Почему "не рулит" крутящий момент.

Очевидно, Вы меня не поняли. Разве я где-то писал, что дизель можно/нельзя крутить выше 6000 об/мин? Это - вообще отдельная тема. Я лишь возразил на ваше выражение, что "облегчить можно сколь угодно...", которое специально выделил жирным. И сказал, что это не совсем так.
Простой пример для наглядности. Самый мощный на сегодня дизель - Wartsila RTA96 - имеет рабочий объём 25,5 тыс. л и развивает около 110 тыс. л.с. всего при 102 об/мин. Чтобы понять мою мысль, ответьте на простой вопрос: почему бы финнам не разогнать его хотя бы до 204 об/мин (всё равно до 6000 об/мин как до Луны), ведь тогда ту же мощность они могли бы снять с в два раза меньшего рабочего объёма, сэкономив при этом туеву хучу железа и денег? Как думаете, что им помешало: то, что "тип воспламенения от сжатия дизельного топлива ограничивает" или то, что для них стало невозможным сделать "облегчить можно сколь угодно"?

 

Не всё так просто в этом мире. И дизтопливо способно взрываться и гореть, мало уступая бензину. Просто для этого нужно время, чтобы подготовить более-менее гомогенную смесь. А в дизеле времени на смесеобразование как раз и не хватает. Поэтому на максимальных оборотах фаза впрыска заканчивается зачастую уже после точки начала самовоспламенения, и ~2/3 смеси догорает уже после ВМТ.
Но в данном случае это, скорее, благо, т.к. взрывоподобное сгорание сразу всего циклового заряда до ВМТ приведёт резкому росту максимального давления, чрезмерным ударным нагрузкам и снижению механического КПД, о чём Вы и сказали:

 

Чтоб понять что помешало/не помешало, что можно снять надо знать задачу/тех задание, конструкцию и геометрию. А вы рассуждения о сферическом коне пытаетесь притянуть, зачем?
Хотите всем показать, что там инерционные массы ограничение оборотов дают, так это еще надо посчитать, так ли это. Но мы не про низкие обороты говорили, а про максимальные спросил BMW fanner:

- на что вы возразили.

Облегчить сколь угодно, имелось ввиду, что инерционные массы уже не ограничивают величину оборотов дизеля выше 6000об/мин. А Вы именно про инерционные массы сказали, что это ограничение дизеля. Да не органичение это в спортивных дизелях. Лемановские дизеля имеют почти безграничный бюджет и используют супер легкие материалы, сравнимые с F1, только моторы сделаны на надежность, но выше 5500-6000об/мин они у них не крутятся, физика воспламенения и горения дизеля не позволяет.
В бензине - да, его до 20000об/мин крутят, и даже выше есть. Там инерционные массы ограничивают рост оборотов двигателя.

 

Выскажу предположение, что поднять обороты и мощность, финнам помешал более низкий кпд на этих оборотах и соответственно заметно больший расход солярки, которой сгорит за время эксплуатации этого дизеля во много раз больше по цене, чем стоимость якобы лишнего железа.

 

Аааа
Ессно речь о ваттах, порручик Армен даже жена поржала над подколом
Да и они явно условные, но не суть.

Думаешь их нет там? Вместо тумблера NOx

 

Ваше предположение отчасти верно. Но только отчасти и опять же верно в контексте инерционных нагрузок. Тут даже не надо быть оракулом, чтобы заметить одну очень характерную закономерность: чем больше мощность дизеля, как, впрочем, и любой другой поршневой машины, тем ниже максимальная частота вращения его коленвала. Основная причина - силы инерции движущихся масс. Скажем, простое двухкратное линейное масштабирование ДВС приводит к увеличению его рабочего объёма в 8 раз. При этом максимальные нагрузки от газовых сил повышаются лишь в 4 раза, а инерционные нагрузки при той же частоте вращения увеличиваются уже в ~32 раза. Чтобы компенсировать такие инерционные силы надо ещё больше увеличивать диаметры и ширину шеек коленвала, шатунов, что снова увеличивает массу (силы инерции) и снижает механический КПД. Получаем замкнутый круг, выходом из которого является только снижение частоты вращения.
Нетрудно также заметить, что соотношение максимальных давлений цикла (Pz) дизеля и бензина ~1,3...1,5. И мы видим примерно такое же соотношение максимальных оборотов бензина и дизеля. И вызвано это соотношение именно увеличенной (из-за бОльшего Pz) массой движущихся деталей дизеля по сравнению с бензином. И никакие "облегчить можно сколь угодно" тут не прокатывают. Ведь никто же не мешает применить те же "облегчённые" материалы и в бензиновом двигателе. Поэтому при прочих равных дизель всегда будет менее оборотистым, чем бензин, по причине более высоких инерционных нагрузок, вызванных более высоким Pz дизельного цикла.

 

Если бы Вам хоть раз пришлось выполнять расчет ДВС (даже самый примитивный на студенческом уровне), Вас бы вряд ли посетили подобные сомнения.

С чего Вы взяли, что под фразой "высокооборотистый дизельный ДВС" BMW fanner имел в виду дизель с максимально рекордными оборотами, как у бензина - 20000 об/мин?
Я его вопрос понял несколько иначе. Скажем, имеется два ДВС (дизель и бензин) равной макимальной мощности, но у дизеля максимальные обороты, к примеру, 4000, а у бензина 6000. Вопрос: почему не делают дизель таким же высокооборотистым (6000 об/мин), как и бензин? На что я и ответил.
Вот если бы был задан вопрос: почему нельзя в пределе раскрутить дизель также, как и бензин до 20000 об/мин, тогда б я с Вами и не спорил.

 

Все же вызывает большое сомнение, что обороты современных дизелей БМВ ограничиваются именно и только инерционными нагрузками. На вскидку можно предположить, что масса подвижных деталей в этих дизелях должна быть сопоставима с бензиновыми моторами, скажем, 20-30 летней давности( или еще более ранними), которые, тем не менее крутились очень хорошо...

 

Я по профилю не двигателист, а инженер системотехник ЭВМ, вычислительных комплексов и сетей.
Но книжки в наследство по теории автомобилей и тракторов есть, изучаю иногда. Только книжки 60 годов 20 века, многого что сейчас в дизелях используется просто нет. Потери в инерционных массах очень важный фактор, никто с этим не спорит, но если допустим использовать кишки бензомотора (неважно как и когда он развалится) с соответствующей степенью сжатия, который легко крутится 10000об/мин - то есть его инерционные потери позволяют железу крутиться, то дизель все равно не разовьет больше 6000об/мин. Ограничение будет в скорости процессов в дизельном двигателе - это узкое место у высокооборотных дизелей, а не его предельно низкие, ниже которых не можем опустить, инерционные массы. А что нагрузки в дизеле больше и там при равной мощности крепче кишки, это все понятно, при прочих равных с бензом там будут больше инерционные массы. Также как и дальше по трансмиссии дизель требует крепче сцепу с держащем больший моментом на маховике, крепче валы КПП, а более узкий диапазон оборотов подразумевает короче гл. пару и соответственно опять крепче редуктора. Крепче крепче - это все дополнительная масса.

 

Уважаемый, ты слишком много умных слов пишешь, истина гораздо проще



Я специально выделил: "за 1 с" означает "за ОДНУ СЕКУНДУ". Моностью ДВС называется количество работы, совершаемой за одну секунду. Это общеизвестно любому инженеру-двигателисту
Надеюсь, тебе не нужно разжевывать чем индикаторная мощность отличается от эффективной?

 

Сиг, у тебя как обычно правда перемешана с заблуждениями.
Если брать безнаддувные ДВС РАВНОГО рабочего объема, то при работе на ВСХ у дизеля будет меньше и среднее и максимальное индикаторное давление, чем у оттомотора.
А если брать ДВС равного объема с наддувом, то у дизеля при бОльшем максимальном индикаторном давлении цикла будет меньше среднее эффективное давление.
Но причина низкооборотистости дизеля в другом: у него меньше времени отводится на процесс смесеобразования и сгорания топлива (2-ю и 3-ю фазу), чем в оттомоторе.
Поэтому дизельмоторы не могут работать при высоких оборотах КВ - топливо не успевает перемешаться с воздухом, что увеличивает кол-во несгоревшего топлива в цикле.
Ведь мощность ДВС в первую очередь зависит от кол-ва топлива, кот. возможно сжечь за 1 сек.
И дизельмотор тут пока еще проигрывает оттомотору.
А то, что детали ЦПГ дизельмотора массивнее, снижает мех. КПД и как следствие ведет к резкому снижению мощности дизеля при высоких оборотах.
Проще говоря, "сильно крутить" дизель нет никакого смысла, да и возможности.
А вот оттомотор можно вывести на высокие обороты и таким способом снять с малого объема большую мощность

 

Частично я уже ответил - в дизельмоторе меньше времени на смесеобразование.
И еще там сложнее регулировать начало воспламенения, чем в бензомоторе, так как топливо воспламеняется само, а не от искры.
А как известно, начало воспламенения топлива залог правильного протекания процесса сгорания.

 

может глупый вопрос задам, а почему бы к цилиндру не вконструировать свечу, которая бы давала искру "в помощь" собственному сжатию ?
Сложно объяснить идею конечно, но, допустим, момент сжатия и воспламенения в дизеле совершается через 0.5 сек (цифры с неба) от его крайне нижнего положения, а мы делаем с помощью искры (нагревательного элемента\доп впуска какого нибудь газа\жидкости и т.п. ) это воспламенение раньше, допустим уже через 0.3-0.4 сек.
Помогло бы это в увеличении мощности дизеля?
либо вобще в сам поршень вконструировать этот, так скажем, катализационный элемент =)

 

Чорт, опять понял, что не туда влез и у мя авто не современный, на ручке... Извиняйте...

 

В дизеле современном ужа начали сжимать смесь? Круто... Раньше там сжимали воздух и только потом впрыскивали топливо... Раньше прикол был в том, что никакой смеси в дизеле так и не было... А в беззине была...

В беззине тоже сначала надо сжать смесь есличо.

 

Нет смысла. Начало воспламенения в дизеле корректируется путем изменения угла опережения впрыска топлива.
Получается некий аналог изменения угла опережения зажигания оттомотора.
Способы разные, но цель одна: сделать так, чтобы смесь воспламенилась когда поршень немного не дошел до ВМТ, т.е. корректировать начало воспламенения в зависимости от частоты вращения.
Но далее в оттомоторе смесь сгорает примерно за 2,5...3,7 мс, а в дизельмоторе за 6,3...11,5 мс, то есть время протекания процесса сгорания в дизеле почти в 3 раза больше, чем в оттомоторе.
Это и является основной причиной невозможности работы дизельмотора с высокой частотой вращения КВ.
А раз в оттомотре скорость сгорания топлива больше, то за 1 сек можно сжечь больше топлива чем в дизеле равного объема, следовательно получить большее количество энергии, идущей на эффективную работу.
А больше энергии - больше эффективная мощность (кол-во эффективной работы за 1 сек).
Вот в чем залог большей мощности оттомотора

 

Момент воспламенения регулируется моментгм впрыска с очень большой точностью - буквально пара градусов по фазе. Кстати, а в непосредственном впрыске беззина в какой момент прыскают? В начале цикла сжатия, или как в дизеле?

 

удалено

 

По разному, и в 1-м и во 2-м такте. И еще иногда впрыск осуществляется в 2 этапа: 1-й часть цикловой подачи бензина в такте впуск, 2-я часть в такте сжатие.

 

Больше удельной или литровой мощности... Больших отто моторов не построить... Типа максимум был у мерса 4 цилиндра 22 литра объема. Не пошло дальше одной авто. Дизель же отлично масштабируется до гигантских объемов цилиндров. А из интересного это быстроходные дизеля по нескольку дясятку, типа полсотни, цилиндров на торпедных катерах...

 

А вот фиг. Разница пр нципиальная. В дизеле факельное горение, там нет смеси. Если намешать смесь, то на малой мощности она просто не загорится. Там будет один воздух - слишком бедная смесь получится... Это базовая причина медленного горения.

 

В дизеле тоже ТВС

 

Я бы уточнил мощность по определению это работа в единицу времени это даже в школе проходят. Классе в шестом имха. В системе си ватт по определению равен джоулю в секунду. И это не зависит ни от чего

Отсюда же получается как раз понимание той формулы о связи мощности и момента...

Момент это сила. Сила она разгоняет и равна массе на ускорение, а работа это прирост энергии то есть прирост мвквадрат пополам...

Посему в наших применениях что момент что моща - пофик. Просто дизель на надо постоянно держать на высоких оборотах - он и на низких едет. Отсюда его приятность. И "моментность" которая выражается в том, что к примеру на ркпп он прет на холостых как танк

 

http://www.youtube.com/watch?v=SKT3UcZqTBk

Здесь можно посмотреть как горит топливо в дизеле и там отлично видно что никакой смеси там нет. Ну в том смысле, в котором есть газ в беззине.

Сначала там фуфло, а потом замедленные съемки процесса поджигания и горения.

 

Я уже 10 раз объяснял: применительно к ДВС мощность это работа за 1 сек.
Но почему-то мне никто не верит.

Смесь и там и там, но в оттомоторе смесь практически гомогенная, а в дизельмоторе - гетерогенная.
В бензомоторе с впрыском в цилиндр смесь может быть и гомогенная и гетерогенная.
Зависит от режима работы

 

Они просто в школу не ходили.

Насчет смеси... В беззине при правильном режиме работы в цилиндре смесь газов. Идеальногорючая, то есть в правильной пропорции, поджигается в одной точке и горит фронтом из точки к стенкам фронт прошел однократно и писец, все сгорело.

В дизеле модель другая. Типа пламени зажигалки или свечи. Мы заносим в цилиндр свечу и там эта свеча горит в воздухе... Там нет смеси, там есть граница горения и постоянное поступление топлива во время горения, чего нет в беззине... Нет и одноразового фронта горения ... Это принципиально другой процесс. В фильме четко показано. Можно найти такой же про бензин...

 

Смесь там есть, просто процесс сгорания другой, чем в бензиновом моторе.
В дизеле воспламенение топлива возникает еще до окончания цикловой подачи, и фактически топливо как бы "постепенно" подливается в огонь.
Это упрощенно, в действительности в современных дизелях многостадийная подача, особенно на малых нагрузках. Пишут, что форсунка за цикл успевает чуть ли не 8 порций в цилиндр засадить.
Да еще там турбулизация заряда осуществляется, так что процесс сгорания очень сложный.

 

Если я ничо не путаю, в дизеле как раз и есть условно "бедная смесь" -там коэффициент избытка воздуха всегда больше единицы. Насколько помню, у дизелей если топлива больше нагнетать а воздуха оставлять столько же, то гореть как раз будет хуже

Как так нету, там русским языком говорят - смесь воздуха и дизельного топлива лучше всего воспламеняется при высоком давлении...

Другое дело что смесь там гетерогенная, то есть понятно что оно загорается не сразу, а когда в воздухе смесь в воздухе растворится (то есть опять же - когда она в гомогенную превратится, насколько я понимаю все эти процессы).

 

Это на каких катерах дизели 50-ти цилиндровые?