Увеличение КПД Двигателя ВС

 
+
-
edit
 

WelhelL

новичок
всем привет! Изучая двигатели внутреннего сгорания я наткнулся на мысль что значительная чать ПД уходит на движение поршня вверх т.е на сжатие газов!


ВОПРОС:

Возможно ли использование выхлопных газов для уменьшения нагрузки при сжатии? и Увеличению КПД? только без испозьзованиия турбины...


Заранее всем спасибо!!!
 
+
-
edit
 

-exec-

опытный

это называется турбонаддув. если не нравится, то наддув с механическим приводом.
 
+
-
edit
 

AleX413

опытный

WelhelL
Можно. И именно турбиной. Для этого придется сделать другой впускной распредвал, чтобы закрывал впускные клапаны позже. В том положении, при котором в штатном режиме давление в цилиндре соответствует давлению после турбины... Грубо говоря, если турбина дует +2 атмосферы, то закрывать клапаны надо после 2/3 хода поршня вверх. Потом дожать поршнем и поджечь.
Тогда выигрыша в наполнении не будет, но часть работы сжатия будет совершать турбина.

-exec-
А привычный турбонаддув - это совсем другое. Это способ затолкать в горшок побольше, чтобы потом сжимать было потруднее:D Но бОльший заряд и расширяется потом веселее;)
 
+
-
edit
 

killik

опытный

WelhelL> всем привет! Изучая двигатели внутреннего сгорания я наткнулся на мысль что значительная чать ПД уходит на движение поршня вверх т.е на сжатие газов!

Однако, незначительная часть уходит. И чем больше обороты, тем ближе процесс сжатия к адиабатическому, тем меньше ТВС успевает охладиться о холодные стенки цилиндра. Ведь при сжатии газы нагреваются, т.е. энергия на сжатие не расходуется, а запасается! Она вернется на следующем за сжатием такте рабочего хода.
 
+
-
edit
 

AleX413

опытный

killik
В ДВС ничего не запасается;) И никуда не вернется. Фишка в положении равновесия в системе CO+O2<->CO2 при разных температурах. Смесь догорает по мере расширения, с соотв. потерями КПД.
А к теме... Работа сжатия совершается? Совершается. Энергии выхлопных газов хватает на вращение турбины? Хватает... Там между прочим атмосферы 3-4 и температура градусов 600-700. Так почему не использовать?
Другое дело как использовать. Наддув впуска и игра на работе сжатия - не лучший вариант. Наполнением регулируется выходная мощность;)
Вот если выкинуть компрессор, а вместо него к турбине приделать генератор и электродвигатель(-и) на колеса, ИМХО эффект будет симпатичнее.
 
+
-
edit
 

killik

опытный

AleX413> killik
AleX413> В ДВС ничего не запасается;) И никуда не вернется. Фишка в положении равновесия в системе CO+O2<->CO2 при разных температурах. Смесь догорает по мере расширения, с соотв. потерями КПД.

Не понял. При чем здесь процесс сгорания, когда речь шла о цикле сжатия? Раз работа сжатия над газом совершается, то в конце цикла сжатия имеем эту работу запасенной в сжатом газе в виде температуры и давления. Почему эта энергия не добавится во время рабочего хода? Ну не дадим мы искру (трамблер сдох допустим), так несгоревшая ТВС отдаст эту запасенную энергию в виде работы расширения, да и вся недолга. Где "значительная часть ПД", когда на это вполне способен даже маломощный стартер, который попутно еще и кучу механизмов крутит?
Потери "на сжатие" возникают только от остывания сжатой ТВС. Были б эти потери большими, так футбольные мячи высоко б не прыгали :)
 
+
-
edit
 

AleX413

опытный

killik
Добавится конечно, частично, только ее вклад будет мал, по сравнению с потерями. Допустим, набираем объем при 1 атм, быстро сжимаем в 10 раз - получаем свои ~14 атм. Потом разогреваем раз в 5 - давление под 60-70 атм, но расширяем-то в те же 10 раз. Значит на выходе в любом случае имеем горячий газ под давлением в разы выше атмосферного - ему еще расширяться и расширяться (в турбине например), совершая полезную работу.
Это не говоря уже о потерях на времени горения, когда энергия просто не может выделяться (но это да, отдельный вопрос).
Понятно, что предложеный метод эту проблему до конца не решит, но хоть как-то поможет утилизировать энергию выхлопа.

У нас мячик по минному полю прыгает;) Прыг на мину - тресь... Он может и хотел бы до Луны подпрыгнуть, да потолок мешает;)
 
Это сообщение редактировалось 10.01.2007 в 09:30
+
-
edit
 

killik

опытный

AleX413> Добавится конечно, частично, только ее вклад будет мал, по сравнению с потерями... У нас мячик по минному полю прыгает;) Прыг на мину - тресь... Он может и хотел бы до Луны подпрыгнуть, да потолок мешает;)

А хоть бы он и по антивеществу прыгал. Но энергию, запасненную при сжатии он вернет. Ежели чего в одном месте убудет, в другом непременно присовокупится!©
Чем быстрее расширится, тем меньше будут потери (теплом в радиатор+трение). И таки да, эти потери ничтожны по сравнению не то что с антивеществом, а даже и с энергией сгорания ТВС :) Так что вопрос сабжа должен звучать так: Как бы нам утилизировать побольше энергии выхлопных газов? Ведь "Нагрузка на сжатие" (вероятно, нагрузка - это сила, а не энергия) воспринимается в классическом ДВС ровно теми же элементами, что и нагрузка от "ПД". А в таком плане идея работы турбины на генератор для мелких (автомобильных, особенно гибридных) ДВС вместо нагнетателя вполне может иметь место. В крупных все равно турбина лучше, без всяких поршней :)
 
RU 0--ZEvS--0 #11.01.2007 20:17
+
-
edit
 

0--ZEvS--0

опытный

Ну пожалуйста, сейчас газы выходят из одного цилиндра и мы их подаем в подцилиндровое пространство того цилиндра, который сжимает топливо. Для этого правда придется разделить картер на отдельные сегменты и добавить еще один распредвал с клапанами...

Но помоему проще, чтобы эти газы крутили турбину, а она добавляла часть крутящего момента (через редуктор) основному коленвалу.

Еще проще, чтобы турбина крутила электрогенератор.
 
+
-
edit
 

killik

опытный

0--ZEvS--0> Ну пожалуйста, сейчас газы выходят из одного цилиндра и мы их подаем в подцилиндровое пространство того цилиндра, который сжимает топливо. Для этого правда придется разделить картер на отдельные сегменты и добавить еще один распредвал с клапанами...
0--ZEvS--0> Но помоему проще, чтобы эти газы крутили турбину, а она добавляла часть крутящего момента (через редуктор) основному коленвалу.
0--ZEvS--0> Еще проще, чтобы турбина крутила электрогенератор.

Ага, только коленвал в глушитель засунуть нам и не хватало :)
А как будем охлаждать цилиндры, шатуны, коленвал, подшипники?
И смазывать? Не, еще проще поставить на выхлоп турбину, на вход турбокомпрессор, а эти цилиндры, распредвал с клапанами и коленвал выкинуть нафик :)
 
+
-
edit
 

AleX413

опытный

killik
По идее - да, именно утилизировать. Просто автору бросилась в глаза работа сжатия и он решил на ней поиграть, утилизировав таким способом... Можно на нее наплевать и утилизировать иначе, хоть генератором на турбине. Кстати, способ уже применяется на грузовиках Вольво вроде. А еще танк какой-то так делали - дизельный газогенератор и силовая турбина... Потом научились нормально делать компрессоры и дизель отпал;)

Грабли видятся в другом. Есть что утилизировать только в режимах большой мощности. А в тошнотных наполнение маленькое - газ расширяется гораздо полнее и утилизировать уже особо нечего. Но "утилизатор" придется возить с собой постоянно и он постоянно должен быть в готовности утилизировать - под нагрузкой, нагревом и т.п. А мерило целесообразности и эффективности у нас - их величество Деньги;) И по совокупности составов преступлений выйдет, что такой утилизатор не имеет смысла.
В общем ровненько как с гибридами и прочим мозгомойством;) Топлива летит меньше, но по совокупности эксплуатация выходит дороже - и первоначальные затраты больше, и обслуживание дороже...
 
Это сообщение редактировалось 12.01.2007 в 09:23
RU 0--ZEvS--0 #12.01.2007 10:10
+
-
edit
 

0--ZEvS--0

опытный

killik> Ага, только коленвал в глушитель засунуть нам и не хватало :)
killik> А как будем охлаждать цилиндры, шатуны, коленвал, подшипники?
killik> И смазывать? Не, еще проще поставить на выхлоп турбину, на вход турбокомпрессор, а эти цилиндры, распредвал с клапанами и коленвал выкинуть нафик :)

Полностью согласен... Просто человек хотел пофантазировать, и я предложил вариант, который он хотел здесь увидеть (на фантазии иногда следует отвечать фантазиями, а не только критикой).

По поводу КПД скажу, что какой-то из японских концернов (мазда?) ведет разработку, в которой при торможении - в балон под давлением закачивается масло, и тем самым у машины отбирается кинетическая энергия, а потом, когда светофор переходит в зеленый, и мы стартуем, то масло выходя из балона
раскручивает турбину и машина разгоняется. Надо сказать по предварительным
оценкам она (машина) развивает 80% от той скорости, что была. И средний расход в городском цикле - 3.5 литра/100 км.
Надеюсь сработает и приживется.
 
+
-
edit
 

killik

опытный

с вышесказанным согласнен абсолютно, но

AleX413> В общем ровненько как с гибридами и прочим мозгомойством;)

Папрашу моих любимых гибридов не обижать :) Ибо они не только средство транспортировки, но и средство обеспечения энергией на месте транспортировки!
Нормальный гибрид (по схеме Тойоты - Приус) это не только самодвижущаяся повозка с кондиционером, но и офигительная электростанция на 50 кВт на месте прибытия, да еще и с батарейками :)

P.S. аргументированно готов урезать осетра по мощности приусовской электростанции. Меньше 20 кВт все равно не получится, на 40 сойдемся :)
 
+
-
edit
 

Mishka

модератор
★★☆
А балон должен быть резиновым? Масло-то, вроде, не особо сжимается. Значит, закачать много не выйдет хоть и под большим давлением. Назад выйдет, но работы большой не совершит. Или я не прав?
 
+
-
edit
 

killik

опытный

Mishka> А балон должен быть резиновым? Масло-то, вроде, не особо сжимается. Значит, закачать много не выйдет хоть и под большим давлением. Назад выйдет, но работы большой не совершит. Или я не прав?

"балон под давлением" - вероятно гидроаккумулятор. Зачем стенками запасать, можно поршень подпружинить, можно газ в нем маслом сжимать. В принципе работоспособно, особенно если в авто применена гидропередача. Но это все же не собственная передвижная электростанция :)
 
+
-
edit
 

Бяка

имитатор знатока

0--ZEvS--0> Ну пожалуйста, сейчас газы выходят из одного цилиндра и мы их подаем в подцилиндровое пространство того цилиндра, который сжимает топливо. Для этого правда придется разделить картер на отдельные сегменты и добавить еще один распредвал с клапанами...
0--ZEvS--0> Но помоему проще, чтобы эти газы крутили турбину, а она добавляла часть крутящего момента (через редуктор) основному коленвалу.
0--ZEvS--0> Еще проще, чтобы турбина крутила электрогенератор.


Було ужо. Турбопоршневые двигатели с импульсными турбинами. ВД-4К И АШ-2К
 
+
-
edit
 

Mishka

модератор
★★☆
killik> "балон под давлением" - вероятно гидроаккумулятор. Зачем стенками запасать, можно поршень подпружинить, можно газ в нем маслом сжимать. В принципе работоспособно, особенно если в авто применена гидропередача. Но это все же не собственная передвижная электростанция :)

Я согласен с поршнем. Просто надо в чём-то запасать. А балон, обычно, структура жёсткая.
 
+
-
edit
 

digger

опытный

Вoздуx тaм сжимaется. Тaк мoжнo переделaть любoй грузoвик или aвтoбус с пневмoсистемoй, тoлькo сделaть бaллoны пoбoльше.
 
+
-
edit
 

Mishka

модератор
★★☆
digger> Вoздуx тaм сжимaется. Тaк мoжнo переделaть любoй грузoвик или aвтoбус с пневмoсистемoй, тoлькo сделaть бaллoны пoбoльше.

С воздухом я согласен. :)
 
+
-
edit
 

killik

опытный

digger> Вoздуx тaм сжимaется. Тaк мoжнo переделaть любoй грузoвик или aвтoбус с пневмoсистемoй, тoлькo сделaть бaллoны пoбoльше.

Вообще-то не мешало бы компрессор сделать побольше, да и привод к нему попрочнее. Ну очень мощный должен быть компрессор, чтобы не только энергию торможения в давление газа перевести, но и наоборот разогнать авто сжатым газом, на светофоре например. Концептуально возможно, конечно - но так можно и санки в шаттл "переделать" :D
 
+
-
edit
 

WelhelL

новичок
Огромное спасибо всем за идеи, критику, и фантазию.....


Теперь стало понятно что на сжатии газов выграть КПД неполучиться... только если использовать турбину как предложил AleX413.
И идея использвать турбину для раскрутки генератора и других приблуд тоже можно...

А как быть с Двух тактными двигателями... где нету не распредвала и клапанов, а Смесь газов проходят через картер двигателя! ???
 
+
-
edit
 

digger

опытный

>но и наоборот разогнать авто сжатым газом, на >светофоре например
Элементaрнo.Прoстo мoтoр крутить сжaтым вoздуxoм.Испoльзуя переменнoе пoднятие клaпaнoв мoжнo вooбще преврaтить двигaтель в двуxтaктный : впуск вoздуxa, рaсширение, выпуск.Мне идея нрaвится, чтo нет дoрoгиx и тяжелыx бaтaрей и мoтoрoв.
 
+
-
edit
 

killik

опытный

>>но и наоборот разогнать авто сжатым газом, на >светофоре например
digger> Элементaрнo.Прoстo мoтoр крутить сжaтым вoздуxoм.Испoльзуя переменнoе пoднятие клaпaнoв мoжнo вooбще преврaтить двигaтель в двуxтaктный : впуск вoздуxa, рaсширение, выпуск.Мне идея нрaвится, чтo нет дoрoгиx и тяжелыx бaтaрей и мoтoрoв.

Тогда надо будет и сжимать воздух тоже двигателем, т. е нужно превратить ДВС на время торможения и разгона в компрессор и пневмодвигатель. Так как расход воздуха будет несопоставимо больше, чем имеющийся сейчас (он тратится сейчас только на работу тормозных цилиндров, ну кое-где на привод дверей да на накачку колес), возрастут и потери в трубопроводах, да и кпд пневмодвигателя ниже кпд электродвигателя, значит рекуперация будет хуже. Также будет необходима перепускная система для разделения путей воздуха, ТВС и выхлопных газов на различных режимах работы, а сжатый воздух будет загрязнен маслом. Чего-то это все мне не климатит :) Ну и вдобавок что будем иметь на месте прибытия - компрессор? нафик он нужен в 21-м веке? у нас возле работы асфальт уже электроперфораторами ломали...

Не, я за гибриды - как будет прогресс в батареях, когда нефть кончится, так просто ДВС выкинем и получится электромобиль, готовый и отработанный. А пока - самоходный источник электроснабжения. Вот если б гибридный УАЗ сделали... Машина мечты! :)
 
RU Alexei 58 #16.01.2007 08:29
+
-
edit
 

Alexei 58

втянувшийся
WelhelL> А как быть с Двух тактными двигателями... где нету не распредвала и клапанов, а Смесь газов проходят через картер двигателя! ???
Ну, брацци мои, и дискусия - все эти термодинамические процессы в ДВС проработаны европейцами в 30-ых годах в автомобильном и военном моторостроении- забудте - нечего там, брать и не откуда - механический и термодинамический (особенно без згорания) кпд достаточно высок- вспомните о "выбеге" двигателя при прокрутах его стартером или кикстартером. Окончательно все мелочи выбраны многочисленными исследованиями производителями моторов и автомобилей, в том числе и гоночных.
Конечно, существуют давно придуманные в большом количестве, экзотические виды двс - но они если и дают выйгрыш в кпд, то за счет серьезного усложения. Сам работал при коммунистах в дизельном институте - тоже изголялись, как могли - хотели на елку залезть и... - в итоге при установке хорошей импортной топливной аппаратуры, ТК, подшипников, уплотнений, насосов и т.п. резко снижался расход топлива - не надо забывать про технологию, т.е. "руки мыть в своем же присутствии"!
 
RU 0--ZEvS--0 #17.01.2007 13:47
+
-
edit
 

0--ZEvS--0

опытный

Что-бы не начинать новую тему, следующий вопрос:
А какая характеристика у крутящего момента относительно времени после сгорания? При ускорении?
 

в начало страницы | новое
 
Поиск
Настройки
Твиттер сайта
Статистика
Рейтинг@Mail.ru