1. Проверка компрессии в цилиндрах, степень сжатия, наполняемость цилиндра.
Много раз наблюдал за типичной ошибкой владельцев авто при самостоятельном измерении компрессии.
«У меня компрессия 8 – говорит один. А у меня 6 – сказал второй. Да как вы ездите, у меня 13 и так должно быть – говорит третий.»
Дроссельная заслонка создана для искусственного ограничения наполняемости цилиндра, является сопротивлением на пути поступления смеси или воздуха (у Логана воздуха).
Закрытая заслонка не является идеальным герметизатором, остаётся тонкий просвет для доступа воздуха, плюс система холостого хода. При низких оборотах (300 об/мин.) время отведённое на впуск достаточно большое 0,1 сек. на такт. Цилиндр успевает заполниться до 0,5 от атмосферного давления.
Причём у каждого отдельно взятого двигателя наполняемость может быть разной из-за разных оборотов от стартера и разного прохождения (в пределах 20 %) воздуха через закрытую заслонку и систему холостого хода.
Измерять компрессию в таких условиях нельзя.
Практическое применение знаний:
Компрессия измеряется на прогретом двигателе, с исправным и заряженным аккумулятором.
Двигатель вращается от стартера при полном нажатии на педаль газа.
Система зажигания должна быть отключена, в Логане можно отключить разъём питающий высоковольтные катушки зажигания.
Нормальное давление 12-13 бар. Почему не 9,5 как степень сжатия? Потому что при сжатии воздух прогревается, тем сильнее, чем больше сжатие. У прогретого воздуха давление выше, чем у холодного.
Если бы сжатый воздух можно было бы оставить на долгое время без утечки, то после остывания давление стало бы 9,5 бар, ровно столько, во сколько он был сжат.
Как известно, для предотвращения детонации нельзя использовать низкооктановый бензин при высоких степенях сжатия. Так ли это?
Для написания инструкций простому пользователю это так. Но не для разработчиков и конструкторов.
Детонация – высокоскоростное, взрывоподобное сгорание бензина в десятки раз превышающее скорость горения в обычном режиме.
При этом пиковое давление в камере сгорания достигает очень большой величины, напоминающей удар молотка о наковальню. Звук, который слышен при детонации, излучают все части соприкасающиеся с взрывом – головка, клапана, стенки цилиндра, поршень. Разумеется, это губительно и разрушительно для двигателя.
При меньшем давлении во время сжатия детонация не возникает. Значит можно понизить степень сжатия – постоянный вариант для низкооктанового бензина, а можно ограничить наполняемость цилиндра двигателя с высокой степенью сжатия.
Например, если автоматически регулировать наполняемость цилиндра на уровне 0,8 от максимального значения наполнения двигателя со степенью сжатия 9,5 , то можно использовать на 76 бензине.
Наполнение цилиндра при фиксированном положении дроссельной заслонки изменяется от оборотов двигателя, чем ниже обороты – тем выше наполнение при том же положении заслонки.
Поэтому педалью газа без привычки очень тяжело ограничить наполнение, об этом нужно постоянно думать и контролировать свои действия, а в условиях городской езды, при постоянном трогании с места и переключении передач, следя за движением и светофорами – это практически не возможно.
Практическое применение:
Если в силу каких-то обстоятельств вам пришлось применить временно низкооктановый бензин, старайтесь избегать сильных нажатий на педаль газа.
Избегайте низких оборотов – когда за наполнением цилиндра вы не сможете уследить, при слабом нажатии на педаль на низких оборотах, цилиндр будет успевать наполниться и появиться звук детонации.
Подъёмы преодолевайте на пониженных передачах при достаточно высоких оборотах.
2. Мощность и крутящий момент.
Мощность двигателя – количество произведённой энергии за единицу времени.
Максимальная (номинальная) мощность – при максимальных (номинальных оборотах) без ограничения дроссельной заслонкой.
Рассмотрим подробней вариант с полностью открытой заслонкой:
С увеличением оборотов мощность двигателя растет нелинейно. На низких оборотах рост мощности имеет низкую интенсивность, максимальная интенсивность роста в районе максимального крутящего момента, после него интенсивность роста опять снижается (но не прекращается, всё равно растет).
Если бы детали двигателя позволили развить беспредельные обороты, то мы бы могли увидеть, когда рост мощности прекратился бы вовсе и даже начал снижаться, в то время как потребление топлива за единицу времени всё ещё продолжало расти. Это происки сил трения и снижение наполняемости цилиндра на сверхвысоких оборотах.
Почему мощность двигателя на максимальном крутящем моменте меньше, чем при максимальных оборотах ???
При максимальном крутящем моменте, обороты 3000 в минуту, то есть мы за одну минуту сжигаем 6000 полных камер сгорания.
При оборотах 6000 в минуту сжигаем 12000 камер сгорания.
Где больше энергии за единицу времени?
Но мощность увеличится не в 2 раза, а в 1,6 грубо говоря, а потребление топлива возрастёт в 1,8.
Мощность теряется по двум причинам – квадратичный рост сопротивления и снижение наполняемости цилиндра, а потребление топлива снижается (от 2-х раз) только из-за снижения наполняемости. Т.е. экономичность (КПД) двигателя на максимальных оборотах снижается, как и на низких оборотах. Поэтому экономически выгодный режим работы мотора под нагрузкой – это 3 – 3,2 т. об/мин.
Мощность двигателя никак не связана с применением редукторов (коробок передач), это лишь механизм трансформации крутящего момента – увеличение крутящего момента со снижением угловой скорости.
И на оборот уменьшение крутящего момента с увеличением угловой скорости. Произведение угловой скорости на крутящий момент останется тем же, а значит и мощность тоже.
Пример:
Два автомобиля (Логана 1,6л), один движется на подъём (очень крутой) на второй передаче с оборотами 3200, газ до упора. Второй движется на пятой передаче по ровному, обороты 3200, газ до упора (пошёл на обгон).
Конечная тяга (крутящий момент) на приводах у первого гораздо выше, у второго тяга ниже, но мощность двигателя в данный момент у обоих одна и та же, как и нагрузка на сцепление и первичный вал.
Графики зависимости мощности, крутящего момента и потерь:
Практическое применение знаний:
Необходимо максимальное ускорение.
Мотор на каждой передаче необходимо выводить на максимальные обороты при полном газе, а иногда и чуть выше, а потом переключать на следующую передачу, где обороты уже будут чуть выше 3000, т.к. здесь не нужна экономия, а нужны предельные возможности.
Личный пример:
Однажды я посоревновался с «Акцентом» после знака населённого пункта (за нас. пунктом).
Чисто случайно получилось соревнование, без сговора.
Акцент рвался вперёд, но явно рано переключал передачи, думаю, так на 4500 об./мин., переходя на следующую в режим макс. крутящего момента, пологая, что это лучший вариант для разгона.
Но ошибся, он раньше меня снижал мощность двигателя, понижая обороты на следующей передаче и начал отставать, догнал, только когда скорость была 150 км/ч.
Хотя макс. мощность у «Акцента» больше, а сопротивление воздуха меньше.
О том, почему мотор затрачивает энергии меньше для разгона с 0 до 40 км/ч., чем с 40 км/ч. до 80 км/ч. поговорим позже в следующем пункте, я тоже не железный.
Пожалуйста, ваши замечания и пояснения, только без пустозвонства, по существу и с объяснениями.
Добавлено: 27 апр 2008, 20:55
и всё
, ни кто не знает, ни-ни, только я тут избитые вещи написал.
Преклоняюсь перед вашими познаниями в физике, таковыми увы не блежу. Зато знаю, что если мощность , сорри ЭНЕРГИЯ родилась в цилиндре, то задача НОРМАЛЬНОГО разработчика мотора ДОВЕСТИ ЕЁ до ведущих колёс с МИНИМАЛЬНЫМИ потерями....Вот тут и возникает такое слово, как БЮДЖЕТ проекта. Исходя из ниши, невозможно получить выдающегося качества комплектующих при такой стоимости конечного продукта.....
ИМХО
, то эти показатели чем-то другим определяются?