Двигатель для танка

101>>> Просто такие вещи только чип-тюнингом не делаются.
Бяка>> Примерно это я и пишу.
davex> НЕТ! Вы утверждали, что есть "законтренный переключатель", включение которого изменяет режим работы двигателя с "мирного" на "военный". Т.е. по сути "чип-тюннинг".

Не отрицаю. Но 101 писал не только о кратковременном увеличении мощности,

vecher>> Что служит "на данный момент" ограничителем оборотов?
davex> В данном контексте, я считаю, что ограничения по качественному распылу.
Ну вот повышение давления и позволяет улучшить качество распыления топлива - капли топлива становятся значительно меньше, что = уменьшению площади поверхности капли/времени испарения.
Чтобы ещё уменьшить время испарения, нужно ещё уменьшить размер капли.
davex> Увеличение давления на порядок дает лишь в ~3 раза больший поток топлива.
Напомните формулу, по которой это высчитано.
davex> Время на распыл у бензинового - весь такт впуска, у дизеля (оценочно) от 0,2 до 0,25 рабочего хода, т.е. в 4-5 раз меньше.
Во-1, сейчас получают распространение бензиновые с непосредственным впрыском, аналогично впрыску дизеля. И обороты у них не падают от этого.
Во-2, бензин не впрыскивают ВЕСЬ такт впуска. Ибо он может осесть на холодных стенках, внизу, и не испарится.
В-3, соляру тоже впрыскивают столько, сколько надо. Естественно, что для неё надо больше времени на подготовку смеси.

vecher> Ну вот повышение давления и позволяет улучшить качество распыления топлива - капли топлива становятся значительно меньше, что = уменьшению площади поверхности капли/времени испарения.

Только если капель становится меньше. Если же их количество не уменьшается, то суммарная площадь испарения может и вырасти.

vecher> Во-1, сейчас получают распространение бензиновые с непосредственным впрыском, аналогично впрыску дизеля. И обороты у них не падают от этого.

Если турбированный, то рабочие обороты падают. Где-то так на 1000-1500 об/мин.

Бяка> У всех современных дизелей стоит электронный блок, который ограничивает число оборотов.
Ограничивают подачу топлива, после достижения неких оборотов. Что автоматом ограничивает сами обороты.
vecher>> Каким боком скорость поршня к ресурсу?
Бяка> К сожалению, очень плотным боком. Смазывающие свойства масел быстро падают, с ростом этих скоростей. Поэтому они почти не выросли за последние пол века.
Непонятно, какие "смазывающие свойства" имеются ввиду. И почему они "быстро падают" с ростом скорости? Требуется разъяснение позиции.
Бяка> А учитывая то, как в Германии мереется номинал, запас прочности этих движков весьма солидный.
В Германии меряют номинал так же, как и везде. Различия только в наличии/отсутствии навесных агрегатов при замерах.

vecher>> Каким боком скорость поршня к ресурсу?
davex> Ну ... Тут я частично соглашусь с Бякой. Добавлю, что еще отрицательно сказываются вибрации поршневых колец в крайних точках.
С Бякой пока не о чем соглашаться - потому что он ничего не прояснил. "Выкрик с места" не засчитывается.
Кивок на вибрацию колец также пока не принимается. Потому что скорости поршня наибольшие не в "крайних точках", а как раз меж ними.
davex> При увеличении диаметра цилиндра, а соответственно площади поршня, пропорционально этой площади увеличивается и проходное сечение форсунки.
Неверно. Кроме площади поршня, на объем цилиндра влияет и ход поршня. Именно от объема пляшут при выборе сечения форсунки.
davex> Краткий экскурс: Бяка утверждает, что мощность 883/500 можно увеличить, путем переключения тумблера (т.е. по сути чип-тюннингом), в 1,5 раза. Я с ним не согласен. И мы с ним рассматриваем различные варианты. Предыдущий вариант, это форсирование по оборотам. А турбонаддув, это то что отстаиваю я, т.е. новая версия двигателя, так сказать "остальной мясокомбинат" предполагается.
Форсировать можно как ростом оборотов, так и ростом давления. И в обоих случаях нужна новая "начинка". Иначе шатуно-поршневая, в первую очередь, не выдержит возросших нагрузок - как инерционных, так и от газовых сил.

Бяка> Чем более бедные смеси - тем выше возможности. А чем более высоконаддувные моторы, тем более бедные смеси они могут использовать, не теряя эффективности.
Еще раз, не "высоконаддувные", а "высокооборотные", даю подсказку найдите информацию как изменяется коэффициент избытка воздуха в одном дизеле с увеличением оборотов вплоть до достижения максимальной мощности.

Бяка> Я давал расчёт мощи МТУ при работе с такой же, по богатству, смеси, как в В-55. Получалось 2250 лошадей.
А я указывал на существенную ошибку в Вашей оценке, связанную с отсутствием учета повышения температуры при увеличении давления воздуха в наддуве. В идеальном для Вас случае прирост мощности нужно сократить на треть (т.е. получится не в 1,5 раза, а 1,33 в пределе), но даже это у меня вызывает серьезные сомнения.

Бяка> А если на считанные секунды или минуты - никакого смысла.
Бяка, Вы понимаете, что может не хватить расходной характеристики банального топливного насоса?

Бяка> Что касается наших гражданских моторах, то тут всё просто.
Нет, Бяка, Вы все-таки спросите.
У того же MAN-a есть серия движков в одном объеме с разницей мощности более чем 1,5 раза (я не знаю какие грузовики у Вашей фирмы, но такое найдется у большинства производителей). Вот и спросите: На сколько можно увеличить мощность младшего регулировкой электроники?
Если цифры Вас не устроят (а они не устроят), спросите какие агрегаты нужно заменить, что бы все-таки получилось увеличение в 1,5 раза.

vecher>>> davex> Если бы было возможно качественно распылить соляру, тогда да.
Бяка> А почему невозможно то? На дизелях для катеров вполне получается.
На катерах, это 524-й, так ведь?
Но это же другой двигатель, с другими навесными агрегатами, в первую очередь другим наддувом и топливной аппаратурой.

Бяка> А зачем обороты увеличивать? Это необязательно. Можно при тех же оборотах впрыснуть в 1,5 раза больше топлива.
"От перестановки мест слагаемых сумма не меняется."
Либо мы увеличиваем обороты в 1,5 раза, соответственно сокращается время на распыл в 1,5 раза, и соответственно добавка топлива уходит в неэффективном режиме.
Либо мы увеличиваем впрыск на один рабочий ход в 1,5 раза, и прирост опять уходит в неэффективном режиме. ОЧЕНЬ НЕ ЭФФЕКТИВНОМ.

Бяка> Но и то что Вы написали - это обыденность. Просто сразу требуется форсунка нужной производительности. Они есть. Даже с большей, чем нужно для данного случая мощью.
В 524-м, как минимум стоит CRI, чего нет в 500-х, о поставках куда либо движков с CRI мне не известно, более того, в PDF-ках от MTU они все стоят с пометкой "в разработке". Помимо собственно форсунок нужны соответствующие ТНВД, топливные рампы и "весь остальной мясокомбинат". Под разные мощности (расходы, давления и т.д.) устанавливаются разные агрегаты.

Бяка> Вы забыли о банальном увеличении мощности, увеличение подачи топлива в цилиндре, при сохранении оборотов. Температура возрастёт.
Я прекрасно понимаю что именно Вы хотите сказать, только считаю это НЕ возможным на таком оборотистом движке.

Бяка> Если движок имеет 50% запаса по крутящему моменту, то его возможности по изменению мощности, при одних и тех же оборотах, при повышении богатства смеси от минимума до максимума вполне точно описываются данной цифрой.
Для начала 883/500 имеет запас по крутящему моменту 16,8%. Ко всему остальному предложению запас крутящего момента не имеет никакого отношения.

davex>> Ну не в полтора же раза только переключением мозгов, а? (я конкретно про 883-500)
Бяка> А почему нет, если мозги будут допускать, в мирное время, использование мотора только на бедных смесях?
Для того, что бы мозги могли это допускать необходимо в наличии у сабжа соответствующего "железа", как минимум.

Бяка> Не отрицаю. Но 101 писал не только о кратковременном увеличении мощности,
То что писал 101 имеет отношение в первую очередь к количеству снимаемой мощностии.

Ув. 101, подтвердите, плз.

vecher> Чтобы ещё уменьшить время испарения, нужно ещё уменьшить размер капли.
Все верно, в теории, а на практике все имеет технические ограничения.

vecher> Напомните формулу, по которой это высчитано.
Q1/Q2=SQRT(P1)/SQRT(P2), где Q - расходы в двух рассматриваемых вариантах, а P соответственно давления.

vecher> Во-1, сейчас получают распространение бензиновые с непосредственным впрыском, аналогично впрыску дизеля. И обороты у них не падают от этого.
Бензин впрыскивают еще до окончания цикла сжатия.

vecher> Во-2, бензин не впрыскивают ВЕСЬ такт впуска. Ибо он может осесть на холодных стенках, внизу, и не испарится.
Главное начать после достижения температуры кипения. Это не больше 200 градусов. Только во впускном коллекторе воздух разогревается до величин порядка 100 градусов.

vecher> В-3, соляру тоже впрыскивают столько, сколько надо. Естественно, что для неё надо больше времени на подготовку смеси.
Нет, соляру нельзя впрыскивать до того как мы хотим начать сжигать топливо.

vecher> Кивок на вибрацию колец также пока не принимается. Потому что скорости поршня наибольшие не в "крайних точках", а как раз меж ними.
Дело в том что вибрация зависит не непосредственно от скорости, а от знакопеременных ускорений, которые наиболее велики, как раз вблизи "мертвых" точек, а величина ускорений зависит от частоты вращения, увеличение которой увеличивает и среднюю скорость поршня.
Разве обязательно все настолько подробно расписывать?

vecher> Неверно. Кроме площади поршня, на объем цилиндра влияет и ход поршня. Именно от объема пляшут при выборе сечения форсунки.
Вы похоже пропустили слова "при прочих равных".

vecher> Форсировать можно как ростом оборотов, так и ростом давления. И в обоих случаях нужна новая "начинка". ...
Угу, в обоих случаях топливная аппаратура, а во втором еще и ТК.

vecher> ... Иначе шатуно-поршневая, в первую очередь, не выдержит возросших нагрузок - как инерционных, так и от газовых сил.
При наличии 524-го с мощностью 2700 л.с., я бы не стал утверждать, что в сабжевом случае, это 100%-но так, хотя соглашусь ШПГ у них тоже может быть разная.

vecher>> Чтобы ещё уменьшить время испарения, нужно ещё уменьшить размер капли.
davex> Все верно, в теории, а на практике все имеет технические ограничения.
Эти ограничения - как горизонт, постоянно отдвигаются.
vecher>> Напомните формулу, по которой это высчитано.
davex> Q1/Q2=SQRT(P1)/SQRT(P2), где Q - расходы в двух рассматриваемых вариантах, а P соответственно давления.
Так по этой формуле не видно. чтобы

Увеличение давления на порядок дает лишь в ~3 раза больший поток топлива

 

Совсем не видно.
vecher>> Во-1, сейчас получают распространение бензиновые с непосредственным впрыском, аналогично впрыску дизеля. И обороты у них не падают от этого.
davex> Бензин впрыскивают еще до окончания цикла сжатия.
Так и соляру впрыскивают ДО. Ведь нужно время на испарение.
vecher>> Во-2, бензин не впрыскивают ВЕСЬ такт впуска. Ибо он может осесть на холодных стенках, внизу, и не испарится.
davex> Главное начать после достижения температуры кипения. Это не больше 200 градусов. Только во впускном коллекторе воздух разогревается до величин порядка 100 градусов.
Нет, что бензин, что соляру, впрыскивают с таким опережением, чтобы он успел испариться к В.М.Т. Чтобы нарастание давления происходило при рабочем ходе.
davex> соляру нельзя впрыскивать до того как мы хотим начать сжигать топливо.
Любое углеводородное топливо горит только в смеси с воздухом. Поэтому мало впрыснуть бензин/соляру. Надо успеть приготовить смесь. Что заключается в испарении топлива - газовоздушная смесь.

vecher>> Кивок на вибрацию колец также пока не принимается. Потому что скорости поршня наибольшие не в "крайних точках", а как раз меж ними.
davex> Дело в том что вибрация зависит не непосредственно от скорости, а от знакопеременных ускорений, которые наиболее велики, как раз вблизи "мертвых" точек, а величина ускорений зависит от частоты вращения, увеличение которой увеличивает и среднюю скорость поршня.
Дело в том, что скорость и ускорение поршня не пропорциональны, ИМХО. Потому что при равных скоростях могут быть разные хода, соответственно длина участка ускорения тоже разная. А это и разные ускорения.
davex> Разве обязательно все настолько подробно расписывать?
А достаточно дать ссылку на материал, где описано влияние на скорость именно вибрации колец.
vecher>> Неверно. Кроме площади поршня, на объем цилиндра влияет и ход поршня. Именно от объема пляшут при выборе сечения форсунки.
davex> Вы похоже пропустили слова "при прочих равных".
Каких "прочих"?
Ведь если меняется площадь поршня, то "при прочих" меняется и объем.
Но ведь объем может и не расти, если уменьшить ход. В этом случае, при росте площади поршня, производительность форсунки тоже надо увеличивать?

vecher> Эти ограничения - как горизонт, постоянно отдвигаются.
Естественно, я вроде нигде и не говорил, что эти ограничения "на всегда", мы то грим на сейчас.

davex>> Q1/Q2=SQRT(P1)/SQRT(P2), где Q - расходы в двух рассматриваемых вариантах, а P соответственно давления.
vecher> Так по этой формуле не видно. чтобы Совсем не видно.

P1 = 10*P2
Q1/Q2 = SQRT(10*P2)/SQRT(P2) = SQRT(10) ~= 3.1
Разве не?

vecher> Так и соляру впрыскивают ДО. Ведь нужно время на испарение.
Лишь не задолго до.

vecher> Нет, что бензин, что соляру, впрыскивают с таким опережением, чтобы он успел испариться к В.М.Т. Чтобы нарастание давления происходило при рабочем ходе.
Бензин можно испарять задолго до ВМТ, чуть ли не от НМТ. Самовоспламенение не грозит.

vecher> Любое углеводородное топливо горит только в смеси с воздухом. Поэтому мало впрыснуть бензин/соляру. Надо успеть приготовить смесь. Что заключается в испарении топлива - газовоздушная смесь.
НЯЗ, впрыском как раз и приготавливают смесь, обеспечивая требуемую дисперсность и зону распыла. В дизелях горение начинается сразу с началом испарения, а не после окончания.

davex> Q1/Q2 = SQRT(10*P2)/SQRT(P2) = SQRT(10) ~= 3.1
Ну да.
Возникает при этом вопрос - зачем увеличивать расход?
Насколько помню, речь начали о повышении давления, для улучшения распыла. Что позволяет при этом уменьшить проходное сечение форсунки.
vecher>> Так и соляру впрыскивают ДО. Ведь нужно время на испарение.
davex> Лишь не задолго до.
А какая разница - задолго или незадолго. Время впрыска задает производительность форсунки.
davex> Бензин можно испарять задолго до ВМТ, чуть ли не от НМТ. Самовоспламенение не грозит.
Так и соляре не грозит, пока поршень не сожмет воздух до определенной степени.

vecher> Дело в том, что скорость и ускорение поршня не пропорциональны, ИМХО. Потому что при равных скоростях могут быть разные хода, соответственно длина участка ускорения тоже разная. А это и разные ускорения.
Да, согласен, с увеличением объема цилиндра и, соответственно, при прочих равных, увеличением хода поршня, ускорение уменьшается, но вместе с тем увеличивается масса колец и допустимые ускорения снижаются. Закона я не знаю. Да его может и не быть. Очень велико влияние конструктивных особенностей.

davex>> Разве обязательно все настолько подробно расписывать?
vecher> А достаточно дать ссылку на материал, где описано влияние на скорость именно вибрации колец.
Моя информация из книги Бекман "Гоночные автомобили", раздел 12 "Конструкция двигателей", про кольца на стр. 110. В доступе на скачивание есть, гуглится легко. Книга 80-го года и описывает движки вплоть до 70-х, а тогда скорости поршня на гоночных двигателях были порядка 20-ти ... 20-ти с копейками м/с.
Да и сейчас порядка 26-ти в Formula-1.
А сейчас у серийных скорость под 20-ть.

vecher> Каких "прочих"?
В том числе пропорциональное увеличение геометрических размеров по всем трем измерениям.

vecher> Возникает при этом вопрос - зачем увеличивать расход?
Как зачем? Хочешь получить большую мощность, нужно спалить больше топлива. При увеличении оборотов то же количество за меньшее время, при увеличении "заряда" при тех же оборотах - большее количество за тоже время, и то и другое требует бОльшего расхода.

vecher> А какая разница - задолго или незадолго. Время впрыска задает производительность форсунки.
Необходимую, но до пределов возможного на данный момент времени. НЯП, 883/500 очень близок к таковым пределам для не CRI систем.

vecher> Так и соляре не грозит, пока поршень не сожмет воздух до определенной степени.
В дизелях температура превышает температуру самовоспламенения раньше ВМТ, иначе бы наблюдалась нестабильная работа двигателя на переходных режимах.
Кстати, в системах CRI используется многократный впрыск с сжиганием горючего между ними.

vecher>> Так по этой формуле не видно. чтобы Совсем не видно.
davex>
davex> P1 = 10*P2
davex> Q1/Q2 = SQRT(10*P2)/SQRT(P2) = SQRT(10) ~= 3.1
davex> Разве не?

Не всегда, хотя Бернулли, конечно, велик Такая характеристика верна для одиночной одноканальной форсунки.

В ГТД (за поршневые не скажу) это не совсем так - для получения удовлетворительного распыления в широком диапазоне расходов применяют, например, группировку форсунок в коллекторы с распределительными клапанами или более сложные конструкции форсунок(двухканальные, с перепуском). Там характеристика расхода не корень из дР, а со "ступенькой" или ломанная.

Invar> В ГТД (за поршневые не скажу) это не совсем так - для получения удовлетворительного распыления в широком диапазоне расходов применяют, например, группировку форсунок в коллекторы с распределительными клапанами или более сложные конструкции форсунок (двухканальные, с перепуском). Там характеристика расхода не корень из дР, а со "ступенькой" или ломанная.
Я правильно понял, именно выделенное является залогом высокой управляемости подобных топливных систем?

davex> Я правильно понял, именно выделенное является залогом высокой управляемости подобных топливных систем?

В том числе и это. Возможны и другие варианты/комбинации на разные случаи: испарительные трубки, пневмораспыл, пусковые воспламенители и.т.д.

Invar> В том числе и это. ...
Спасибо!

Пожалуйста.
Довольно изощрённые схемы сжигания топлива опять-таки у стационарных ГТУ - есть где развернуться+экологические требования.

Вот тут, например, немного есть:

vecher> Непонятно, какие "смазывающие свойства" имеются ввиду. И почему они "быстро падают" с ростом скорости? Требуется разъяснение позиции.

Обычные смазывающие свойства. Которые описываются коэффициентом трения скольжения.
И который изменяется в зависимости от скорости и температуры.

vecher>> Возникает при этом вопрос - зачем увеличивать расход?
davex> Как зачем? Хочешь получить большую мощность, нужно спалить больше топлива. При увеличении оборотов то же количество за меньшее время, при увеличении "заряда" при тех же оборотах - большее количество за тоже время, и то и другое требует бОльшего расхода.
Так в последнее время получен прирост давления на порядок, до 2К бар. Что как-бы подразумевает возможный прирост подачи топлива/мощности в 3 раза.
vecher>> А какая разница - задолго или незадолго. Время впрыска задает производительность форсунки.
davex> Необходимую, но до пределов возможного на данный момент времени. НЯП, 883/500 очень близок к таковым пределам для не CRI систем.
CRI не имеет преимуществ по производительности перед другими типами форсунок. Поэтому и существуют они сейчас паралельно. Те же насос-форсунки тоже выдают под 2К бар. У CRI возможно другие преимущества.
davex> Кстати, в системах CRI используется многократный впрыск с сжиганием горючего между ними.
Это для всех типов форсунок возможно. А применяется по необходимости, для смягчения работы при непосредственном впрыске.

Бяка
Обычные смазывающие свойства. Которые описываются коэффициентом трения скольжения.
И который изменяется в зависимости от скорости и температуры.

 

Вы глубоко заблуждаетесь. Коэф. трения описывает трение меж материалами. Смазка служит для уменьшения этого параметра.
Ещё одна, притом вопиюще грубая, ошибка - предположение об ухудшении коэф. трения при повышении температуры. А скорость явл. предпосылкой к этому повышению, а не самостоятельным фактором. В действительности наоборот - с ростом температуры коэф. трения падает.

davex> Моя информация из книги Бекман "Гоночные автомобили", раздел 12 "Конструкция двигателей", про кольца на стр. 110. В доступе на скачивание есть, гуглится легко. Книга 80-го года и описывает движки вплоть до 70-х, а тогда скорости поршня на гоночных двигателях были порядка 20-ти ... 20-ти с копейками м/с.
У меня нет желания тратить время на скачивание такой информации.
Поэтому предоставьте, в доказательство своей позиции, "стр. 110". Тогда будет что обсудить.
Пока же выскажу свою т.з. Вибрация колец есть, только она не там и не затем. Т.е. вибрация проявляется на максимальных скоростях, т.е. ровно посередине хода, а не вверху/внизу. На участках ускорения слишком быстрое изменение параметров движения, что "сбивает" вибрацию. Вибрация/резонанс же возможны только на определенных режимах.
А раз вибрация и скорость поршня максимально посередине хода, то они и слабо влияют на ресурс. Потому что максимальный износ цилиндра наблюдается именно вверху, как минимальная скорость поршня и максимальные газовые нагрузки. При минимальной скорости слой смазки не образует динамический подпор, и кольцо легко разрывает смазку - получаем трение металл-металл. Далее, с набором скорости, кольцо всплывает над слоем смазки, и имеем гидродинамическое трение, без контакта металлических частей. Соответственно и минимум износа. И чем выше скорость, тем меньше трение. Правда расход масла увеличивается.