Авто, Теория ДВС
Как нажимать педали: ДВС цикла Отто. ч1В современном мире засилья социальных сетей, женских форумов, когда общение зацикливается на группке плохо образованных и предельно ленивых людей, получать полезную информацию становится все сложнее и сложнее. И дело даже не в уровне знаний оппонентов, нет. Все дело в том, что сейчас в сеть лавинообразно хлынули все. Во всяких фейсбуках, вконтактиках, твитеррах и инстаграммах аккаунты сегодня есть даже у молдаван и прочих таджиков-нелегалов, которые вам криворуко и вкось прибивают наличники на кухне. Но и это еще не все, там же сидят мамаши в декрете, пузато-арбузные папики, вещая прямо с дивана, в промежутках между битвами в "танчиках", офисный планктон, который там прямо живет сутками не вылазя, вахтеры, охранники, сторожа - все те, кто сидя или лежа пятой точкой в насиженном гнезде уже полуинстинктивно тянутся за телефоном, планшетом, клавиатурой. И они втуда прямо пишут, общаются, высказывают свое мнение! А хуже всего, что желание высказать свое мнение у них то есть, а вот желание разобраться, изучить литературу, исследования, копнуть работы кандидатов наук, или просто полистать учебник, школьный или вузовский - все это для них страшная скукота. Ведь они когда-то давно, якобы, уже все это прошли и забыли как страшный сон. Самый максимум это залезть в википедию, но только после того, как совсем уж откровенно ткнут носом.
Нет! Общение это абсолютно нормально. Глупо сейчас выйти и просто взять и запретить писать с телефонов, или закрыть возможность высказываться всем тем, кто еще не защитил кандидатскую. Ну конечно это полная утопия. Но ситуация сложилась так, что в русскоязычной сети лавинообразный рост потребителей контента и просто писателей своих мнений, захлестнул с головой и перекрыл в сотни раз информационный сегмент. Всегда и во все времена кандидатов наук было куда меньше чем домохозяек на кухнях и это абсолютно нормально, и так будет и дальше. Но из-за недостатка хоть какой-то информации, вся эта многомиллионная бурлящая и клокочущая масса начала создавать информационные поводы сама себе. Создавать самодельный контент не на базе фундаментальных знаний, а лишь на основе их личного опыта, подслушанного в курилках, или услышанного от подруги. Большая часть того что можно найти в русскоязычном сегменте - это не более чем такие вот поверья и небылицы, выдаваемые за личный опыт, вскользь влетевшие в левое ухо от бабок под подъездом. Журналисты и профессиональные СМИ оказались просто заложником ситуации. Законы рынка вынуждают их идти на поводу и быть востребованным и актуальными. То есть тиражировать все это, и невольно подливать масло в огонь дикой вакханалии.
Знаете какой самый популярный вопрос ко мне от подписчиков и читателей? Не поверите: - "Андрей, подскажите а откуда вы берете информацию? Какие издания вы читаете?".
Да! С автомобильной и технической тематикой все вообще плохо, очень очень плохо. Мало того, что в исповедях домохозяек даже рыться бессмысленно, так еще и сама автомобильная культура массово начала развиваться только после совка. Автомобиль в каждую семью пришел лишь в после 90хх. Сегмент сервиса развивался с задержкой. Речи никакой не шло, о высоком профессионализме в этой сфере. Безусловно, доктора наук и толковые люди были и есть всегда. Я огромным уважением читаю Мезерницкого Александра Юрьевича. Издания Хрулева Александра Эдуардовича так вообще - настольная книга. Но вот основная масса обслуживающих технику людей - вчерашние ПТУшники, которым редкие выпускники технических вузов и автотракторных факультетов вдалбливают инструкцию от конструктора Лего, как правильно откручивать и закручивать гайки. Они со временем набирают хорошую статистику по отказам и слабым местам, но понимания как устроен механизм и почему с ним что-то происходит они осознать не способны.
Так где же брать информацию? С редким количеством русскоязычных изданий далеко не уедешь. Многие вопросы в освещении сильно отстают. В книге по проектированию тракторного дизеля 70хх нельзя найти что-то про современный TFSI мотор от VW или мотор цикла Миллера от Мазды.
Как вы думаете как я поступаю в таких случаях? - Я просто забываю, что знаю русский язык.
Стоит просто щелкнуть тумблер в голове, перескочить на язык создателей автомобилей, как, черт побери - да полно всего! Запад еще 50лет назад пережил автомобильный бум, и то что мы имеем с автомобильной культурой сейчас на пост-совке, в Европе и штатах было пройдено в 60хх. С тем отличием, что тогда в штатах, энтузиаст техники, который пытался в чем-то разобраться, не лез на женские форума или википедию. Он шел в библиотеку и читал действительно литературу. С нами же бум развитий современных технологий, наложенный на массовую техническую безграмотность, сыграли злую шутку. Мы пересказываем из уст в уста небылицы, сами же заполняем ими википедии и ни в коем раз не читаем ничего сложнее сообщений в твитере.
В англоязычном сегменте сети все не так. Уровень технической грамотности выше на голову. Массовых изданий, где действительно пишут правильные инженерные мысли, с отсылкой к первоисточникам невероятно много. Как же это разительно отличается с русскоязычным сектором, где их просто нет, а те редкие что есть, типа авторевью - закрывают свои архивы для просмотров.
Простите за такую неуклюжую подводку к теме, но когда пытаешься что-то объяснять про эффективность двигателя внутреннего сгорания, про ДВС цикла Отто, то объяснить все легко и коротко просто невозможно. В наших головах столько мусора, что пробить трезвой мыслью залежи народного фольклора бывает невообразимо тяжело. Недавно я сказал в своем обзоре Skoda Yeti, что педаль акселератора для правильной езды надо нажимать именно в пол, и меня тут же обозвали идиотом :) Везде потребителю льют в уши что "надо ездить в пике крутящего момента", или "зона средних оборотов это середина шкалы тахометра" или "чтобы экономить топливо надо плавно нажимать педаль", ужас! как после всего этого можно что-то обьяснять?
На самом деле в техническом мире все уже давно давно подсчитано. То над чем в наших интернетах идут эпические баталии по ту сторону океана уже давно является простым и очевидным постулатом как 2*2=4. Никто и нигде не делит шкалу оборотов на две части, никто не изучает графики ньютонометров.
Во всем нормальном мире просто открывают замеренный на стенде еще производителем график BSFC и все.
Не будем ходить вокруг да около. Начнем сразу с ссылок:
1. http://www.autospeed.com/cms/article.html?&A=112611
2. http://ecomodder.com/wiki/index.php/Bra
3. http://ecomodder.com/forum/showthread.p
Первое о чем надо разумеется говорить, так это о статьи на autospeed.com
Сам материал автора Julian Edgar построен на двух главных источниках:
1. Книга Repco Engine Service Manual, 1972г,
Откуда взяты иллюстрации зависимости нагрузки и удельного расхода топлива на единицу мощности.
2. Исследование "Alternative and Future Technologies for Reducing Greenhouse Gas Emissions from Road Vehicles" подготовленное калифорнийской компанией Sierra Research Inc в 1999г по заказу Канадского правительства.
Откуда взяты сами BSFC графики и данные, снятые, как сказано в статье "The diagrams are based on a sample of 1995 model year, naturally aspirated, EFI 2-valve engines."
Так что же такое BSFC = Brake Specific Fuel Consumption?
Да это просто удельное количество топлива, приходящееся на одну единицу мощности. Грубо говоря - сколько миллилитров бензина надо, чтобы выработать 1л.с.
Казалось бы, все просто - берем график и едем как нарисовано,.. а вот и нет! Если посмотреть внимательно, то кроме оси с оборотам есть еще и очень непонятная ось Y с непонятной подписью Engine Load (BMEP) (bar), иногда пишут Engine Effective Pressure (bar), а иногда просто Torgue (Nm).
И тут возникает главный стопор у большинства. Даже Julian Edgar в своей статье на autospeed.com немного путано разъяснял что это, хотя все необходимые данные он привел.
Чтобы понять ось Y на графиках BSFC надо немного сломать себе мозг и таки вспомнить школьную физику, а именно 3ий закон Ньютона - действие равно противодействию и обязательно 2ой закон Ньютона - ускорение пропорционально силе и обратно пропорционально массе. А это значит что нагрузка на двигатель и мощность которую этот двигатель вырабатывает они всегда равны и сила пропорциональна ускорению и/или массе. То есть, другими словами - чтобы заставить двигатель вырабатывать максимально возможную мощность надо или заставить тянуть его максимально возможную массу (с которой он может хотя бы минимально ускоряться) либо развивать максимально возможно ускорение. Теперь вопрос: "А какой орган управления автомобилем отвечает за контроль над его ускорением?". Верно - педаль акселератора, больше нажимаем педаль = больше ускорение = больше мощности вырабатывает двигатель. Очевидный казалось бы факт, но странное дело, когда доходит разговор до шкалы Engine Load (BMEP) (bar) или Engine Effective Pressure (bar), все сразу впадают в панику. А связь тут простая "BMEP"="удельное эффективное давление"="крутящий момент"="нажатие педали акселератора".
Теперь вернемся к нашему графику.
Верхняя полоса на нем это и есть график максимального крутящего момента, он же равен максимально нажатой педали акселератора. Можно мысленно размножить эту верхнюю линию ниже и ниже, повторяя ее профиль и каждая новая такая ломанная будет соответствовать нажатию педали акселератора на 80%-50%-30%-20%, или как вы ее для себя отложите. (хотя чем меньше открытие ДЗ, тем больше и больше будет напоминать прямую линию)
Зоны внутри BSFC графика - экспериментально полученные данные удельного расхода топлива литрах деленных на единицу мощности.
Стало легче? Теперь посмотрите на график еще раз. Я дополнительно нарисовал на нем линии отражающие степень нажатия на педаль, чтобы было еще более понятно.
Как видим максимум эффективности двигателя в диапазоне 1800об-2700об при условии что педаль нажата не менее чем на 55% и не более чем на 85%, то есть зона 0.42. И приемлемая эффективность, то есть зона 0.45 - диапазон от 1100об до 3200об с нажатием на педаль не менее 45%.
Ну и? Где тут пик крутящего момента? Где сказки про деление шкалы тахометра на два? Откройте любой женский форум ветку про экономию топлива типа онлайнера и сделайте "рукалицо".
А теперь, когда, как я надеюсь, BSFC объяснять уже не надо, можно поговорить за причины. А почему же так? Где мотор теряет и почему.
Тут можно далеко уйти в дебри, можно долго рассказывать про индикаторный КПД, про существенный рост мех. потерь с ростом оборотов, но самая большая проблема в бензиновом моторе - сама дроссельная заслонка.
Julian Edgar на autospeed.com отсылает к книге Repco Engine Service Manual, 1972г, что сделаю и я, тем более что иллюстрации там просто великолепны.
На таких графиках, наверное, дополнительно разяснять нечего.
Всему виной именно насосные потери, когда на такте впуска двигателю приходится совершать огромную лишнюю работу на просасывание воздуха через едва приоткрытую щель дросселя.
Вот вам и главная причина почему все так плохо.
Современные технологии в большинстве своем направлены именно на решение этой проблемы. Даже чертов ERG который уже стал именем нарицательным, и тот призван снижать насосные потери.
Надо сказать что современные моторы, сильно ушли вперед и зона эффективности всеми силами расширяется, но большого прорыва тут как не было, так и нет. У кого-то просто чуть шире и выше диапазон и все.
И еще раз повторю - не читайте женских форумов :) Полезного вы там не найдете, а если уж так хочется общения, то лучше предпочесть что-то англоязычное, хотя бы тот же ecomodder.com.
В качестве выводов, и заключительного слова, мое коротенькое видео на эту тему, включая небольшой экспериментальный замер.
https://youtu.be/pXMuvem3Ap4
Результаты полученны в этом импровизированном тесте:
;)
;)
Часть 2 - https://andrei.krutsko.com/blog/index.php?entry=entry160315-134122
Monday, March 07, 2016, 15:54