Creșterea puterii ICE prin creșterea eficienței sale
motor cu combustie internă de putere sporită prin creșterea eficienței sale de eficiență.
Teoria modernă de calcul ia în considerare numai căldura motoarelor cu ardere (ICE), cu toate că orice tip de motor - nu este doar motor termic, dar, de asemenea, un mecanism cu metodele sale de conversie mișcare rectilinie alternativă a pistonului în timpul rotației arborelui; cele mai comune - un mecanism cu manivelă (manivelă).
Diagrama indicator al unei schimbări reale a presiunii într-un motor cu piston, cu un mecanism de pârghie este foarte clar ilustrat în așa-numita P, V-diagrama (fig. 1). Dupa cum se poate vedea, presiunea variabilă reală a motorului. Conform procedurii adoptate de diagrama din presiunea cilindrului motorului este transformată în medie Pi presiune indicată și discută în continuare a procesului, atunci când p = const - ca deplasarea pistonului sub acțiunea forței constante.
Cel mai apropiat de acest proces teoretic conversia energiei termice în mecanică s-ar produce în motoarele cu aburi suport și un cuplu pinion pe arborele (dacă motoarele au existat). În acest caz, aburul furnizat în cilindru la o presiune constantă (forță constantă care acționează asupra pistonului) și lungimea constantă a umărului asigură o rezistență constantă datorită rotației arborelui sub sarcină.
Găsirea de lucru ca forță de muncă pentru a muta este posibilă numai în timpul deplasării înainte, după cum în acest caz, forța este rată constantă și deci constantă deplasare.
La motorul cu piston de lucru manivelă este produsul cuplului pe turația motorului, adică, noi nu considerăm că forțele aplicate pistonului, iar cuplul care acționează pe arbore.
Cuplul este o caracteristică importantă a oricărui motor. Dacă pentru transformarea energiei termice în energie mecanică ar putea fi folosit mecanismul pinion (Fig. 2), cuplat cinematic cu pistonul, apoi la o lungime constantă a brațului (L) cu privire la valoarea cuplului ar afecta doar forță variabilă care rezultă din presiunea gazelor asupra pistonului.
Metode moderne de calcul al motorului cu ardere internă pe baza mediei indicată de presiune destul de bine cu doar această opțiune, pentru că în acest caz, nu este necesar să se ia în considerare schimbarea în umăr - este permanentă. Apoi cuplul depinde numai de forța aplicată pistonului, care la rândul său depinde de presiunea din cilindru și zona pistonului. Dar, grebla cu pistonul se deplasează într-un principiu cu mișcare alternativă, și conectat printr-o rotație continuă a arborelui cu un raft cu mișcare alternativă, până când nimeni nu a putut. După ce a rezolvat această problemă, puteți crește în mod dramatic eficiența mecanică a motorului.
Dacă este vorba despre un adevărat motor cu ardere internă, care utilizează o manivelă, tehnica modernă nu este destul de fidel reflectă procesele care au loc în ea - din două motive principale:
- presiunea din cilindru scade cu distanța față de pistonul mort superior (TDC);
- modificarea lungimii brațului, prin care forța este aplicată pe arbore.
Lăsând la o parte prima caracteristica, ne vom concentra pe a doua.
KSHM umăr definită ca perpendiculară a scăzut de la axa arborelui cotit de rotație pe o tijă (sau axa tijei de conectare când forma tijă manivelei și un unghi obtuz). Aceasta variază de la zero la punctul mort superior la o valoare maximă la momentul manivelei și tija de conectare la unghiuri drepte, și apoi înapoi la zero la BDC (punctul mort inferior).
De altfel, punctul mort superior și BDC, prin urmare, denumit în continuare „mort“, care nu este nici o lucrare la aceste puncte. Forța TDC aplicată pistonului, maximă, deoarece în acest moment în cilindru doar presiunea maximă este creată (Fig. 1). Deoarece această intensitate maximă de TDC nu funcționează, întreaga încărcătură este transferată de la ea pentru a sprijini fusurile arborelui cotit, ceea ce duce la o supraîncărcare a mecanismului cu manivelă și o scădere bruscă de viață a motorului. De asemenea, la punctul mort superior pierdere de căldură mai maximă: deoarece energia termică este transformată în mecanică, atunci toată căldura este dată prin sistemul de răcire în mediul înconjurător. Completând accident vascular cerebral de căldură imagine pe piston și chiulasă.
Acum, pentru prima dintre caracteristicile motorului cu ardere internă menționat mai sus.
Așa cum a spus deja, calculul modern al motorului cu ardere internă se realizează prin găsirea presiunea medie indicată. presiunea medie indicată se numește condiționată cea mai mare presiune permanentă - Pi, Fig. 1 - care, acționând asupra pistonului într-unul din cursa lui de la punctul mort superior la BDC efectuează muncă egală cu activitatea utilă a ciclului de lucru a gazelor. După cum se poate observa din definiție, în calculul motorului cu ardere internă nu sunt luate în considerare în timpul pistonul denivelări de presiune. Dar, în realitate, gazele extinde, presiunea scade. Imaginea este complicată și de faptul că rotația presupusă a arborelui cotit, la o viteză unghiulară constantă. Aceasta înseamnă că rata de schimbare de volum în cilindru (viteza de deplasare a pistonului) nu va fi constantă - la punctul mort superior și BDC (mort inferior), este de fapt egală cu zero.
Se pare că presiunea medie, convenabil pentru a simplifica calculele, de fapt total greșit, aceasta duce la o eroare la înțelegerea motorului cu ardere internă. De fapt, suntem prin valoarea noțională de a conduce un cont real al motorului. Trebuie recunoscut faptul că, datorită utilizării unui număr mare de relații empirice, de calcul se obține suficient de precisă; dar aceasta nu oferă o înțelegere reală a motorului cu ardere internă.
Pentru a ține seama de cinematicii motorului cu ardere internă și să aducă metoda calculată la imaginea reală a funcționării sale, se propune să se bazeze această metodologie de cuplu.
Pentru a găsi construi diagrama de presiune indicator ca funcție a unghiului manivelă (fig. 3), iar schimbarea diagramei lungimii umerilor, în funcție de unghiul manivelei (Fig. 4). Amplasarea lungimea maximă a umărului la unghiul de rotație al arborelui cotit depinde de raportul dintre lungimea bielei la manivela. Cu cât tija, mai aproape de umărul maxim 90º după punctul mort superior; tija de conectare mai scurt, mai aproape de pârghie maxim la punctul mort superior.
Într-un maxim de pârghie reală a motorului se află în intervalul de la 70 ° la 85º. Cu cât presiunea maximă și efectul de pârghie maxim reciproc la un unghi de rotire a arborelui cotit, cu atât mai mare cuplul. Linia punctată din Fig. 4 prezintă modul în care lungimea brațului unghiului pârghie real al motorului VAZ-2106.
Fig. 5. Diagrama cuplului.
C considerând aceste două diagrame construi diagramă indicatoare a cuplului (Fig. 5). După cum se poate observa din diagrama, cuplul maxim este de aproximativ 35º grade de la punctul mort superior în timpul rotației arborelui cotit în timpul cursei motorului cu formarea amestecului extern și 35º BTDC când comprimarea unui amestec. Diagrama indicator al cuplului construi cel mai convenabil cu excepția zonei pistonului. Toate constantele (suprafața pistonului, numărul de pistoane, etc.), este convenabil să se înlocuiască chiar și atunci când calculele finale. Cuplul net într-un singur ciclu, efectuat gazele, prin diferența dintre zonele F1 și F2 (fig. 5).
Prin mijloace convenționale, calculele sunt efectuate DVS pentru PME. Se crede că este optimă, deși, după cum am văzut, de fapt, este „mort“. Pe baza celor menționate anterior, cuplul maxim pentru fiecare motor va fi individuală, depinde de aranjamentul geometric (unghiul de rotație al arborelui cotit de mort superior), lungimea de legătură tijă, manivela lungime și alți parametri. Aș dori să subliniez faptul că creșterea eficienței motorului poate fi atins, chiar și doar schimbarea raportului dintre lungimea unei raze undița și manivelă, TE Parametrii Purely geometrice.
Fig. 6. ciclu cu căldură la expansiune.
Dacă graficul ciclului construi, pe baza celor de mai sus, se dovedește că optimul pentru un motor cu piston, cu o manivelă, un ciclu cu un aport de căldură deplasat, adică, pe expansiune. Creșterea presiunii trebuie să fie, de asemenea, asupra expansiunii (Fig. 6). Acest motoare cu ciclu universal potrivite pentru orice tip de amestecare - atât interne externe.
Se poate observa avantajul motorului diesel. Caracteristica distinctivă este că timpul extins de injecție a combustibilului (unghiul de rotație), iar procesul de ardere și deci presiunea maximă sunt poziția cea mai favorabilă pentru lungimea umărului - astfel creează un cuplu ridicat. Aceasta este, mai departe de presiunea maximă în timpul PME de rotație a arborelui cotit, și, astfel, mai aproape de maximul pe umăr, cu atât mai mare eficienta a motorului. De aici concluzia: în orice motor modern are rezerve pentru a crește puterea și reduce consumul de combustibil. Ilustrativ în acest caz, este o diferență notabilă în eficiența efectivă a motoarelor pe benzină și diesel.
Calculul motorului cu ardere internă asupra motorului Exemplu VAZ-2106.
Fundalul teoretic, putem oferi acum cea mai bună metodă pentru a determina parametrii motorului pe benzină. Scopul nostru este de a obține valorile maxime ale cuplului prin selectarea poziției (unghiul de rotație al arborelui cotit), în care pentru a aranja raportul de compresie calculat.
Ca un exemplu, să ia intern recalcularea motorului cu ardere VAZ-2106 cu un volum de 1600 cm3 și un raport de compresie de 8,5 unități.
