Почему "не рулит" крутящий момент.

Господа двигателисты по тракторам, расскажите просветите как должно правильно гореть топливо с воздухом в дизеле, а то там камера сгорания иной раз бывает посложнее и на дне поршня все непросто бывает, почему? Да и в мясе дна точат всякую фигню, как оптимизируют?
Вот для бенза самая оптимальная камера сгорания шар со свечкой в центре, зажечь в середине и равномерно дать расширяться газам, такая форма будет иметь самую большую детонационную стойкость. Потому делают лужи в дне, ввиде полусферы. Уши, щели, резкие края в камере и на дне поршня, даже выступающие края клапанов - это все дополнительно негативный плюс для образования детонации, потому при конструировании и сборки на это обязательно надо обращать внимание для исключения банальных ошибок.

 

стартер там 12V - думаешь не хватит? =)
кстати, а если аккумулятор автомобиля положить в вакуумный контейнер - он будет так же подвержен температурным перепадам, как и без оной конструкции?
Вопросы задаю чисто из любознательности, т.к. вижу, что тут есть люди шарящие в физике\механике....

 

Тоесть если создать спец блок для аккума в машине с вакуумом, то проблем у дизельков зимой будет меньше?

 

Друг, очень прикольно когда дилетанты пытаются обсуждать процессы, проходящие в ДВС, не зная, как они происходят, не зная терминологии, и даже не зная что такое гомогенная и гетерогенная смесь и в чем их отличие.
И при этом тупо спорят, ленясь заглянуть в книги.
Книги не читаем - кина смотрим

 

Купи книгу Р.З. Кавтарадзе Теория поршневых двигателей. Там все расписанно, пересказывать долго да и смысла нет.
Уже рекомендовал сей труд на данном форуме неоднократно, так никто и не прочел

 

Точно так же думали в штатах в 70-х г.г., по прогнозам тех лет уже в 90-х должны были перейти на электромобили.
Быстро сказка сказывается, да долго дело делается

 

только сейчас Тесла - уже серийный образец, а суперчарджеры по всей США расставлены. Европа уже начинает работать над инфраструктурой.

Там были сплошные хотелки, пробы, да мечты. А тут - уже реально дело.

 

А по моему, комментарии слушать как раз обязательно. иначе как насчёт цитаты из этой же фильмы?

То есть может я опять неправильно понял, но понял я так - как только смесь превращается из гетерогенной в гомогенную (т.е. когда она перемешивается с воздухом) - тогда и происходит воспламенение.

И по поводу предела да и вообще... поинтересовался этими вопросами на днях у ребят из независимости, с которыми "за жизнь" парой фраз перекинуться могу. Они мне посоветовали поискать книжку Шароглазова о ДВС, а там - главу о дизелях. нашёл, посмотрел - и вот что там увидел:



Т.е. как я понял, не всё топливо попросту успевает с воздухом перемешиваться - поэтому и не сгорает.

И в другом месте там же - пусть косвенное, но доказательство этому:



Да, равномерно смешать дизель с воздухом сложно - но возможно, и именно это и происходит в цилиндрах. И когда это происходит, смесь вспыхивает. А то, что не смешалось и не сгорело, остаётся в виде сажи или выходит в виде дыма.

Опять же, понял исключительно в силу своей личной сообразительности.

 

тоесть выходит, что высокооборотистый дизель лишен смысла, т.к. с увеличением оборотов КПД двигателя будет падать. Тоесть оно и так то неполно сгорает, а при оборотах в 7-8к будет просто улетать в трубу, лишний перерасход топлива и нагрузка на двигатель, плюс усложнение\утяжеление конструкции, с нулевой отдачей от этого.

а что будет, если, допустим, двигатель объемом 6 л и 245 л.с. оставить прежним (я про дизель), а крутящий момент при этом задрать до 600 (т.е. идея такая, что наддув\впрыск оставить прежним, а увеличить крутящий момент до 600-700, учитывая, что коробка позволяет).

Я к тому веду, что, м.б., для лучшего КПД дизелька нужно увеличить скорость и силу сжатия, без увеличения объемов воздуха и соляры?

 

И, возникла тут мысль. Вот бензиновые гибриды делаются Лексусом в основном вроде как. А почему производители не могут сделать нормальный 3 литра турбодизель и 2 электро двигателя, как на Лексусах РХ? Т.е. к без того резвому дизелю, при желании, можно подключить на разгоне до 100 еще и электро движки - и будет вобще ракета, наверное. Плюс работа от батарей на ХХ, в пробках. Ну и расход у дизеля станет еще меньше к тому же....

 

Ты не совсем правильно понял.
В оттомоторе топливо впрыскивается в такте "впуск" и наличествует время чтобы оно испарилось и равномерно перемешалось с воздухом. Поэтому к моменту подачи искры во всем объеме камеры сгорания смесь однородная (гомогенная).
В дизеле топливо впрыскивается в конце такта "сжатие", из-за недостатка времени к моменту воспламенения оно не успевает полностью испариться и равномерно перемешаться с воздухом. Из-за этого в КС образуются зоны смеси с разным коэф-м избытка воздуха, а также участки где есть только топливо и только воздух. Поэтому и говорят, что смесь неоднородная (гетерогенная), или по русски: плохо перемешенная.
И в серьезной лит-ре пишут, что в дизельмоторе образуются зоны смеси с местными коэф-ми избытка воздуха.
Но сгорает (точнее топливо вступает в реакцию с кислородом воздуха) именно смесь (пары топлива, перемешенные с воздухом), причем есть нижняя и верхняя граница по избытку воздуха, т.е. если в смеси воздуха будет слишком много, или слишком мало - она не воспламенится.
Часть топлива около 5% не сгорает из-за неполноты сгорания топлива, возможно что в современных дизелях потери чуть меньше, т.к. конструкторы стараются сделать так, чтобы смесь получилась практически гомогенной и форсунки распыливают очень мелко.
В оттомоторе тоже часть цикловой подачи бензина не сгорает.

В оттомоторе также есть частота вращения, после превышения кот. КПД начинает снижаться.
Но тут правильнее говорить не о КПД, а о мощности. При снижении КПД мощность может некоторое время увеличиваться, но затем наступает предел, когда мощность также начинает снижаться. Но в дизеле этот предел наступает намного раньше, чем в оттомоторе, и мощность падает более стремительно.
Наибольший эф. КПД в моторах обычно соответствует оборотам максимального Мк.
Также замечу, что в автомоторах не бывает "полки" максимальной мощности, как на криво нарисованных графиках автора топика. Макс. мощности соответствует ТОЧКА перегиба кривой, а не полка (прямая линия).
Поэтому я неоднократно акцентировал внимание: макс. мощность в автомоторе суть величина секундная, т.к. в реальной эксплуатации автомотор никогда не работает с макс. мощностью более секунды (а то и менее).

 

В этом и состоит Ваше непонимание причинно-следственной связи между силой и мощностью. Итоговый достигнутый результат ускорения (замедления) будет зависеть не от силы, а от располагаемой мощности источника энергии. А уже исходя из мощности этого источника, можно посчитать какая была ускоряющая сила.

А как же иначе. Это ведь сила упала с 10 кН до 8 кН от недостатка мощности энергоисточника, а не наоборот.

 

Также можно сказать что она упала от недостатка силы энергоисточника, ибо первична сила, а не мощность.
Впрочем это уже софистика

 

Лева, ты ж грамотным себя позиционируешь, расскажи коротко своими словами как понимаешь. Все тебе скажут только спасибо за просвещение.
Почему точат в дне поршня всякую "узорчатую" фигню, раз там не однородная смесь и тогда куда правильно направляют сопло форсунки, в центр "узора"? Как горит/расширяется это смесь и по скорости. Все желательно в сравнении с бензом, чтоб всем понимать различие.

 

Ты предлагаешь научную работу написать на 10 листов с картинками?
нет уж, уволь

 

Можешь по проще, без картинок своими словами, мы постараемся понять.

 

Сказать-то можно всё, что угодно, тем более опираясь на софистику.
Только "недостаток силы энергоисточника" в данном случае не имеет первостепенного значения. Ведь этот недостаток легко компенсируется передаточным отношением КПП, и имея совсем мизерную силу энергоисточника, на колесе легко получать "са-ах какую"(с) силу. "Дайте мне точку опоры, и я переверну Землю!"(с). Но если этот энергоисточник будет маломощным, то какую бы огромную силу на колесе мы не трансформировали, ускорение так и будет слабым, маломощным, если хочешь.

 

Какой смысл пересказывать учебники, да еще своими словами?
Мне проще отсканить текст и выложить сканы

 

Я просто хотел подчеркунуть, что первично индикаторное давление, а потом уже возникает мощность.

 

В Европе катает куча дизелей БМВ, так почему бы им всем заместо увеличение объема, форсировки, увеличения кол-ва турбин - не поставить 2 электромотора - выбросы то в атмосферу уменьшаться, расход уменьшится и на ХХ дизель будет тише бенза турбированного
если сейчас для Х5 30Д считается 10-11л. на сотню в городе норма, как ни топи, то такая же гибридная может дать более низкие показатели, допустим 8-9 + меньше выборосов в атмосферу + не шумит в пробках + выше разгон при желании. Одни плюсы блин.

 

Пока с сегодняшними технологиями высокая стоимость и небольшой запас хода тормозит чистое электро и гибриды. Замена у лохуса РХ раз в 7 лет аккумов стоит около 10тыс$.

 

Да-да, именно так я и представлял себе этот процесс, ты просто уточнил то, как я и представлял - и про то что смешивается уже в цилиндре, и про то что однородной смеси там никогда не добиться - что-то перемешалось лучше что-то нет.

Я говорил лишь про то, что (опять же как я понял) воспламенение происходит ИМЕННО В ТОМ участке полости цилиндра, где смесь стала уже практически гомогенной (т.е. конкретно в этой части) - т.е. полностью перемешалась с воздухом. И это по моему, совсем не мешает тому, что в каком то другом участке эта смесь ещё до конца не перемешалась. Просто там она пока ещё не воспламенится, а где перемешается - там воспламенится.

Т.е. это я к тому, что в дизельных цилиндрах есть смесь, и ещё как есть - а если бы её не было, то и воспламенения не было бы (т.е., повторюсь, воспламенение происходит именно тогда когда почти однородная смесь образуется. А всё что не смешалось, дымом и сажей выходит).

 

1.Вы продолжаете меня удивлять... По законам механики именно от результирующей силы прямо пропорционально зависит ускорение. Мощность же это величина рассчетная : если силе, приложенной к телу удается совершить некую работу за определенной время - можно рассчитывать мощность силы. И для того, чтобы утверждать, что я чего-то не понимаю, нужно оспорить вышеприведенную логическую цепочку и показать где именно мы с Ньютоном что-то не понимаем, ок? А не делать голословные утверждения...

2. Так зачем тогда сначала делать предположения о том что прикладывается сила в 10 кН, если через несколько строчек выясняется, что прилагается 8 кН ? Вы почитайте внимательно тот пост - увидите, что вы делаете два взаимно исключающих друг-друга предположения о приложенной силе...

 

ОК. Попробую зайти с ещё одним, возможно, более наглядным примером.
Представьте плоскую горизонтальную поверхность, на которой покоится стальной куб массой m=2 т. При этом коэффициент трения покоя пусть будет kп=1,0, а коэффициент трения скольжения зададим kс=0,9. Далее, в этот куб упирается шток поршня горизонтально установленного пневмоцилиндра, корпус которого жёстко закреплён на этой плоской поверхности. Площадь поршня пневмопривода примем S=1 кв.м. Поршневую полость пневмоцилиндра соединим с огромным ресивером обычным трубопроводом, в который врезан регулируемый дроссель (кран).
Посчитаем силу трения покоя: Fп=kп*m*g=1,0*2*10=20 кН. Сила трения скольжения Fс=kс*m*g=0,9*2*10=18 кН. Нетрудно прикинуть, что для того, чтобы сдвинуть и привести данный куб в движение, необходимо иметь избыточное давление в ресивере, равное р=Fп/S=20/1=20 кПа. Теперь, если подать воздух из ресивера в пневмоцилиндр, то на куб будет действовать сила в 20 кН, после чего он стронется и начнёт движение, преодолевая уже силу трения скольжения Fс=18 кН. Тогда равнодействующая сила (сила тяги), толкающая куб, составит Fт=Fп-Fс=20-18=2 кН.
Теперь самое важное. Согласно вашей интерпретации уважаемого сэра Ньютона наш куб должен был бы двигаться с постоянным ускорением а=Fт/m=2/2=1 м/с^2. Всё так и было бы, если бы наш пневмопривод обладал неограниченной мощностью. Но в реальной жизни это не так. Для упрощения рассмотрим посекундные интервалы времени. Нетрудно подсчитать, что на 1-й секунде разгона ускорение куба в 1 м/с^2 потребует от пневмоцилиндра мощность ускорения в 1 кВт, за 2-ю секунду – 3 кВ, а за 3-ю с – уже 5 кВт. Известно также, что мощность нашего пневмоцилиндра определяется формулой: N=p*Q, где р – давление, действующее на поршень, а Q – объёмный расход воздуха, втекающего в поршневую полость. А теперь представим, что дроссель, регулирующий подачу воздуха в пневмоцилиндр, настроен на максимальный расход Q=0,04 куб.м/с. Тогда максимальная мощность нашего пневмопривода будет не более Nmax=20*0,04=0,8 кВт. Как видим, что несмотря на наличие силы (давления) этой мощности не хватит, чтобы обеспечить ускорение в 1 м/с^2 даже в течение первой секунды, не говоря уже о бОльшем времени.
Хорошо, давайте приоткроем регулирующий дроссель, увеличив максимальный расход воздуха и, соответственно, максимальную мощность пневмопривода до, например, Nmax=1,2 кВт. Тогда произойдёт следующее:
1) В течение 1-й секунды совершится работа ускорения А1=(m*v1^2)/2=(2*1^2)/2=1 кДж, реализуется мощность ускорения N1=1 кВт, будет обеспечено ускорение а1=1 м/с^2 и скорость в конце 1-й секунды – v1=1 м/с. Казалось бы, всё отлично. Ан нет, смотрим дальше.
2) В течение 2-й секунды для обеспечения желаемого ускорения а1=1 м/с^2 должна совершиться работа ускорения А2=(m/2)*(v2^2-v1^2)=4-1=3 кДж и потратиться мощность ускорения N2=3 кВт. Но мы-то располагаем лишь 1,2 кВт ускоряющей мощности (это – максимум, больше нетути, увы). А с 1,2 кВт мощности за вторую секунду мы сможем совершить только A2=1,2 кДж работы (вместо желаемых 3-х кДж), которые смогут разогнать куб только до скорости v2=(2*A2/m+v1^2)^0,5=1,5 м/с со средним ускорением а2=(1,5-1)/1=0,5 м/с^2.
Спрашивается, куда делась та чудодейственная сила (давление), которая так лихо разгоняла тело на 1-й секунде и так же лихо ”сдулась” на 2-й секунде? Всё очень просто. На 1-й секунде разгона потраченная мощность не превышала располагаемую (максимальную). А на 2-й секунде мы упёрлись в ограничение по мощности, поэтому ускорение и замедлилось. При этом максимальное давление (сила) в энергоисточнике (ресивере) никуда не делось, а вот максимальная мощность, благодаря манипуляциям с дросселем (расходом) изменилась. Вот вам и результат.

Таким образом, исходя из знания мощностного ограничения, легко можно вычислить не только ускорение куба, но и определить, какая средняя равнодействующая сила будет на него действовать в течение, скажем, 2-й секунды разгона: F2=m*a2=2*0,5=1 кН, при этом на цилиндр будет действовать давление р2=(Fc+F2)/S=(18+1)/1=19 кПа (изб.). А теперь попробуйте рассчитать наоборот: ускорение через силу (давление). Без знания величины максимальной мощности ничего у вас не выйдет, как не старайтесь. Отсюда и вывод: максимальные динамические характеристики (ускорение) движущегося тела определяются величиной максимальной мощности, а не максимальной силы. Поэтому:
МОЩНОСТЬ УСКОРЯЕТ!!! Т.е. для получения заданного ускорения необходимым и достаточным условием является соответствующая этому ускорению мощность. Сила при этом является необходимым (без силы нет мощности), но не достаточным условием.

С другой стороны, для того, чтобы вывести любое неподвижное тело из состояния покоя в состояние движения, мощность не нужна. Для этого достаточно приложить силу, бОльшую или равную силам сопротивления движению. Применительно к вышеописанному примеру если давление в ресивере будет меньше 20 кПа (или площадь поршня будет меньше 1 м^2) , то никакая величина максимальной располагаемой мощности энергоисточника (даже если вообще убрать дроссель) не поможет сдвинуть тело с места. Только необходимая сила (давление в ресивере и площадь поршня) способна создать движение. Поэтому:
СИЛА ДВИЖЕТ!!! Т.е. для создания любого вида движения необходимым и достаточным условием является сила. А мощность определит лишь предельную динамику этого движения.

 

Вы очень утомительны, многословны и похоже занимаетесь схоластикой растекаясь по древу не обязательных и не нужных деталей и подробностей...

В вашей модели, если предположить, что никакие другие силы кроме вами же указанных на куб не действуют, то результирующая сила в 2кН будет ускорять ваш куб постоянно с указанным вами ускорением.

Если же ваш пневматический поршень не сможет по каким-либо причинам развивать эту результирующую силу, то действительно, ускорение будет снижаться пропорционально снижению результирующей силы - все можно излагать значительно проще и короче...

При постоянной массе, ускорение - это функция результирующей силы, оно(ускорение) меняется в зависимости от изменения силы, т.е есть ускорение снижается - потому что снижается результирующая сила. Это исчерпывающе полно для наших условий относительно связи силы и ускорения.

Теперь или дальше можно дискутировать как и почему падает результирующая сила - но это отдельный и большой разговор, наверное все же без меня...

Только в ответ, прошу вас, не надо писать пост на несколько страниц, плиз...