Dolfinchik » Вт, 14 янв 2014, 22:20
Не гнушайтесь количеством букв, и прочитайте мои измышления на этот счёт.
Видимо придётся объяснять надменным личностям, которые считают что ЕГЭ это фигня.
Давай-те по порядку.
Что такое КПД ДВС, эта отношение мощности используемой на вращение вала, к общей выделяемой мощности. В данном случае, это мощность затрачиваемая на вращение делить на мощность выделяемая при сгорании топлива.
Топливо - бензин (говорим о бензиновых двигах). Согласно циклу Отто выходная мощность будет определяться разностью давлений до сжатия (это определяет наполнение цилиндра), после сжатия, после сгорания топлива, после расширения. Это рабочие параметры.
Согласно тому же циклу Отто, КПД такого двига будет в основном зависеть от разницы давлений до поджига, и после сгорания топлива, плюс степень расширения газа при адиабатном расширении.
Определили, что такое КПД, пошли дальше.
На первый параметр - давление до поджига, влияет компрессия цилиндра, которая определяется степенью сжатия, наполнением цилиндра (это в основном параметр впускной системы, диаметров клапанов, количества клапанов), фазой ГРМ, температурой входного воздуха, формой камеры сгорания.
Далее, Второй параметр, максимальное давление в цилиндре - после сгорания топлива, этот параметр определяется наполнением цилиндра, качеством смеси, энергией свечи, формой камеры сгорания, фазой ГРМ, углом опережения зажигания, и конечно октановым числом топлива.
Третий параметр, давление после расширения, тут просто, чем оно ниже, тем лучше. Определяется формой камеры сгорания, и ходом поршня. На современных тойотовских двигах применяют даже спец. мехнические системы, которые искуственно увеличивают расширение, чтобы увеличить КПД двига.
Это была краткая теория, если кого интересует, можем в подробностях обсудить детали.
Далее, нас интересует современный атмосферник, на режиме ХХ. И вопрос, почему он дольше прогревается, по сравнению с более старыми двигателями, или двигами другой конструкции.
Режим ХХ определяется минимальными устойчивыми оборотами двигателя. Следовательно, минимальным часовым расходом топлива. Двигатель, как система, которую мы нагреваем состоит из металла, масла, ОЖ, и системы отбора тепла - печка салона и радиатор. Следовательно, система обладает теплоёмкостью, и плюс утечкой тепла, т.е. нужно не только прогреть, но и удержать на режиме.
Рассмотрим какие параметры влияют на выделение двигателем тепла.
1.Качество смеси. Режим ХХ формируется минимальным числом оборотов, при этом резко повышается выброс СО2 в атмосферу, для борьбы с этим явлением, на двигателях без каталитического нейтрализатора применяли обеднение рабочей смеси, таким образом достигали минимального выброса СО2. К тому же, обеднённая смесь хуже охлаждает внутреннюю полость цилиндра при впуске, т.к. обладает меньшей теплоёмкостью.
2. Угол опережения зажигания. Однако, при обеднении смеси резко увеличивается выброс ОН. Для борьбы с выбросом ОН, применяли позднее зажигание. При "позднем" зажигании ОН дожигался в приёмной трубе системы выпуска.
3.Октановое число бензина. Как мы знаем из цикла Отто, чем выше давление после сжатия, тем лучше, однако этот параметр ограничивается октановым числом бензина. Чем выше октановое число бензина, тем сильнее его можно сжать без самовоспламенения.У дизеля, эквивалентное октановое число(не цетановое) выше 115. Также, чем сильнее сжать топливо-воздушную смесь, тем больше удельной энергии можно извлечь из топлива. По-этому, современные двигатели проектируют под более высокие октановые числа, т.к. при той же мощности расход уменьшается.
Кстати, есть ещё один момент. Чем выше октановое число бензина, тем у него более низкая температура сгорания. На это прошу обратить особое внимание, т.к. многие думают что наоборот. Это ещё один фактор, почему дизеля мало греются.
4. Чистота камеры сгорания. Из физики мы знаем, что существует передача энергии при помощи излучения. Так вот, если стенки цилиндра, поршень, тарелки клапанов порыты нагаром, то они только за счёт излучения будут нагреваться примерно на 2% сильнее, плюс, у тарелок клапанов появляется эффект термоса.
5. Также, на тепловую мощность влияют, градиент концентрации углерода в гильзе цилиндра, сила трения поршня о цилиндр, и т.д.
Из выше перечисленного можно сделать краткий вывод о влиянии системы двигателя, и его алгоритма работы задаваемы прошивкой контроллера, на степень его побочного нагрева.
На старых двигателях, без нейтрализатора, смесь была беднее, зажигание более позднее, октановое число - ниже, и плюс чистота камеры сгорания, и т.д., всё это приводило к существенно большей побочной тепловой мощности. Т.е. гораздо бОльшая часть тепла от сгорания топлива шла на разогрев двига, а не на полезную работу. Добавим к этому более тяжёлые маховики, шатуны, поршни, и т.д., всё это приводит к ещё большим механическим потерям в двиге.
На современных двигателях, стоит нейтрализатор сложной конструкции, и нет необходимости уменьшать выбросы путём ухудшения режима работы. Сейчас в двигатели подают стехиометрическую смесь, высокой точности (именно для этого используют два датчика кислорода), при которой достигается максимальный КПД двига в режиме малых оборотов, и соответсвенно минимальный побочный нагрев. Плюс, облегчённые шатуны, поршни, маховик, коленвал. Плюс увеличение градиента концентрации углерода в гильзе вблизи поршня - что уменьшает трение, и увеличивает ресурс, большая энергия поджига и равномерное горение смеси, таже настройка перекрытия клапанов, что позволяет не только хорошо наполнить камеру смесью, но и использовать эффекты инерции смеси, и хорошо смесь перемешать. Также, стехиометрическая смесь хорошо охлаждает стенки цилиндра в такте впуска. Ну и т.д. Все эти меры увеличивают КПД двигателя, за счёт перераспределния энергии сгорания топлива в сторону работего такта, а не побочного нагрева.
Теперь вернёмся к "нашим баранам", я не утверждаю, что BFQ имеет больший КПД чем AKL, или какой либо другой из линейки VAG. Я говорю о том, что проблема плохого прогрева двигателя присуща двигателям VAG из-за их высокого КПД. Ведь при сравнительных испытаниях в журналах, двигатели VAG почти всегда самые экономичные, и самые холодные. И если первое - это хорошо, то второе в нашем климате - это зло.
То что мы сталкиваемся с плохой работой печки именно на BFQ - это не следствие его уникальности в плане КПД, а просто намеренное уменьшение утечки тепла, в попытке более быстрого прогрева, ну или конструктивный просчёт - кому как угодно.
Установка дополнительной помпы, приводит к ещё большим утечкам тепловой мощности, и как следствие, ещё более долгому прогреву двигателя, особенно на ХХ. На КПД это не влияет.
Поэтому прошу, не переходить на личности. Я знаю двигатели очень хорошо. Я учился в институте 8 лет, и имею степень магистра в области техники и электроники. Физику я изучал 6 лет, специализировался на квантовой механике.
К тому же, у меня большой опыт ремонта и доработки двигателей.
КПД тут ни каким боком. Правильно вы пишите - гидравлика. ОЖ идет по пути наименьшего сопротивления через маслоохладитель и энергия, выделяемая двигателем тратится не на разогрев салона, а на разогрев масла, потом на разогрев основного радиатора, и только потом какие-то крохи достаются печке. Причем на хх 650 об/мин - это будут крохи, т.к. давление жидкости минимально. Поэтому закрываем проход жидкости через маслоохладитель (то же самое достигается установкой доп.помпы), + поднимаем немного обороты ХХ для более быстрого нагрева.
нетурбированного 1,6л ДВС, что он стал плохо греться?