1 (∆λ ∙ 1/γ + ∆ρkλ) содержит в себе математическое выражение всех термодинамических зависимостей, имеющих место в ходе протекания рабочих процессов теоретического цикла.
Ибадуллаев Г.А. заменил такие консенсусы – соглашения реальными термодинамическими зависимостями и по всем перечисленным пунктам расхождений предъявляет соответствующие расчеты, выполненные на основе составленных им формул. Согласно расчетам (причем они опираются на данные экспериментов, приводимых в учебниках) принятые теорией ДВС допущения являются лишь голословными и противоречащими опытным данным утверждениями.
С позиций термодинамики увеличение степени сжатия цикла равнозначно увеличению интервала температур цикла Т1 и Т2 (Т1 / ε k-1 = Т2). По этой причине единственным известным термодинамике способом увеличения КПД тепловых машин является увеличение степени сжатия циклов. Но увеличение степени сжатия выше определенных пределов до сих пор считалось практически невозможным.
Ибадуллаев Г.А. смог решить данную проблему и построил бензиновые двигатели со сверхвысокими степенями сжатия, которые работают без детонации. Работа реально существующих бензиновых двигателей со степенями сжатия 17 – 23 объясняется действием выявленных им законов «Перехода термодинамических процессов газа», «Перехода циклов» и «Синхронизации процессов» и новых вариантов термодинамических циклов.
По принятым в действующей теории ДВС положениям в бензиновом двигателе со степенью сжатия ε = 23 и давлением конца сжатия Рс = 40 кг/см2 должен произойти реальный изохорный процесс с мгновенным детонационным сгоранием всей смеси, т.е. двигатель должен взорваться. Но двигатель Ибадуллаева не взрывается, в нем происходит нормальный процесс сгорания. Объяснением этому может быть только одно: теория Ибадуллаева Г.А. не противоречит законам термодинамики.
Косвенным подтверждением тому, что идеи Ибадуллаева Г.А. являются правильными, служат серийно выпускаемые комбинированные дизельные двигатели с суммарной степенью сжатия до 60. Помимо этого, считаю, что новые термодинамические зависимости в циклах дизельных двигателей проявят себя точно так же, как и в циклах бензиновых двигателей. В то же время, чтобы практически достоверно установить степень соответствия идей Ибадуллаева Г.А. законам термодинамики необходимо предоставить ему условия для построения дизельных двигателей со сверхвысокими степенями сжатия.
Полагаю, что идеи Ибадуллаева Г.А. относительно дизельных двигателей со сверхвысокими степенями сжатия окажутся верными, не вызывает сомнений.
Относительно вопросов значимости открытий Ибадуллаева Г.А. для престижа Российской науки, для экономики и обеспечения безопасности интересов Российской Федерации, считаю, что оценка, изложенная в протоколе заседания расширенного технического совета МФ МАДИ (ГТУ) от 09.02.2007 г., является наиболее верной.
Главный инженер НИИ механики МГУ —»(/71/, Грицков В.П.)
Эта история развивалась в 2008-2009. Ибадуллаев демонстрировал свой двигатель. НА Youtube -полно роликов с тестами его личной 10ки..
А почему это все заглохло – не понятно.. Ведь даже его переделанный в кустарных условиях двигатель 2111 – расходует почти в 2 раза меньше на 100км (около 4л, вместо 7). А его теория построения ДВС (кстати по сути основанная на первоначальных предположениях Карно и Дизеля, от которых они отказались возможно в силу невозможности технической реализации ДВС близкого к идеальному – 100 с лишним лет назад.. что очевидно когда знакомишься с описанием переделок, которые внедрил Ибудуллаев (высокая компрессия при одновременном повышении импульса поджига свечи до 35Кв, а лучше бы конечно 70-80кв.. и управление впрыском и свечами – микропроцессорным контроллером. 100 лет назад реализовать это все было не возможно)..
Но что же теперь с Ибадуллаевым. Скажем известно что его помощника и колеггу -следователя по особо важным делам убили в Дагестане. Как у него дела? В инет ничего позже 2009 про него вроде нет.. Может кто знает?
Читайте также: Стала очень много кушать
В последнем случае, кстати, был явно наблюдаем феномен выдавания желаемого за действительное – полностью оригинальная конструкция имела скорее отличия, чем достоинства и в прямом сравнении с конкурентами даже немного проигрывала во всех без исключения потребительских свойствах. Сравните, например, Mazda RX-8 и Honda S2000 абсолютно по всем потребительским технически формализуемым качествам. Мазда отстает на полшага. Во всем. Сравнима во всем и отстает во всем. Преимуществ нет. Даже тех, которые служат просто для технической эстетики. Да, есть нечто, что создает иллюзию превосходства – например, компактность и масса двигателя. Но это только лишь при рассмотрении в отрыве от готовой конструкции.
И тут в ход неизбежно шли подтасовки типа "мы же снимаем эту мощность с объема почти в два раза меньше, чем у конкурента".
Мазда продолжает подобный хитромаркетинг и в наши дни, рассказывая про "формульную степень сжатия 14:1" и подобное, что конкуренты продают вообще молча – как Тойота все тот же ГРМ цикла Аткинсона и прочих Миллеров продает вообще без акцентирования на этом факте. Что, разумеется, не мешает Мазде выпускать технически правильные (по моему мнению) автомобили под маркетинговым фантиком технической революции.
А вот с РПД рынок свой выбор однозначно сделал:
И, кстати, это весьма интересный случай, уникальный: реально другая конструкция, реальная революция (почти каламбур для высокооборотистых двигателей), реально большой потенциал, который не удалось реализовать по объективным причинам и который эволюционировавшие в течение этого времени классические двигатели неспешно догнали и придушили (экологией, например.)
Сейчас РПД – не более чем технический казус, который можно легко обставить даже без помощи экологов, при помощи возможностей любого современного производителя двигателей.
Но вернемся пока к классическим конструкциям, довоенным, которые только выглядели убого, но свои функции вполне себе выполняли. В чем-то они и были несовершенны, безусловно, ну так и условия их жизни были другими.
Телефонная и телеграфная связь выглядит убого только на фоне повсеместно распространенного интернета. В случае же двигателей условно первого, повторюсь, довоенного поколения, то и там были видимые потребительские преимущества. И не только в смысле отличной ремонтопригодности и терпимости малых степеней сжатия к антидетонационным качествам бензинов.
Ну, например, слабофорсированные моторы работают тише:
Позволяют выставлять очень низкие устойчивые обороты холостого хода:
А уж если и глушитель простенький приделать, то не только выглядеть, но и работать будет как швейная машинка:
"Дожатые" современные двигатели работают жестко, более громко, требуют более сложной и тяжелой системы глушения выхлопа:
Ну и чего бы им было особо заморачиваться улучшением, если уже во времена Бонни и Клайда была возможность тихо подъехать к зданию банка и достаточно быстро скрыться от него вдаль по среднего качества проселочной дороге со скоростью до 130 км/ч? Бензин-то до середины 70-х стоил как вода. Экологи экологией занимались в меру и разумно. В конце 60-х, кстати, гражданские модификации двигателей BMW M10 приблизились к современным параметрам степени форсировки – около 1 Н*м с 10 кубиков объема.
Очень компактная и простая конструкция дожималась до 100 л.с., что для легких автомобилей того времени было более чем достаточно для комфортного передвижения.
Захотели заметно помощнее – да не проблема – железо легко это позволяет. И вот вам BMW 2002 – десятка лет не прошло, а момент 240/мощность – 170!
Еще мощнее? Еще десяток лет и с того же блока, класс Формулы-1 снимал до 1000 л.с., правда такой двигатель уже гражданским не являлся, разумеется:
Я к чему это – слухи об ограниченности средств и прогресса двигателестроения в смысле эволюционирования простых, на первый взгляд, конструкций сильно преувеличен. Найди способ загонять в цилиндры побольше воздуха (кастрюля с крыльчаткой), или же просто увеличивай количество цилиндров (металлоемкость) – и все будет.
Все остальные способы не столь эффективны, но куда более ресурсоемки и отягощены массой побочных последствий: чаще всего, очень сложно и ненадежно. Исключения гениальны и, стало быть, крайне редки – Honda VTEC, например.
Все базовые принципы сформированы, воплощены в железе и улучшены еще во времена пика развития НТП – около 60-70 лет назад, когда ракеты уже вовсю запускали. Просто судить о них в нашем применении следовало бы по лучшим образцам – технические характеристики которых выдающиеся даже по современным меркам:
И тем не менее, как прижали экономические условия (как раз, когда "лучшие образцы" примерно и появились), промышленность вынуждена была зашевелиться: с трудом выжимаемые незначительные улучшения почти тут же без остатка съедались неизбежным увеличением массы/безопасности/технической сложности. Сравните-ка все основные параметры современных авто с вышеприведенной ссылкой на BMW 2002, которой уже почти 50 лет скоро исполнится.
Как компактные и мощные авто ели по 10-12 литров, так и едят. Как разгонялись за 7-8, так примерно и разгоняются. Если разгоняются быстрее, то и и едят заметно больше – ни о каком абсолютном прогрессе речи давно уже нет. Зато появились АКПП и кондиционер с вентиляцией сидений. Аналог Тетриса – чем выше мастерство, тем быстрее тебе фигурки падают. Мощнее пушка – крепче броня. Чем эффективнее техника, тем больше ее загружают – относительный прогресс есть, а вот абсолютного – едва ли больше стало.
Да взять ту же топливную экономичность – я не буду в 101 раз перечислять титанические усилия конструкторов – по чайной ложке прогресса там уже море налито. Аж целую индустрию производства бензинов под высокий октан перекроили ради экологии и экономии.
Не понравилось в промышленном масштабе "низкое качество" апельсинового сока из настоящих апельсинов. Хранится плохо, цвет – бледный. Так давайте их выжимать вместе с цедрой и кожурой, сушить до порошка и "восстанавливать" до натурального – КПД производства куда выше, себестоимость – куда ниже. Горчит, разве что.
Не нравится низкий октан и низкое КПД производства прямогонных бензинов, потому как эффективность мотора поднимать требуется, ну так давайте соседние с ним фракции в реактор добавим, высоким давлением и температурой их до нужного состояния поломаем – октан что нужно получится, выход готового продукта заметно выше и можно будет в высокофорсированные моторы лить. Ну а вот что жуткая копоть при горении – постепенно разберемся, лет за 50. до прихода электромобилей.
Ладно, как только пришло время компактных и эффективных моторов, сопуствующая индустрия созрела, степени сжатия заметно выросли. С мотора потребовался не только момент, но и мощность, да и экономичность с динамикой подтянуть пора было.
Последний более-менее оправданный шаг – четыре клапана на цилиндр, как последнее разумное усложнение системы смесеобразования двигателя. Это уже заметно сложнее, но обороты максимальной мощности (да и саму мощность) можно легко поднять процентов так на 30%. Что и произошло.
Грудь распрямили – спина впала – дышать на высоких оборотах стало легче, а вот внизу наполняемость стала похуже – мотор-то работает нестабильно, слишком его характеристику растянули. Давайте усложнять еще сильнее – валы крутить и (или) клапана поднимать, да и с наполняемостью цилиндров работать – впуск усложнять, выпуск настраивать.
Читайте также: Зачем нужна гофра на глушителе
Отлично получилось – VANOS, Valvetronic, DISA.
Вот только надежность всего этого изрядно пострадала – ГРМ современного мотора стоит не сильно меньше, чем сам этот мотор. И что немаловажно, изнашивается все это куда быстрее, чем сама цилиндро-поршневая. Примерно за 100.000 км современная ГРМ потребует полной замены – фазовращатели, цепи и некоторые их электро-гидравлические механизмы.
Во всем этом прослеживается крайне сомнительная экономия, если пересчитать стоимость обслуживания на реальную экономию в топливе. Да, в среднем автомобили стали быстрее (я про динамику в том числе), но все испытательные циклы топливной экономичности заставляют их разгоняться крайне медленно, чтобы иметь эту экономию хотя бы на бумаге.
Она все стерпит и современный BMW Х6 с ДВС мощностью 450 л.с., на ней так и потребляет 13 литров бензина "в городе". Это чудесно.
Но, разумеется, существуют еще и т.н. революционные технологии развития – желание что-то одно и очень резко улучшить, от чего всему остальному неминуемо станет хорошо.
Интересный пример сделать не другое, а сильно по-своему – т.н. двигатель Гаджикадира Ибалуддаева, патенты и 20 лет труда прилагаются.
Более-менее кратко, суть и результаты многолетнего труда отражены в следующих роликах:
Сухие итоги от просмотра:
заявка от авторов видео: 160(!) (август 2012) или 205+15? (июль 2013) л. с.,
разгон – сток (X-trail, АКПП) – от 10 до 12 секунд, в зависимости от изящности бросания сцепления (имитация "ланч-контрол").
Пруф из другого источника, не менее: 2+6+1:
потребление – 3-4 л при 90 км/ч – норма для установившегося режима движения.
Достигнутая максимальная скорость/расход – не выше стока:
Расход на холостых – сток для сравнимого ДВС с МКПП, но смесь неизвестна:
Что же такое бедная смесь, в случае дизеля и на что она способна – вот вам цифры для сравнения:
Чуть подробнее этот вопрос рассмотрен ниже. Пока же сухой факт – высокая компрессия эффективности помогла слабо – даже при забеднении смеси, ничего похожего на дизель. Дизельные 0,2 литра в час (блок 1,6, те же 4 цилиндра) не достигнуты.
Лучший из достигнутых на данный момент*** результатов: (на богатой смеси и малых углах) – примерно 130 момент, около 80 мощность – хороший сток для 8V, 1.4.
1.Да как же оно вообще работает при реальной компрессии около 35(!) и степени сжатия около 22?! Революция же!
У вас давление воды из крана дома составляет до 8 атмосфер (фонтан до 80 метров высотой), как вы умудряетесь из него напиться и рот не порвать? Наверное потому, что кран (редуктор) используете. Вот и у автомобиля есть свой редуктор подачи воздуха – дроссельная заслонка, которая на холостом едва приоткрыта. Самое страшное для высоких степеней сжатия – переходные режимы – резкий перепад давления. Вот тогда и будет детонация. И тут она уже не один раз случалась!
Детонация смеси происходит на фоне высокого давления и только лишь в момент переходного процесса (типа как на видео выше). Для установившихся режимов она не так страшна. В воде можно двигаться точно так же как и на берегу, до тех пор, пока не нужно будет ускориться. По льду можно идти осторожно – трудно лишь побежать и затормозить. Но даже это (абсолют давления) не главное.
Вспомните, что заправляющиеся 92-м таксисты, легко ловят детонацию при слабом трогании со второй передачи – мотор начинает кашлять металлом. Дроссель при этом едва лишь приоткрыт, но переходной процесс (быстрое изменение угла открытия) – налицо. И там – о чудо – детонация во весь рост, хотя особо высокого давления в цилиндре нет. Самое сложное для автомобильного двигателя и автомобиля вообще – переходные процессы. Об этом уже говорилось и еще много будет.
2.Ну а как же экономия! Степень сжатия как у дизеля, дизель же экономичнее – и тут должно быть, несомненно.
К сожалению, если "дизель" и экономичнее (процентов на 25% в реальной эусплуатации), то вовсе не по причине степени сжатия. И вообще – экономия – функция от нагрузки, оборотов и даже конкретной реализации. Так вот, вопреки расхожему заблуждению (99,9% из опрошенных), реальная причина экономичности дизеля не компрессия (степень сжатия), а возможность работы на бедных смесях в режиме холостого хода и частичной нагрузки – сколько нужно, столько и впрыснули. Высокая компрессия необходима дизелю лишь для того, чтобы обеспечивать сам рабочий процесс воспламенения сжатием и даже величин чуть выше 14 (см. современные дизели SkyActive от Мазды) вполне будет достаточно, так как эффективность выше таких степеней сжатия почти не растет. Бензиновому же двигателю мешает необходимость обеспечения заданной стехиометрии смеси – сравнительно узок диапазон устойчивого горения, поэтому бензиновым ДВС к таким степеням забеднения никогда не приблизиться.
Способов использования подобных принципов экономии – избегания переходных режимов и неэффективной работы на холостых – немало. Например: турбированные двигатели объемом до 2 литров не только мощны, но и турбину не используют для простоя и толкания в пробке. Вот вам почти "дизель", вид сбоку – в пробке экономим, на трассе – используем двигатель на 100%. Кстати, измеряют расход топлива у такого мотора по-старинке – очень медленными разгонами в испытательных циклах – так достигается минимум заметности мощностного перерасхода на переходных режимах. Поэтому вся современная автоиндустрия целиком перешла на турбокомпакты с 2012 года. Иначе не будет заданной стандартами экономии и экологии.
3.А что можно было бы считать достижением?
Любые параметры, превосходящие для блока такого литража (условно 1.4-1.6) и 2 клапанов на цилиндр, при обычной системе впуска, 140-160 Н*м, мощность >100 л.с. можно считать отличной работой по настройке совершенно стандартного двигателя "8 клапанов, 4 цилиндра". Вот например, типичный график для Гольфа 1.6 MPI. Суперспортивные же варианты, это +20% к этой формуле. Например: 1,6 литра, умножаем на коэфф. 100 – ожидаемый пик момента 160 Н*м. Это достойный результат. Теперь умножаем на 1,2 = около 190 Н*м – это уже тщательно настроенный, почти спортивный мотор. Если выше – перед нами, скорее всего, чисто спортивный проект.
Еще пример:
для 16 клапанной ГБЦ, с блоком 1,6, мощность гражданских атмосферных (серийных) моторов достигает 180 л.с. Все что выше – снова-таки проекты с мотоциклетными оборотами и сдвинутыми вверх характеристиками. Не для города.
Так что перед улучшением чего-либо, требуется ясно представлять, что именно собираемся улучшать. Современные показатели обычных (простых и дешевых) моторов типа Kia Ceed, это около 160 Н*м и 130 сил, процентов 5% можно заложить на обычный и недорогой чип-тюнинг. Динамика такого автомобиля – около 9-10 секунд до сотни, расход при плавном движении в городе – менее 8 литров (со всеми удобствами, типа усилителя руля, кондиционера и кучи электронных систем).
Ну и вот еще, для справки.
***Работа продолжается, при улучшении/уточнении результата, статья будет обновляться. Все прочие измерения (осцилограммы, скрипты, газоанализ и проч. будут произведены по факту достижения устойчивой работы ДВС).
Источник: