Vetaif.ru

Авто журнал
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Коэффициент наполнения цилиндра это

Что такое форсированный двигатель

Понятие форсирования и тюнинга двигателя (от англ. слов force -усиление, стимуляция и tune — настройка) предполагает реализацию целого комплекса работ по доработке штатной заводской конструкции ДВС. Такие работы направлены на повышение величины крутящего момента форсированного двигателя и увеличение максимальных оборотов. Другими словами, форсированный мотор имеет большую мощность сравнительно с базовым аналогом.

Для повышения мощности двигателя производится замена штатных деталей мотора на тюнинговые, вносятся изменения в прошивку ЭБУ (чип-тюнинг), осуществляется разносторонняя доработка заводских узлов и т.п. Также на двигатель в целях его форсирования может быть установлена турбина или механический компрессор, дополнительно дорабатывается система топливоподачи, впуск, выпуск и т.д.

На что она влияет

ССД непосредственно определяет объём работы, произведённой ДВС. Чем изначально выше рассчитана степень сжатия, тем продуктивнее будет воспламенение. Пропорционально увеличится и отдача мотора. Вспомним, как разработчики в 90-е годы старались повышать этот показатель, полностью не модернизируя двигатель. Таким способом они конкурировали между собой, делая агрегаты мощнее, и не затрачивая при этом много средств. Но что самое интересное — моторы в этом случае не потребляли больше горючего, а даже становились экономнее.

Однако всему есть предел, и как было сказано выше, чересчур высокий коэффициент приводит к снижению ресурса ДВС. Почему это происходит? Дело в том, что при значительном сжатии топливная смесь начинает самопроизвольно детонировать, взрываться. Особенно это затрагивает агрегаты на бензине, поэтому здесь данный коэффициент имеет строгое ограничение.

Помните, что применение низкооктанового топлива становится причиной детонации на агрегатах с повышенной ССД. И наоборот, высокооктановое горючее может не позволять двигателю полностью раскрываться, если будет использовано в агрегатах с низким коэффициентом сжатия. По этой причине оба параметра должны соответствовать. Подробнее в таблице ниже.

Форсирование двигателя путем увеличения степени сжатия

Чем выше степень, тем горячее воздух в конце такта сжатия и тем выше КПД двигателя. Но повышение одного параметра не гарантирует линейное возрастание второго. Наибольший прирост мощности ощущается при повышении степени до 10-11 единиц.

К примеру, увеличив степень сжатия стандартного ВАЗовского мотора с 9.8 до 11, мы в теории получаем прирост термического КПД на 4%. Тест на стенде при этом покажет куда более скромное значение – 2,5%. Повысив степень сжатия того же мотора еще на единицу, мы получим фактическую прибавку в 4.5%. Моментная характеристика возрастет главным образом на низких и средних оборотах. Дальнейшее увеличение степени сжатия без перехода на высокооктановое спортивное топливо и вовсе не даст результат.

Причина такого явления — в детонации, которая возникает в случае слишком высокого пикового давления в камере сгорания. При контакте с разогретым воздухом в таком случае смесь самовоспламеняется еще до момента подачи искры. При этом фронт пламени распространяется со скоростью более 2000 м/с, тогда как значение при нормальном сгорании не превышает 250-300 м/с.

Ударная волна такой силы оказывает разрушительное давление на цилиндры, стенки камеры сгорания, поршни. Также значительно повышается температура выхлопных газов, что приводит к прогоранию днища поршня, клапанов.

Поэтому тюнинг со сжатием следует проводить после точного математического расчета и с прицелом на октановое число бензина.

Что такое двигатель DOHC и как он работает

Однако одной физической возможности развивать высокие обороты мало. Чем выше обороты, тем большее влияние на наполнение цилиндров оказывает сопротивление впускного тракта, от воздухозаборников до зазоров между открытыми клапанами и их седлами. Поэтому кривая мощности двигателя внутреннего сгорания, поднимаясь до определенной точки, с дальнейшим ростом оборотов снижается: после этой точки потери из-за сопротивления впускного тракта становятся слишком большими.

Но, если с впускным трактом поработать несложно – увеличить диаметр дросселя, каналов в головке блока цилиндров, снизить сопротивление воздушного фильтра, то у клапанного механизма есть строгое конструктивное ограничение. Диаметры тарелок впускного и выпускного клапанов чисто физически не могут быть в сумме больше, чем диаметр цилиндра. Поэтому еще на заре двигателестроения появились тогда еще примитивные многоклапанные схемы: чем больше клапанов в цилиндре, тем больше их суммарная пропускная способность, хотя диаметр отдельного клапана меньше. К тому же и клапана становятся легче, что опять-таки дает плюс к способности мотора раскручиваться до высоких оборотов.

Обычный, одновальный газораспределительный механизм

Ранние многоклапанные схемы использовали еще нижние распредвалы – вместо одиночного коромысла, приводящего в действие «свой» клапан, использовалось вильчатое на два клапана сразу. На мотоциклах эта конструкция из-за ее компактности сохраняла актуальность достаточно долго, и даже сейчас встречается.

Однако наиболее совершенной оказалась конструкция с двумя распределительными валами и четырьмя клапанами на цилиндр, обеспечивающая минимальные моменты инерции в газораспределительном механизме, легко компонующаяся и эффективная с точки зрения соотношения проходных сечений впуска и выпуска. Газораспределительный механизм DOHC на многоклапанной головке (расшифровка DOHC – Double OverHead Camshaft, два верхних распредвала) стал де-факто стандартом в современном двигателестроении.

Читать еще:  Отзывы о резине кама 515 шипы

Стоит сразу отметить, что сам по себе двигатель DOHC не обязательно подразумевает «16 клапанов» (термин из-за популярности 4-цилиндровых моторов крепко въелся в язык, хотя о многоклапанных моторах логично говорить по числу клапанов на один цилиндр: например, у 16-клапанного V8 их два). Существовали и исключения из этих правил – двухвальные «фиатовские» и «фордовские» моторы с двумя валами, но и двумя клапанами на цилиндр:

Или японские моторы с многоклапанной головкой, но одним распредвалом:

Однако эти моторы считаются инженерной экзотикой, и традиционно под двигателями DOHC подразумеваются двухвальные многоклапанные.

Расчет объёма мотора онлайн калькулятором

Найти сайт, предлагающий такой калькулятор, не проблема. Чтобы посчитать рабочий объём двигателя, вам останется ввести три цифры в соответствующие поля и нажать кнопку расчет (иногда результат рассчитывается и автоматически, как только вы ввели последнюю цифру). Исходные данные можно взять в паспортных данных транспортного средства.

Обычно значение в кубических сантиметрах крайне редко получается целым, поэтому при переводе в литры их закругляют с использованием общепринятых правил: 1598 см 3 = 1,60 л., 2.429 см 3 = 2,40 л.

Бывают двигатели, у которых при равном рабочем литраже и числе цилиндров их диаметр неодинаков – в этом случае будут неодинаковыми ходы поршней, будет различаться и мощность каждого из них. Мотор, у которого ход поршня небольшой, являются более прожорливыми и характеризуются меньшим КПД, но большей мощностью, достигаемой на высоких оборотах. У длинноходных всё наоборот – они экономичнее и обладают лучшей тягой на всех диапазонах оборотов коленвала.

Хотя мощность и зависит от литража двигателя, но зависимость эта не линейна и включает другие показатели, из чего следует, что определить объём мотора по лошадиным силам не получится, точный расчёт производится только на основании данных о поршневой группе.

Расчет мощности ДВС по производительности форсунок

Не менее эффективным показателем мощности автомобильного двигателя является производительность форсунок. Ранее мы рассматривали её расчет и взаимосвязь, поэтому, труда, высчитать количество лошадиных сил по формуле, не составит. Подсчет предполагаемой мощности происходит по такой схеме:

Где, коэффициент загруженности не более 75-80% (0,75…0,8) состав смеси на максимальной производительности где-то 12,5 (обогащенная), а коэффициент BSFC будет зависеть от того какой это у вас двигатель, атмосферный или турбированный (атмо — 0.4-0.52, для турбо — 0.6-0.75).

Узнав все необходимые данные, водите в соответствующие ячейки калькулятора показатели и по нажатию кнопки «Рассчитать» Вы сразу же получаете результат, который покажет реальную мощность двигателя вашего авто с незначительной погрешностью. Заметьте, что вам совсем не обязательно знать все представленные параметры, можно расчищать мощность ДВС отдельно взятым методом.

Ценность функционала данного калькулятора заключается не в расчете мощности стокового автомобиля, а если ваш автомобиль подвергся тюнингу и его масса и мощность притерпели некоторые изменения.

  • Перейти на страницу:

Скрипт Px. Диагностика механики двигателя

Сообщение Андрей Шульгин » 02 авг 2007, 12:30

Лекция «Трудно диагностируемые неисправности»: Часть 1, Часть 2

Результат обработки

Сообщение Андрей Шульгин » 02 авг 2007, 12:34

Диаграмма количества газа в цилиндре

Сообщение Андрей Шульгин » 02 авг 2007, 15:10

Проанализируем полученую диаграму для Нивы 1.7 (Niva2.png)

РАБОЧИЙ ХОД (желтый):
От 0 до 10 гр от ВМТ в идеале должно быть ровно но имеем искажения изза предела измерения Px датчика в 7 атм Что видно на диаграмме давления в виде обрезаных пиков.
От 10 до 135 гр почти постоянное количество газа — ведь клапана закрыты и газу некуда деться. Небольшое снижени количества связано с утечками через компресионные кольца и клапана, а также изза охлаждения газа на стенках цилиндров. Чем круче опускается график тем больше потерь как газа так и энергии.
От 135 до 180 открылся выпускной клапан и выхлопные газы из других цилиндров (Там же горение и давление газов выше) стали поступать в цилиндр.

ВЫХЛОП (красный)
От 180 до 150 (Поршень движется назад, тоесть вверх) выхлопные газы под давлением и по энерции продолжают поступать в цилиндр.
150 до 0 Поршень выталкивает из цилиндра газ через открытыий выпускной клапан в выпускной колектор

ВПУСК (синий)
0-25 После открытия впускного клапана за счет разряжения во впускном часть выхлопных газов высасывается во впускной колектор (вероятно по этой причине во впускном колекторе иногда наблюдается нагар)
25-180 поршень двигается вниз и всасывается в цилиндр смесь

СЖАТИЕ (зеленый)
180-165 по энерции газы через впускной клапан все еще двигаются в цилиндр.
165-130 Поршень двигаясь вверх выталкивает часть смеси через еще не закрытый впускной клапан.
130-10 Все клапана закрыты и количества газа в цилиндре почни не меняется (не считая утечки).
10-0 искажения изза срезаных пиков на диаграме давления.

Обработка диаграммы

Сообщение Андрей Шульгин » 02 авг 2007, 15:24

Обработку диаграммы давления я делал основываясь на том, что при адиабатическом процесе (без охлаждения газа или почти без онного) количество газа определяетя по формуле P * V ^ 1.4 (1.4 усредненный коефициент для газов входящих в состав воздуха с поправкой на содержание паров бензина). Поскольку по диаграме легко вычислить ВМТ и припустив что неравномерность вращения коленвала незначительна (по сравнению с точность измерения давления, турбулентностю, потерями тепла и так далее), Можна расчитать положение поршня в каждый момент времени, и соответственно объем камеры.
При расчетах необходима степень сжатия, которую можна вычислить из графика. При большей компресии при одинаковых пиках давления графиик становится более острым.
Также по наклону графика при сжатии, или по разнице количества газа до сжатия и после можна определить процент потерь.

Читать еще:  Что делать если нет шестигранника

Для данного графика у меня получилась такая картина.
Степнь сжатия в данном цилиндре 10,9:1
Процент потерь за время сжатия 9,3% (Эфективность 90,7%)
Угол открытия выпускного клапана 135 от ВМТ тоесть 45 до НМТ
Угол закрытия впускного клапана 130 от ВМТ значит 50 до НМТ

Сообщение Андрей Шульгин » 02 авг 2007, 15:49

Соответственно для Волги:
Степнь сжатия в данном цилиндре 7,7:1

Процент потерь за время сжатия 25,0%
Может лучше написать эфективность работы 75%?

Угол открытия выпускного клапана 90 от ВМТ тоесть 90 до НМТ!
Угол закрытия впускного клапана трудно сказать, гдето около 180 от ВМТ значит 0 до НМТ

Скрипт для анализа диаграмы давления

Сообщение Андрей Шульгин » 02 авг 2007, 15:55

Припустим скрипт я свояю, возможно даже автоматически углы открытия и закрытия клапанов можно будет посчитать. А вот график как из скрипта нарисовать. Или это только через плугин можно?

Вот бы создать плугин который считает данные величины и рисует диаграму количества газа и давления взависимости от угла поворота коленвала.

Тогда б имели настоящий МОТОРтестер.

Re: Скрипт для анализа диаграмы давления

Сообщение krimski » 03 авг 2007, 00:08

Андрей Шульгин писал(а): Вот бы создать плугин который считает данные величины и рисует диаграму количества газа и давления взависимости от угла поворота коленвала.

Тогда б имели настоящий МОТОРтестер.

Плугин

Сообщение Андрей Шульгин » 03 авг 2007, 10:11

Re: Обработка диаграммы

Сообщение АВС » 03 авг 2007, 19:06

Re: Обработка диаграммы

Сообщение Ygryk » 04 авг 2007, 11:39

Идея просто СУПЕР! Рассчитав график зависимости массы газа в цилиндре от угла поворота коленвала, можно рассчитать качество уплотнений (утечки через кольца, клапана, прокладку, трещины) на тактах сжатия и рабочего хода. В конце рабочего хода / начале такта выпуска можно рассчитать угол начала открытия выпускного клапана — когда в цилиндр, в котором в данный момент разрежение, начинают поступать газы из выпускного коллектора, в котором в данный момент давление, вследствие чего давление и масса газа в цилиндре начинает увеличиваться. В конце такта впуска / начале такта сжатия можно рассчитать угол конца закрытия впускного клапана — когда поршень перестал выталкивать из цилиндра втянутый на такте впуска газ и масса газа в цилиндре перестала уменьшаться, а давление начало увеличиваться.

P * V ^ γ = const — это уравнение адиабаты.
Но позвольте уточнить некоторые нюансы:

Как вы узнали значение коэффициента γ .

На сколько я понял, в уравнении адиабаты значение » const » вы приняли за единицу для момента времени, когда угол поворота коленвала равен 540° (нижняя мертвая точка в конце такта впуска / в начале такта сжатия). Здесь const — это количество или масса газа в цилиндре. Я вас правильно понял?

А как вы расчитали степень сжатия?

Re: Обработка диаграммы

Сообщение Ygryk » 04 авг 2007, 14:29

Нашёл в своём архиве осциллограмм файл, подписанный DAEWOO.mwf один канал которого давление в цилиндре, а другой — сигнал индуктивного коленвального датчика 60-2 зубов. Вероятно, двигатель 4-х цилиндровый, так как других я не встречал. Попробовал измерить неравномерность вращения коленчатого вала следующим образом.
Два ближайших пика давления в цилиндре обозначил как 0° и 720°, переключился в режим отображения угла поворота коленвала и расставил «закладки» через каждые 90°.
По осциллограмме коленвального датчика начиная от закладки 0° установленной ранее, начал расставлять дополнительные закладки через каждые 15 зубов (15 зубов = 90°). Таким образом, я смог сравнить реальные углы поворота коленвала с рассчитанными по пикам давления. Составил таблицу погрешности.
Получил следующие результаты.

Частота вращения двигателя по пикам давления — 766 Об/мин.
Давление в цилиндре в конце такта сжатия +5,7Bar
Разрежение в цилиндре в конце такта впуска -0,6Bar
. 90° — dφ= -1,4°
180° — dφ=+2,4°
270° — dφ=+6,7°
360° — dφ=+8,8°
450° — dφ=+8,9°
540° — dφ=+7,2°
630° — dφ=+4,7°
где dφ — погрешность рассчётного угла поворота коленвала.

По таблице видно, что при частоте вращения двигателя

750RPM, погрешность расчёта угла поворота коленвала по пикам давления в цилиндре достигает 9°. Такая ошибка в рассчётах конечно недопустима.
Внимательно просмотрел файл и обнаружил, что когда записывал осциллограммы, медленно приподнял обороты. Нашёл участок со стабильными повышенными оборотами и снова повторил рассчёты.
Получил следующие результаты.

Читать еще:  Подсветка ручек дверей гранта

Частота вращения двигателя по пикам давления — 1532 Об/мин.
Давление в цилиндре в конце такта сжатия +4,6Bar
Разрежение в цилиндре в конце такта впуска -0,7Bar
. 90° — dφ=-0,1°
180° — dφ=+1,1°
270° — dφ=+1,8°
360° — dφ=+2,2°
450° — dφ=+2°
540° — dφ=+1,5°
630° — dφ=+0,9°
где dφ — погрешность рассчётного угла поворота коленвала.

По таблице видно, что при частоте вращения двигателя

1500RPM, погрешность расчёта угла поворота коленвала по пикам давления в цилиндре не превышает 3°. Это уже вполне приемлемая погрешность. Кроме того, максимальное давление в цилиндре (в конце такта сжатия) снизилось на

1Bar. Это только к лучшему, так как уменьшается вероятность «зашкаливания» датчика Px. Кроме того, наполение цилиндра на повышенных оборотах получилось меньшим, на что указывают меньшее давление в цилиндре в конце такта сжатия и большее разрежение в цилиндре в конце такта впуска. А чем меньше наполнение цилиндра, тем нагляднее график давления в цилиндре (попробуйте что-то увидеть на прокрутке стартером, когда наполнение цилиндра большое и разрежение в цилиндре почти не возникает).
При случае, попробую записать новые осциллограммы и просчитать погрешность рассчётного угла поворота коленвала на ещё большей частоте вращения двигателя. Но уже сейчас видно, что рассчёты происходящих в цилиндре процессов лучше проводить на повышенной частоте вращения двигателя.

Выбранные фрагменты осциллограмм с расставленными закладками прилагаю.

Гидравлический КПД определяется течением жидкости внутри проточной части насоса, а если точнее гидравлическими потерями, которые возникают во время работы насоса. Например, если шероховатость поверхности стенок насоса увеличена, то жидкости станет сложнее преодолеть сопротивление трения, а значит, скорость течения жидкости будет ниже. Многое зависит и от вида течения жидкости. Возникающий в проточной части насоса турбулентный (вихревой) поток жидкости увеличивает гидравлические потери.

Отношение количества жидкости поступившей в насос через всасывающий патрубок, к количеству жидкости вышедшей из него через напорный патрубок является объёмным КПД насосной части. Объёмный КПД ещё называют КПД подачи, так как его можно рассмотреть как отношение производительностей, действительной к теоретической.

Чтобы потребитель имел возможность определить КПД насоса в конкретной рабочей точке, многие производители насосного оборудования прилагают к диаграммам рабочих характеристик насоса диаграммы с графиками характеристик КПД.

График эффективности насоса на примере Argal TMR 10.15

Оптимальный момент (моментная модель)

Для обеспечения необходимого управляющего воздействия на момент двигателя, не требуется менять коэффициенты, связанные с непосредственными регуляторами той или иной величины (начиная от УОЗ и заканчивая степенью открытия дроссельной заслонки). Вместо этого достаточно задать требуемую величину момента, которая автоматически будет преобразована в соответствующие виды управляющих воздействий на двигатель. Подробнее http://chiptuner.ru/content/bosch_model/

Теперь от теории к практике.

Что же мы можем увидеть при детальном рассмотрении систем управления впрыском автомобилей отечественного автопрома. Как я говорил выше производители страхуются и делают значительные поправки на плохое топливо и некачественные запчасти, делая попытки при этом сделать экономичные и «экологичные» автомобили которые должны прожить свой гарантийный срок.

    Бедная смесь во всех режимах, во многих прошивках почти полное отсутствие мощностных режимов. В калибровках они есть эти режимы, но они ограничиваются очень незначительным обогащением, зажаты границей перехода в мощностной режим и другими калибровками.

Очень поздние углы опережения зажигания и коряво работающие,познящие и без того поздние углы различные алгоритмы динамических коррекций. Отсюда получаем вялую динамику разгона, повышение расхода топлива и конечно убитые катализаторы и превращающиеся в труху клапана — это следствие Перегрева двигателя которое может возникнуть из-за чрезмерно позднего зажигания, так как смесь продолжает гореть при выпуске. Явления перегрева, связанные с поздним зажиганием, сказываются сильнее при большой нагрузке двигателя. Явления перегрева также будут проявляться и при чрезмерно раннем зажигании.

  • Установка ГБО, особенно 4го поколения. В этом случае имеем убитые ГБЦ, ошибки по смесеобразованию, кучу адаптивных параметров постоянно изменяющихся при переключении газ-бензин, повышенный расход и т.д. это следствие, а причина — слишком поздние УОЗы (Газ высокооктановое топливо 102 и выше),вариатор скажете вы, да вариант.
  • Вот на все вышеперечисленные параметры Вы и можете повлиять и это уже дело техники, опыта, знаний.

    Все выше перечисленное это только верхушка айсберга, на самом деле это очень нужная, интересная и увлекательная тема. А современному диагносту в современных условиях необходим минимальный набор знаний по чип-тюнингу. Тазы и карбюраторы уходят в прошлое им на смену приходят сложные электронные системы управления впрыском которые имеют массу очень средних параметров, но на которые мы можем влиять. Будущее уже сегодня и машины уже с такими системами которые требуют специальных знаний и навыков, для решения очень многих задач.

    голоса
    Рейтинг статьи
    Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector