Блоки увеличения мощности автомобиля: реально работающие устройства или обман

Представители классического чип-тюнинга (OBD tuning) нередко высказываются против тюнинг-боксов, говоря следующее: «Практически каждый производитель боксов утверждает, что в основе — сложные немецкие технологии. Печальный факт: ничего технически сложного в боксах нет. Все тюнинг-боксы подключаются между ЭБУ и датчиками. За счет изменения данных датчиков повышается мощность и крутящий момент. Инноваций здесь ноль. Ни один тюнинг-бокс даже не поддерживает обратную связь. Сигналы ЭБУ о состоянии машины не передаются в бокс, и он не адаптируется под состояние машины. Получаем обычную обманку». Звучит очень убедительно и категорично, но давай разберемся. Тут есть три главных момента: «технология», «обманка» и «обратная связь».

Технология

Если говорить о технологии самого «железа», то действительно, уникального почти ничего нет. Задача данного устройства — изменять полученный сигнал от одного или нескольких датчиков и передавать в ЭБУ двигателя. Реализовать схемотехнику данного устройства может каждый маломальский понимающий в электронике специалист. Но главное скрыто в программе. В любом современном электронном устройстве первостепенной является программа, ведь вся технологичность заключается в алгоритме, по которому идет корректировка сигнала. Настройка любого двигателя у автопроизводителя занимает очень много времени, и главным при этом выступает создание «топливных карт», другими словами — подбор параметров, по которым должен работать двигатель, ведомый блоком управления. В штатном блоке управления (ЭБУ) основную роль и ценность также имеет программное обеспечение, поэтому конкуренция производителей тюнинг-боксов заключается в создании наиболее оптимального софта, который позволяет лидерам рынка быть далеко впереди, значительно опережая OBD-тюнеров.

Обманка

Любой чип-тюнинг является обманкой. Суть чип-тюнинга заключается в изменении топливных карт — параметров, по которым работает двигатель, — для того чтобы «обмануть» штатную систему, заставить её работать по-другому. OBD-тюнинг (перепрошивка ЭБУ) вносит изменения в параметры, которые хранятся в памяти ЭБУ. Тюнинг-боксы тоже обманывают систему всё с той же целью, но только снаружи. О плюсах и минусах разных подходов можно узнать в этой статье.

Обратная связь

Несмотря на подключение тюнинг-бокса, двигателем продолжает управлять штатный ЭБУ. И он имеет всю необходимую информацию и обратную связь со всеми системами двигателя, для того чтобы правильно им управлять. Важно понять, что сам ЭБУ постоянно отслеживает режимы работы двигателя и вносит корректировки. И это очень важно, потому как именно производитель двигателей заложил в него правильные алгоритмы реакций. Тюнинг-бокс же получает обратную связь лишь по тем параметрам, которые он корректирует, так как в режиме реального времени видит сигналы с датчика. И вся ценность софта заключается в оптимальном изменении корректировки исходного сигнала.

Подводя итоги, можно с уверенностью сказать, что при выборе вида чип-тюнинга необходимо обращать внимание на плюсы и минусы того или иного способа и не обращать внимание на понятия «обманка» и «не обманка».

Раньше чип-тюнинг был сложной процедурой, с которой мог справиться далеко не каждый автомеханик. В наше время чип-тюнинг может провести даже человек, который никогда до этого не занимался тюнингом автомобиля. Примером устройств для чип-тюнинга являются модули от GAN Tuning Buro. Если кратко, то это компактное устройство с высокотехнологичной начинкой, которое подключается к двигателю автомобиля и, регулируя работу стандартных чипов, обеспечивает большую мощность и меньший расход топлива. Для автомобилей с атмосферным двигателем используется тюнинг-модуль GAN GA/GA+, который подключается к диагностическому разъёму OBD2. Если у твоей машины турбированный двигатель, то для снижения расхода топлива и повышения мощности используется тюнинг-модуль GAN GT/GTL. Он подключается между штатным блоком управления двигателем (ЭБУ) и датчиками.

Компания GAN Tuning Buro предлагает ряд уникальных условий, которых нет у других производителей:

1. Тест-драйв 50 дней. Если что-то не устроит, тебе вернут деньги.
2. Дополнительная гарантия на двигатель до 2-х лет. Если из-за тюнинг-модуля двигатель выйдет из строя, то GAN Tuning Buro выплатит тебе компенсацию от 3 до 5 тыс. евро. Это касается всех моделей, за исключением GAN GA.

3. Выбор режимов работы через мобильное приложение.
4. Ты можешь перепрограммировать тюнинг-модуль от двух до пяти раз в зависимости от модели. Это необходимо в том случае, если ты сменишь машину. Таким образом, тебе не придётся покупать новый тюнинг-модуль.

Также отдельно отметим, что тюнинг-модули GAN подходят для гарантийных автомобилей. Если тебе нужно приехать на ТО к дилеру, то достаточно просто снять модуль.

Рассчитать прирост мощности для своего автомобиля →

Два способа увеличить мощность автомобиля

Как раньше увеличивали мощность автомобиля? Использовались различные техники, самой популярной из которых была расточка блока цилиндров. Также известен метод модификации с настройкой топливо-воздушной смеси. Были и другие варианты, но с появлением электронных блоков управления двигателем одним из главных способов увеличить мощность стала их настройка (чип-тюнинг) или замена на модернизированные.

Чип-тюнинг — это модификация автомобильной электроники, основной целью которой является увеличение скоростных и мощностных характеристик автомобиля. В частных случаях, например для коммерческой и сельскохозяйственной техники, основной целью может являться уменьшение расхода топлива.

Существует два вида чип-тюнинга:

1. OBD-тюнинг (классический, или «гаражный») — изменение программы штатного блока управления.
2. Установка дополнительного электронного блока управления.

Чип-тюнинг через OBD-тюнинг

При OBD-тюнинге изменяется заводское программное обеспечение автомобиля. Оно считывается через диагностический интерфейс напрямую с блока управления или флеш-памяти и изменяется на компьютере с помощью соответствующих программ, после чего снова прописывается в блоке управления.

Преимущество OBD-тюнинга в том, что с его помощью можно убрать функцию V-Max (ограничение скорости), а также настроить машину под новое, более производительное «железо». Также при определенных обстоятельствах с OBD-тюнингом можно достичь несколько большего повышения мощности, чем при чип-тюнинге через дополнительный блок управления.

Недостатки OBD-тюнинга

Не исключены повреждения двигателя, так как при OBD-тюнинге отключаются или изменяются многие защитные системы двигателя. Также при вскрытии блока управления двигателем, которое необходимо делать для обхода штатной защиты на большинстве новых автомобилей, существует высокая вероятность повреждения хрупкой микроэлектроники, что приведет к выходу из строя блока управления двигателем, и, как следствие, машина перестанет заводиться.

Причём выход из строя блока управления после такой процедуры может произойти не сразу, а, например, через неделю или месяц. Все, кто занимается OBD-тюнингом, знают об этой опасности, но, к сожалению, не всегда предупреждают об этом клиента.

Кроме того, многие производители уже внедрили систему «антитюнинга» в свои диагностические процедуры, которая по определенным маркерам в штатной программе управления автоматически определяет, вносились ли в неё изменения, и помечает данный автомобиль как подвергшийся тюнингу, что является прецедентом для снятия с гарантии.

Чип-тюнинг через дополнительный блок управления

При чип-тюнинге через дополнительный блок управления ты самостоятельно или с помощью техников в сервисном центре устанавливаешь дополнительный электронный блок управления, связанный с двигателем и с его оригинальным блоком управления. При этом не происходят никакие структурные изменения двигателя и блока управления.

Принцип работы очень прост: электроника дополнительного блока управления изменяет параметры работы двигателя в режиме реального времени, обрабатывая сигналы, поступающие в штатный блок управления с различных подсистем автомобиля, после чего электроника дополнительного блока вносит в них определенные изменения, которые позволяют двигателю производить большую мощность и крутящий момент.

При таком виде чип-тюнинга штатные защитные программы двигателя не отключаются. Таким образом, не возникает опасности перегрузки компонентов двигателя. Заводское программное обеспечение автомобиля также не подвергнется изменениям, что является несомненным плюсом при гарантийном обслуживании.

Компания GAN TUNING BURO, которая поделилась с нами информацией на эту тему, рекомендует чип-тюнинг через дополнительный блок управления. Также эта немецкая компания предлагает уникальные условия для российского рынка чип-тюнинга:

— Подходят на гарантийные автомобили. Plug&Play — подключил и поехал. Перед поездкой к дилеру достаточно снять модуль. Он не оставляет ни механических, ни электронных следов в автомобиле после снятия.

— Надёжность. Чип-тюнинг с помощью устройств GAN TUNING BURO настолько безопасен, что производитель дает дополнительную гарантию на двигатель 2 года.

— Если ты меняешь автомобиль, то можешь переустановить устройство на свою следующую машину до пяти раз.

— Управление со смартфона. Через приложение GAN APP можно менять режимы работы, настраивая модуль на прирост мощности (режимы Sport и Dynamic) или на экономию топлива (режим ECO) либо отключая устройство (режим Stock).

Оценить функционал приложения GAN APP в демо-режиме →

— Тест-драйв. Эта возможность будет полезна для того, кто мало знаком с темой чип-тюнинга. Производитель предлагает тестовый период 50 дней. Если устройство не оправдало твоих ожиданий или ты просто передумал улучшать характеристики автомобиля, то можешь вернуть продукт в течение 50 дней, и GAN TUNING BURO вернет тебе деньги.

Рассчитать прирост мощности для своего автомобиля →

Чип-тюнинг или «коробочка увеличения мощности»?

На рынке программного увеличения мощности двигателей автомобилей на сегодняшний день предлагают несколько решений. Их можно разделить на три основные категории:

1.Полноценный чип-тюнинг, который подразумевает изменение программы управления двигателем

2. «Коробочки» на электронную педаль акселератора, которая за водителя «давит газ»

3.«Коробочки под капот», использующие внутренние ресурсы заводской программы

Отдельно стоит рассматривать только варианты 1 и 3, так как вариант 2 никакого отношения к увеличению мощности не имеет. Принцип работы этого решения основан на том, что эта «коробочка» за водителя давит «педаль газа». То есть уменьшает рабочий ход педали. В этом случае в цилиндры, соответственно, подаётся много топливной смеси и создаётся иллюзия, что машина прибавила в мощности. На самом деле, кроме повышенного расхода в этом варианте клиент ничего не получает. На фото — установленная коробочка на автомобиле Kia Ceed 1.6 130 л.с. 2013, демонтаж которой по просьбе клиента выполнили наши специалисты после проведения чип-тюнинга

Электронные блоки управления двигателями (ЭБУ) имеют в себе программы управления, согласно которым двигателю даются определенные команды, например, какое количество топлива подавать в цилиндры, какой угол опережения зажигания выставить (для бензиновых моторов), какое количество воздуха подавать (для турбированных двигателей) и т. п. Задав эти параметры, ЭБУ получает от определенных датчиков данные для проверки достижения заданных параметров. В случае отклонения от нормы, ЭБУ корректирует по существующей программе задаваемые параметры для достижения изначальных показателей. Как пример можно привести работу датчика детонации. Если машина рассчитана на работу с 95-м октановым числом, то ЭБУ будет задавать соответствующие углы зажигания. Стоит залить в бак 92-й бензин, как начнётся характерный звон. Датчик детонации будет корректировать углы зажигания и через определенный пробег  двигатель перестанет «звенеть».

Так же в программах ЭБУ заданы так называемые лимитеры. Данные лимитеры задают границы, в которых могут изменяться определенные параметры. В рамках этих границ завод производитель гарантирует стабильную работу двигателя автомобиля без риска выхода его из строя. В случае выхода данных из разрешенного лимитерами диапазона, включается специальное управляющее действие. В качестве примера можно привести работу датчика давления наддува. Если турбина не нагнетает заданное ЭБУ значение, то он, как было сказано ранее, будет стараться корректировать значение для достижения первоначальных параметров. Но, в случае достижения диапазонов, заданных лимитером, будет выполнен определенный набор действий (для разных марок авто, двигателей, ЭБУ и т.п. набор действий может отличаться): включаться «check engine», записываться в память ЭБУ код ошибки, включаться ограничитель оборотов, отключаться турбина и т.п.

Работа «коробочек под капот» основана как раз на принципе изменения показаний датчиков, отвечающих за приготовление топливной смеси. То есть можно занизить, например, показания датчика, который контролирует давление топлива в рампе, и тем самым спровоцировать его повышение ЭБУ. 

Ахиллесовой пятой «коробочек под капот» являются как раз эти самые лимитеры. 

С одной стороны всё хорошо – ЭБУ льёт больше топлива (как было описано в примере выше с давлением топлива), мощность повышается, клиент доволен.

Однако, если производители «коробочки» перестарались отклонениями и подошли вплотную к лимитерам, то при определенных условиях можно вылезти за диапазоны, установленные этими лимитерами. Нетрудно представить себе ситуацию, когда вам может потребоваться максимальная мощность, чтобы уйти от какой-то опасности, а на вашем автомобиле сработал защитный механизм двигателя — включился «аварийный режим» — и авто стал «овощем», потеряв половину своей мощности.

Как пример одной из таких установок и проблем с «аварийным режимом двигателя» можно привести одного из наших клиентов на автомобиле Mercedes ML320 CDI 224лс 2009гв.

При полном нажатии педали «газа» в режиме «Kick down» двигатель выдавал ошибку по недодуву турбины (см. фото ниже) и сваливался в аварийный режим

Так как лимитеры сильно ограничивают возможность вносить изменения в широких диапазонах, то и большого прироста по мощности «коробочками под капот» не получить. Более того, невозможно производить точные настройки в определенных режимах, чтобы прибавлять именно «там, где надо», добавляя плавности в работу двигателю и убирая характерные провалы.

Так же к недостаткам «коробочек под капот» можно отнести и то, что нельзя производить дополнительно какие-либо работы, например: настройку электронной педали акселератора, чтобы убрать её задумчивость

В первом же варианте, при полноценном чип-тюнинге, когда изменяется сама программа управления двигателем, все эти недостатки возможно избежать. 

Рассмотрим кратко вариант номер 1 — полноценный чип-тюнинг двигателя. Работая непосредственно с программой управления двигателем возможно двигать лимитеры для корректной работы в предельных значениях. Причем эти лимитеры двигаются зачастую не для получения заоблачных пиковых значений мощностей и крутящего момента, а для выравнивания характеристик двигателей во всех режимах его работы.

Однако, важно понимать, какие параметры и насколько можно «двигать» для конкретной марки автомобиля и определенного двигателя. Для грамотной работы важны не только оборудование, программы для корректировки «прошивок» и знание законов физики, но и большой опыт работы с конкретной маркой и моделью автомобиля.  

При работе с прошивкой можно разрешить вопросы программного удаления сажевых фильтров (DPF), катализаторов, решение проблем с клапанами ЕГР (EGR), вихревыми заслонками и т.п. можно решать параллельно с тюнингом

Наша компания подтверждает, что оба решения (1 и 3) приводят к повышению мощности автомобиля «Коробочка» хороша в тех случаях, когда невозможен полноценный чип-тюнинг (например, дизельные Toyota). Выбор остаётся за Вами: чип-тюнинг или «коробочка под капот». Однако, следует учитывать все вышеперечисленные нюансы. При возможности смены программы мы рекомендуем именно этот способ!

Вот ветка в нашей группе в социальной сети «Вконтакте», в которой размешено видео и ссылки на описание работы «коробочек»: «Чудо коробочки увеличения мощности»

А еще, рекомендуем посмотреть наше видео, в котором мы подробно рассказали, что такое коробочка увеличения мощности:

Прошивка блока управления двигателем | тюнинг бокс

Не все блоки управления современных двигателей поддаются перепрограммированию (программному чип-тюнингу). Некоторые производители «одноразово» зашивают программу в память микропроцессора, управляющего работой двигателя. Но возможность увеличить мощность такого мотора по-прежнему остается – с помощью внешних блоков увеличения мощности.

Большинство таких устройств рассчитано на работу в системах современных дизельных двигателей Common Rail, хотя существуют версии и для турбированных бензиновых автомобилей. Некоторые производители выпускают такие устройства и для атмосферных бензиновых моторов и даже пишут в рекламе прибавки мощности и момента. В большинстве случаев это фальсификация результатов.

Рассмотрим работу такого блока на примере современного дизельного мотора, установленного на внедорожнике Toyota Land Cruiser 200. 4,5 литровый V-образный мотор в российской версии автомобиля развивает 235 л.с. В то же время его европейский собрат имеет 286 сильную версию этого же двигателя, отличающегося только программным обеспечением ECU (блока управления двигателем). Заменить блоки один на другой не удастся.

В них «зашита» информация о производительности каждой форсунки и коды иммобилайзера. А это значит, что автомобиль с таким блоком просто не заведется. А желание увеличить реальную мощность своего автомобиля хотя бы до европейских показателей есть у подавляющего большинства владельцев. Да и за автопроизводителя обидно – BMW из 3-х литрового рядного мотора получает 386 л.с., а тут и объем больше и цилиндров 8 вместо 6. Технической возможности перепрограммировать штатный блок управления нет, но можно установить блок увеличения мощности, способный успешно решить эту проблему.

Особенностью современных дизельных двигателей является отсутствие дроссельной заслонки – все управление происходит за счет количество импульсов впрыска, их длительности и фазы. А значит, управляя форсунками, мы можем заставить двигатель быть более мощным и экономичным. Конечно воздуха тоже должно быть достаточно, но это как правило не проблема. Обычному водителю максимальная мощность нужна не постоянно, а кратковременно (например, для старта или обгона).

В таких условиях штатный интеркулер справляется и успевает охлаждать поток воздуха, поступающего в двигатель. Остается только заставить форсунки работать по новому алгоритму. Для этого есть 2 способа, которые и отличают принципы построения современных блоков увеличения мощности.

• Блоки, управляющие работой форсунок (устанавливаются в разрыв каждой форсунки) – для 8-ми цилиндрового мотора 8 разрывов форсунок.
• Блоки, заставляющие управлять работой форсунок по новому алгоритму штатный блок управления.

Первый способ основан на изменении времени и количества импульсов управления, поступающих на форсунки. Большинство «примитивных» блоков игнорируют первый впрыск, обеспечивающий предварительный прогрев камеры сгорания, так как он слишком короткий и аналоговая схема не успевает его обработать. Этот впрыск нужен для экологии и долговечности работы мотора. Без него двигатель работает жестко, но топливо расходуется меньше. Длительность основных впрысков корректируется, но фаза измениться не может из-за простоты конструкции.

Мощность повышается не сильно, но ощущение от управления изменяются — автомобиль стал резким и кажется более мощным. К достоинствам таких устройств следует отнести только отсутствие ошибок по двигателю из-за невозможности их продиагностировать, и простоту установки – форсунки как правило легко доступны. Стоимость таких устройств как правило сильно завышена! Исключение составляют дорогие микропроцессорные системы с высоким быстродействием. Их можно отличить по наличию перемычек, переключателей и светодиодов для контроля режимов работы и выбранной программы. Быстродействие таких систем позволяет «синхронизироваться» по первому импульсу впрыска, сохраняя его, а потом открывать пьезофорсунки по своему алгоритму. Такие устройства выпускают «честные» производители для моторов, склонных к «проявлению» ошибок по датчикам. Именно такой блок выпускается для Российской версии Toyota Land Cruiser Prado c 3-х литровым дизелем.

Блоки, заставляющие изменить заводской режим работы ECU, тоже бывают разные. Самые простые подключаются только к датчику давления в рейке, корректируя его показания в реальном времени и, тем самым, изменяя режим впрыска топлива. Заводская программа «думает», что давление в рейке низкое из-за износа насоса и/или большой нагрузки на двигатель. Повышая давление, она компенсирует нехватку топлива для увеличения мощности и изменяет алгоритм работы форсунок.

Более «УМНЫЕ» модули собирают информацию от нескольких датчиков и заставляют заводскую программу работать с большей отдачей. Именно по такому принципу работают фирменные блоки увеличения мощности от Toyota Motor Sport. Основное их отличие от качественных микропроцессорных боксов — в схеме подключения. Фирменный бокс устанавливается в салоне рядом со штатным блоком управления, а тюнинг боксы, как правило, устанавливаются под капотом и имеют заглушку для оперативного исключения из проводки автомобиля (например для оперативной диагностики).

Когда форсунками управляет заводской блок управления (пусть и с изменёнными показаниями от датчиков), можно быть уверенным в том, что двигатель никогда сам себе не навредит. В крайнем случае он может сигнализировать об ошибке по одному из «обманутых» датчиков и перейти на аварийный режим работы, который сбрасывается при выключении зажигания и повторном запуске двигателя.  Реальные показатели прироста мощности и момента зависят от отлаженности программы и технических возможностей электроники бокса. Для российских версий моторов зачастую приходится пригонять испытываемые автомобили к разработчику. Именно так и поступили в нашей компании при отладке программы на дизельный  Toyota Land Cruiser. Мы приобрели автомобиль у официального дилера, поехали на нем в Германию, и 2 недели тестировали его на моторном стенде тюнингового ателье  A&A Automobiletechnik. В результате мы имеем лучший среди конкурентов бокс, обеспечивающий бесперебойную работу двигателя на новом уровне мощности.

Микропроцессорный бокс можно переключить бокс на более «слабую» программу из-за некачественного топлива или технического состояния двигателя. Это делается мастером-установщиком по определенному алгоритму.

Выбирая модуль увеличения мощности для своего автомобиля придерживайтесь следующих советов:

1. Выясните техническую возможность сделать программный чип тюнинг для Вашего двигателя. Обратитесь в несколько компаний – не у всех может оказаться необходимое оборудование для перепрограммирования. Если можно сделать тюнинг программно – забудьте о тюнинг боксе – выберите компанию, которой доверяете, ознакомьтесь с графиком результатов от такой же машины или двигателя. Сделайте программный чип тюнинг и наслаждайтесь результатами, если они достигнуты. Качественный программный тюнинг ВСЕГДА может обеспечить больший прирост производительности, чем тюнинг бокс. Главное — не ошибиться в выборе партнера.
2. Если нет технической возможности программно «чипануть» Ваш дизельный или турбобензиновый двигатель, выбирайте внешний блок увеличения мощности. Обратите внимание на основные моменты:

• Принцип работы, бренд
• Реальные результаты (графики замеров со стенда, а не идеализированные кривые) на коробке или в интернете
• Схемотехника, количество независимых каналов обработки информации (количество точек подключения), возможность выбора программ
• Быстродействие встроенных микропроцессоров или хотя-бы их наличие
• Герметичность исполнения
• Надежность разъемов

Мы предлагаем пакеты увеличения мощности для большинства современных двигателей. Обратившись в нашу компанию, Вы можете рассчитывать на «честный» результат и высокое качество устанавливаемого оборудования.

Как с нами связаться?

тел.:+7 (812) 326-42-60 тел.:+7 (812) 972-08-73 (Илья) тел.:+7 (812) 973-44-16 (Роман) факс:+7 (812) 406-88-79

[email protected] (СПб) [email protected] (МСК)

Минусы и последствия чип-тюнинга двигателя

Сегодня каждый автолюбитель знаком с таким понятием, как чип-тюнинг. Дословно это означает «настройка микросхемы». Как известно, современные двигатели имеют электронную систему управления, которая полностью контролирует топливный впрыск, зажигание и работу других систем ДВС.

Указанная настройка предполагает внесение определенных изменений в управляющую программу, которая «зашита» в память ЭБУ. Также может быть реализована полная замена программы на модифицированную. В ряде случаев отдельно практикуется установка дополнительных модулей (так называемых чип и тюнинг-боксов).

Чипование двигателя обещает владельцу прирост мощности, возросшую разгонную динамику, эластичность работы ДВС и целый ряд других улучшений за сравнительно небольшую цену. Более того, нет никакой необходимости дорабатывать силовой агрегат физически, то есть мотор не нужно разбирать и устанавливать какие-либо детали и элементы для такого форсирования.

Казалось бы, данный способ является известным и доступным решением, однако далеко не все задумываются, вреден ли чип-тюнинг для двигателя. В этой статье мы намерены поговорить о том, как влияет на ДВС чиповка мотора, последствия такой операции, а также почему для многих гражданских авто в такой доработке на практике нет никакой необходимости.

Содержание статьи

Чип-тюнинг двигателя: плюсы и минусы

Итак, перепрошить электронный блок управления сегодня можно практически везде, причем недорого. Сразу отметим, как правило, квалификация и профессионализм мастеров интересует водителей далеко не всегда. Главное, чтобы после доработки владелец ощутил обещанные улучшения и остался доволен конечным результатом.

Для заметной разницы нужно сделать так, чтобы изменилось ощущение разгона. Сразу отметим, разгон не является максимальной мощностью. Другими словами,  после чип-тюнинга водитель на старте ощущает не добавленные мотору «лошади». На самом деле вместе с мощностью меняется и крутящий момент ДВС на разных оборотах, который затем трансмиссия преобразовывает в силу тяги на колесах. Именно моментная характеристика определяет интенсивность ускорения машины.

Теперь давайте разберемся, посредством чего в процессе чип-тюнинга удается изменить крутящий момент и мощность мотора, а также наносит ли это вред двигателю автомобиля. Прежде всего, штатная заводская программа управления ДВС создается с учетом массы ТС, передаточных чисел трансмиссии, в зависимости от типа ДВС (бензин, дизель), а также с учетом целевого назначения автомашины.

Другими словами, над прошивкой для каждой модели авто с конкретным двигателем работает целая команда автоинженеров. В обязательном порядке учитывается огромное количество различных параметров. В совокупности результат позволяет добиться приемлемых характеристик работы мотора на различных режимах, нужной отдачи от ДВС с сохранением его ресурса, экономичности, экологичности и т.д.

Однако при создании прошивки инженеры закладывают, скажем так, несколько усредненные параметры. Именно по этой причине чип-тюнинг позволяет менять настройки. Например, можно менять углы опережения зажигания. В результате в конце такта сжатия происходит воспламенение смеси и создается увеличенное давление газов на поршень, крутящий момент также возрастает.

При этом не стоит забывать, что нарушается детонационная стойкость, которая была заложена производителем мотора. Если просто, повышаются риски разрушения двигателя детонацией. По этой причине после чип-тюнинга агрегат становится более требовательным к качеству топлива, необходимо использовать горючее с большим октановым числом.

Еще добавим, что разные двигатели имеют индивидуальный запас стойкости к детонации. Если на одних моторах изменение УОЗ проходит без явных последствий, на других такие манипуляции могут быстро вывести ДВС из строя. Также важно понимать и то, что изменение угла опережения зажиганием проявляет себя не во всем диапазоне оборотов.

Обычно на высоких оборотах изменение УОЗ не дает результата, то есть мощность и момент не растут. Это значит, что максимальная скорость фактически остается прежней. При этом улучшение динамики можно наблюдать на низких и средних оборотах, чего обычно достаточно для большинства рядовых автолюбителей.

Также во время чип-тюнинга производятся доработки топливных карт, меняются и другие настройки. Затем машина дополнительно настраивается в режиме «онлайн», то есть настройщик корректирует прошивку прямо на ходу, подключив ноутбук к системе управления двигателем.

Добавим, что непрофессиональные настройщики часто идут самым простым путем, то есть фактически заходят в память ЭБУ и изменяют основные параметры заводской программы. Далее машину и работу ЭСУД никто не настраивает. В этом случае последствия могут быть катастрофическими.

Чип-тюнинг дизельного двигателя или бензинового мотора: влияние на ресурс ДВС

Вполне очевидно, что даже если все операции по прошивке и настройке выполнены правильно, увеличение мощности и крутящего момента так или иначе будет означать износ ДВС.

Прежде всего, происходит ускоренный механический износ нагруженных элементов и пар трения (поршневое кольцо и стенки цилиндров, шатунные и коренные вкладыши в местах соединения с шатунами, коленвалом, в постели коленвала в БЦ и т.д.)

Например, работа поршневого кольца в цилиндре имеет следующие особенности. Пока топливо в цилиндре не горит, кольца испытывают минимум нагрузки. Стенка поршневого кольца находится параллельно стенке цилиндра. Однако в момент воспламенения топлива происходит скачок давления, в результате чего кольцо в своей канавке начинает выворачивать от нагрузки.

Угол выворота кольца в новых моторах небольшой, но постепенно элементы изнашиваются естественным образом. В результате поршневое кольцо под нагрузками своим краем начинает бить по стенкам цилиндра. Если не вдаваться в подробности, разбиваются кольцевые канавки, сильно изнашиваются стенки цилиндра.

Что касается вкладышей, а также опорных элементов, кроме трения на детали воздействует и так называемая радиальная деформация. Простыми словами, происходит изменение формы отверстий. Вполне очевидно, что в парах трения образуются зазоры, появляются ударные нагрузки. Вкладыши попросту разбиваются, их также может провернуть.

Так вот, чип-тюнинг позволяет изменить параметры, которые были настроены на заводе. В результате увеличивается момент и мощность, но параллельно возрастают и нагрузки в самых важных узлах ДВС. Естественно, баланс износа, прогнозируемый конструкторами мотора, также будет нарушен.

Получается так, что хотя увеличение мощности не особенно влияет на силу трения, при этом происходит увеличение давления на стенки подшипников скольжения и других элементов. В результате растут ударные нагрузки, процессы износа быстро прогрессируют, увеличивается зазоры и т.д.

Стоит добавить, что подобные процессы затрагивают не только ДВС, но и КПП. Параллельно могут быстрее выйти из строя катализатор и кислородный датчик. Также сокращается ресурс моторного и трансмиссионного масла, то есть смазочные жидкости нужно чаще менять.

На многих моторах вдобавок увеличивается расход масла на угар.
Еще дополнительные нагрузки испытывает и система охлаждения ДВС, которая работает более интенсивно в результате увеличения мощности. По этой причине нужно следить за работоспособностью, качеством антифриза и чистотой каналов системы охлаждения.
 

Как правильно чиповать двигатель и эксплуатировать прошитый мотор

Становится понятно, что для грамотного чип-тюнинга необходимо иметь специальное оборудование, а также развернутый доступ к технологическим картам работы мотора. Многое будет зависеть и от опыта и квалификации самих специалистов.

Дело в том, что изменение любого параметра (например, момент зажигания или впрыска) приводит к тому, что другие параметры также потребуют коррекции. Причем делать это нужно только с учетом полного понимания процесса и различных нюансов. Только такой подход позволяет получить прирост мощности и момента с минимальным ущербом для ДВС.

Еще важно учесть, что увеличенную мощность нужно использовать не постоянно, а только периодически (для обгонов, при необходимости резкого старта и т.д.). Особенно это актуально в случае с турбомоторами, на которых чип-тюнинг дает более заметный прирост.

Причина заключается в том, что все системы остаются штатными, при этом не всегда запаса их производительности хватает для того, чтобы справиться с дополнительной мощностью без последствий для мотора.

Получается, ресурс двигателя зависит не только от прошивки и квалификации настройщиков, но и от самого водителя. Если учесть, что даже стоковый двигатель на заводской прошивке под большими нагрузками быстрее выйдет из строя, тогда понятно, что постоянно нагруженный чипованный мотор попадет на капиталку еще быстрее.

Другими словами, водителю не нужно постоянно использовать появившиеся после прошивки дополнительные возможности агрегата. Еще важно понимать, что если мотор изношен и потерял мощность, запрещено пытаться улучшить отдачу от ДВС при помощи изменения программы блока управления. В этом случае, скорее всего, быстро проявятся серьезные неисправности.

Что в итоге

С учетом вышесказанного можно сделать вывод о том, что внесение любых изменений в штатную прошивку ЭБУ или установка дополнительных модулей осуществляется владельцем на свой страх и риск. Иногда бывает так, что тюнингованные прошивки из непроверенных источников могут содержать ошибки. В результате силовой агрегат работает с большими отклонениями от нормы и быстро ломается.

Нужно понимать, что модифицированное ПО для блоков управления от различных производителей может стоить начиная от 150-200 у.е. до 3000 у.е. и даже больше. Цена зависит от типа и модели двигателя, а также от целого ряда других факторов.

Как правило, солидные тюнинг-ателье обладают необходимыми финансовыми возможностями и закупают программы напрямую у проверенных и известных изготовителей софта. Такое вложение для них вполне оправдано, так как чип-тюнинг в этих организациях поставлен «на поток», подобные компании следят за своей репутацией, а также появляется возможность предоставить клиентам определенные гарантии.

Однако кустарные мастера не имеют такой возможности и материальной базы. Главной задачей для них является приобретение прошивки как можно дешевле. Как правило, такие предложения поступают исключительно от малоизвестных изготовителей или даже частных лиц. Естественно, дальнейшая проверка и правка ПО затем осуществляется прямо на машине.

Напоследок отметим, что если владелец имеет стойкое желание сделать чип-тюнинг своего автомобиля, тогда нужно быть готовым к тому, что после прошивки мощность увеличится на 5-15%, однако ресурс ДВС сократится, как минимум, на 10-20%. Параллельно может увеличиться расход топлива, возрастут требования к качеству горючего и его октановому числу.

К этому следует добавить, что в обязательном порядке необходимо будет дополнительно сократить межсервисный интервал по замене масла в двигателе и КПП, топливных фильтров, антифриза или тосола в системе охлаждения, свечей зажигания и других «расходников».

Другими словами, для сохранения ресурса мотора после чип-тюнинга нужно будет закономерно увеличить общие затраты на содержание и обслуживание автомобиля. Становится понятно, что с учетом всех рисков и нюансов для рядового гражданского ТС целесообразность подобного вида тюнинга ставится под большое сомнение.

Читайте также

Тюнинг двигателя: основные способы модернизации ДВС

В статье освещены основные способы тюнинга двигателя, отмечены важные моменты, которые необходимо соблюдать при проведении доработок, даны некоторые общие рекомендации.

Тюнингом называется доработка двигателя в целях увеличения его мощности и эффективности. Модернизация происходит за счет замены заводских деталей, установки новых механизмов и улучшения уже имеющихся систем.

Двигатели современных автомобилей с электронным блоком управления подвергаются также чип-тюнингу – корректировке программы бортового компьютера. Такой метод позволяет повысить мощность агрегата без наддува на 10 %, с наддувом – на 30-40 %.

Достичь наилучших результатов форсирования двигателя можно только в специализированных сервисных центрах, оборудованных профессиональным инструментом и качественными запчастями.

Каждый автомобиль имеет свои конструктивные нюансы, поэтому индивидуальный подход к ТС – залог его оптимальной доработки. По большому счету, в улучшении параметров нуждаются только двигатели гоночных автомобилей, в остальных случаях тюнинг не всегда целесообразен, так как требует больших затрат при спорных результатах.

Далее в статье освещены основные способы модернизации двигателя, отмечены важные моменты, которые необходимо соблюдать при проведении работ, даны общие рекомендации по тюнингу.

Основные способы тюнинга двигателя

Существует два основных способа повышения мощности двигателя:

• Снижение массы движущихся частей
• Установка новых элементов

Так, к примеру, стандартные детали двигателя заменяют на облегченные (поршни, шкивы, маховик и пр.), вместо механических систем устанавливают электрические. Некоторые автовладельцы (особенно это касается водителей гоночных автомобилей) в целях снижения веса снимают с ТС все навесное оборудование.

Рассмотрим наиболее распространенные методы совершенствования двигателя подробнее.

Смена головки блока цилиндров

Сегодня существует множество вариантов головок блока цилиндра, предназначенных специально для тюнинга двигателя. Их соединительные разъемы и патрубки имеют такую же конструкцию, как и стандартные ГБЦ, поэтому при их установке сложностей не возникает.

Помимо специальных головок, выпускаются модифицированные модели для конкретных автомобилей. Стоят они дешевле тюнинговых, однако также привносят новые возможности для двигателя.

Современные ГБЦ с вертикальным и горизонтальным вихрем увеличивают скорость поступления воздуха и в улучшают общие характеристики воздушного потока.

Расточка блока цилиндров

Процедура расточки цилиндров помогает увеличить общий объем двигателя. Операция по увеличению сечения гильз изнутри осуществляется только на специализированном высокоточном станке, позволяющем сохранить их правильную геометрию.

Для расточенных цилиндров подбираются бОльшие по диаметру поршни, так как только идеальное совмещение этих деталей обеспечивает необходимый уровень компрессии двигателя.

Тюнинг клапанов двигателя

Клапаны двигателя пропускают и выпускают воздушный поток. Временем открытия клапанов управляет распределительный вал, а степенью – толкатель.

Впускные клапаны не должны иметь острых углов и «заусенцев», препятствующих прохождению воздуха, поэтому эти элементы должны быть тщательно отполированы. Важно, чтобы клапаны размещались в посадочных местах плотно и без зазоров.

Увеличить количество поступающего воздуха можно путем расширения впускных отверстий или установки большего количества клапанов (16, 20, 24, 32 и т.д.). Последний способ наиболее актуален, так как увеличенные отверстия и большие клапаны уменьшают скорость воздушного потока на низких оборотах, что негативно отражается на крутящем моменте.

Помимо увеличения количества клапанов, устанавливают специальные тюнинговые клапанные пружины.

Замена штатного распредвала

Не менее популярный способ тюнинга, чем расточка блока цилиндров.

Распределительный вал управляет открытием и закрытием клапанов двигателя. Время открытия задается профилем кулачков вала.

В отличие от обычных распредвалов, тюнинговые имеют более высокие и широкие кулачки, позволяющие клапанам подниматься выше и находится в открытом состоянии дольше. Это способствует подаче большего количества топливно-воздушной смеси.

Существует несколько видов модернизированных распределительных валов для умеренной, быстрой и спортивной езды:

• Mild Road Cams: подходят практически для всех автомобилей, улучшают приемистость и мощность двигателя
• Fast Road Cams: идеальны для скоростных автомобилей, увеличивают мощность двигателя, однако нестабильно работают на холостом ходу
• Competition Cams: предназначены для спортивных автомобилей; эффективно повышают мощность двигателя, однако увеличивают расход топлива, обладают неровным холостым ходом и быстро изнашиваются

Спортивные распредвалы непригодны для использования в городских условиях, так как характеризуются максимальной отдачей в области почти предельных частот вращения двигателя (2-3 тыс. оборотов).

Доработка топливной системы

Для повышения мощности двигателя очень важно увеличить количество топливно-воздушной смеси, поступающей в камеру сгорания. Сделать это можно путем доработки топливной системы автомобиля: установки более производительного насоса, топливной рампы с мощными инжекторами, усовершенствования топливного регулятора.

После проведения этих мероприятий обычно требуется использовать бензин с максимальным октановым числом.

Использование строкер-китов

Многие компании производят готовые комплекты (поршни, кольца, шатуны, подшипники и коленвал) для механического тюнинга двигателя. В основном, эти наборы ориентированы на американские восьмицилиндровые двигатели. Их использование изменяет длину хода поршня, увеличивает крутящий момент и в результате добавляет силовому агрегату 10-15 % объема.

Все детали строкер-китов изготавливаются по передовым спортивным технологиям, поэтому имеют больший запас прочности и износостойкости.

В зависимости от оборотистости двигателя существует несколько базовых вариантов строкер-китов с деталями разной высоты, ширины, углом поворота кулачка и прочими характеристиками.

Повышение компрессии двигателя

Повысить компрессию в цилиндрах можно разными способами. Одним из них является использование так называемых высококомпрессионных поршней. Обычно они выполнены из алюминиевого сплава с добавлением кремния, имеют увеличенное компрессионное кольцо и выпуклость на днище.

Высококомпрессионные поршни создают более высокое давление, чем стандартные, чем ускоряют процесс сгорания топлива и повышают мощность двигателя. В процессе работы они выдерживают очень большие нагрузки и температуры, поэтому могут использоваться для комплектации автомобилей с самыми мощными двигателями.

Снизить износ дорогостоящих высококомпрессионных и стандартных поршней помогает их обработка специальными антифрикционными покрытиями с дисульфидом молибдена и графитом.

Ранее они наносились только на заводе-изготовителе, сейчас их применение не ограничено промышленными рамками – защитные составы доступны в компактном и удобном аэрозольном формате.

По-настоящему уникальным средством для восстановления изношенного заводского покрытия является MODENGY Для деталей ДВС. Оно защищает детали при «масляном голодании» и перегреве, предотвращает появление задиров на сопряженных поверхностях и максимально снижает их износ.

Состав используется для юбок поршней, вкладышей распредвалов, дроссельных заслонок, шлицевых соединений, штоков клапанов.

Покрытие наносится после предварительного очищения и обезжиривания поверхностей Специальным очистителем-активатором MODENGY, сохнет при комнатной температуре и не требует возобновления в дальнейшем.

Уровень компрессии двигателя можно увеличить не только с помощью применения специальных поршней, но и путем шлифовки головки блока цилиндров. При этом стандартная прокладка ГБЦ меняется на тюнинговую (выдерживающую избыточное давление).

Различные методы повышения давления не следует применять в двигателях с турбонаддувом – для них свойственна малая компрессия, в противном случае возникает риск детонации и повреждения силового агрегата.

Установка турбокомпрессора или турбонагнетателя

Принудительно закачать во впускной коллектор больше воздуха и создать тем самым более высокое давление могут 2 устройства: турбокомпрессор и турбонагнетатель.

Турбокомпрессор увеличивает мощность двигателя только при достижении нужного числа оборотов. Промежуток времени от старта двигателя до этого момента называется турболагом.

Турбонагнетатель начинает свою работу сразу, однако при этом отнимает около 30 % мощности силового агрегата.

Установка прямоточного глушителя

Чтобы выхлопные газы легче отделялись от двигателя с турбокомпрессором, устанавливается глушитель без катализатаров, с ровными изгибами или вообще без них. Он оказывает наименьшее сопротивление газам, и при комплексном подходе к тюнингу выхлопной системы прибавляет 15-20 % к мощности двигателя.

Установка дополнительного радиатора

Мощный модернизированный двигатель испытывает экстремальные нагрузки и температуры, поэтому требует более совершенной системы охлаждения.

Именно поэтому, чтобы продлить срок службы силового агрегата после доработки, желательно установить отдельный масляный радиатор и тосольный радиатор большего размера.

Общие рекомендации

Затраты на тюнинг практически не ограничены, поэтому, прежде, чем приступать к доработке двигателя, определитесь с конкретными целями.

Перед покупкой запчастей для тюнинга обязательно проконсультируйтесь у квалифицированных специалистов, а лучше доверьте им весь процесс.

Внимательно относитесь к автомобилю после тюнинга, не пренебрегайте советами мастеров, вовремя меняйте масло и проходите диагностику.

Помните, что в некоторых случаях замена двигателя целесообразнее его доработки.

15 способов увеличить мощность двигателя вашего автомобиля

лошадиных сил. Это слово, которое вы слышите снова и снова в автомобильном мире. В мире ботаников это было бы эквивалентно HP (хит-поинтам) вашей машины, всегда находящейся в вечном поиске ее увеличения. Честно говоря, многие автолюбители даже с научной точки зрения не знают, что это такое, просто они хотят этого и много чего. Это статистика «моя больше, чем ваша». Однако, если вы повернетесь к этому человеку, хвастающемуся мощностью, и спросите его, «что это было», он не поймет.Только это заставляет машину ехать быстрее. Но что это? Что такое лошадиные силы и как увеличить их количество в двигателях наших автомобилей?

Итак, чтобы разбить это для вас, лошадиные силы, единица мощности, чтобы определить скорость, с которой выполняется работа. Другими словами, сила, которую лошадь дает при тяге, или, по сути, сила, необходимая для поднятия 550 фунтов на расстояние в один фут за одну секунду, или сила, необходимая для перемещения 33000 фунтов на один фут за одну минуту.

Откуда появилось словосочетание «лошадиные силы»? Точно там, где вы могли подумать… от лошадей.И человек по имени Джеймс Ватт. Кто раньше целый день смотрел на мельничных лошадей, ходящих кругами, приводя мельницы в действие. Он создал паровой двигатель, который, как он утверждал, «обгонит» лошадей в 200 раз, но ему было трудно объяснить это мельникам по сравнению с их лошадьми. Поэтому он разработал формулу рабочей нагрузки, чтобы помочь им соотнести ее с тем фактом, что, по его оценкам, мельничная лошадь будет тянуть / толкать валы мельницы с силой 180 фунтов, совершая 24-футовый круг, 144 раза в час.Затем он проделал больше математических вычислений, чтобы прийти к уравнению, согласно которому мельничная лошадь может подтолкнуть 32 572 фунта на один фут за минуту (которое он позже округлил до 33 000 фунтов, которые он приравнял к силе одной лошади. Лошадиная сила.

Картинка как бы портит хлад-фактор.

Итак, теперь, когда мы знаем происхождение единицы энергии, как нам получить ее больше?

Как увеличить мощность двигателя вашего автомобиля

Есть много способов увеличить мощность вашего автомобиля, но мы начнем с понимания того, как на самом деле работает двигатель вашего автомобиля.Проще говоря, ваш автомобильный двигатель представляет собой один большой воздушный насос с серией преднамеренных воспламенений, которые выталкивают как можно больше воздуха внутрь и наружу. Если вы хотите увеличить мощность в лошадиных силах, вам, по сути, нужно найти способы пропустить через двигатель больше воздуха в большем объеме.

1. Установка высокоэффективного воздухозаборника для увеличения мощности

Чем холоднее воздух, тем он плотнее. Это означает, что на единицу объема больше воздуха. По этой же причине вы заметите, что воздушный шар может сдуваться, когда вы выносите его на улицу на мороз, или ваши автомобильные шины будут терять воздух зимой.Для вас это означает, что чем плотнее воздух попадает в двигатель вашего автомобиля, тем больше молекул воздуха присутствует в смеси с топливом для сжигания и создания энергии. Суть в том, что чем лучше, глубже, чище, быстрее и эффективнее ваша машина может вдыхать и выдыхать, тем больше у вас возможностей для увеличения мощности. Итак, как мы это сделаем?

Воздухозаборники холодного воздуха делают именно это. Воздухозаборники холодного воздуха втягивают воздух в автомобиль из «более холодного» места вне автомобиля. У них есть специальные фильтры, которые увеличивают площадь поверхности, с которой воздух проникает в двигатель, иногда в 3 раза больше, чем у заводских деталей.Это также снижает сопротивление и нежелательную турбулентность, которая может уменьшить или затруднить постоянный поток воздуха в двигатель.

2. Установка воздушного фильтра High-Flow и воздухозаборника.

Быстрый, дешевый и простой способ добавить немного мощности вашему двигателю — это заменить воздушный фильтр на высокоэффективный. Это позволяет вашему двигателю «дышать» лучше, давая небольшое количество дополнительной мощности. Имейте в виду, что вам необходимо проверить правила вашего штата.Не все фильтры допустимы во всех областях.

3. Высокоэффективная выхлопная система

Установка свободно протекающего выхлопа с трубами большего диаметра позволит вашему автомобилю быстрее выпускать выхлоп. Чем быстрее автомобиль может выдыхать окись углерода, тем быстрее он может вдохнуть свежий кислород, чтобы произвести больше окиси углерода.

Принудительная индукция

Один из самых эффективных (но дорогих) способов увеличить мощность вашего автомобиля — это «форсировать» эту суку.Другими словами, поставить в машину нагнетатель или турбонагнетатель.

4. Нагнетатель

Подобно тому, как воздухозаборники холодного воздуха приносят пользу вашему автомобилю, обеспечивая более плотный газ, системы принудительного впуска сжимают воздух, поступающий в двигатель, и могут повысить мощность двигателя более чем на 50%. Если ваш движок и кошелек могут поддерживать его обновление. «Нагнетая» больше воздуха, вы можете смешать больше топлива и получить больше мощности. Их проще установить, чем их кузен Турбокомпрессор, и они мгновенно доставляют вам удовольствие, когда вы нажимаете на газ.Поскольку они имеют «ременной привод», это фактически делает их наиболее эффективными на 6-цилиндровых двигателях, а не на четырех. Им также не требуется промежуточный охладитель, поэтому у вас будет меньше места для проблем с нагревом или поломки.

5. Турбокомпрессор

В то время как нагнетатель получает энергию от ремня, подключаемого непосредственно к двигателю на входе, турбонагнетатель получает энергию на выходе из выхлопной трубы. Они чрезвычайно эффективны в том отношении, что они «рециркулируют» энергию из выхлопного потока для самообеспечения, но, что касается природы этого, они создают задержку или «турбо-задержку» при увеличении энергии.С турбонагнетателем вы ожидаете увеличения мощности на 25%, даже если пиковая мощность может быть выше, чем у нагнетателя.

6. Закись азота

Еще один фаворит в жанре Fast & Furious… по сути, это портативное супер / турбо зарядное устройство, что делает его одной из самых привлекательных функций (тот факт, что вы можете переносить комплект из машины в машину, не теряя вложенных средств). Закись азота похожа на баллончик с «воздухоплавателем». По сути, он создает больше воздуха для сгорания в двигателе, что, в свою очередь, создает большую мощность.Комплект NOS может стоить вам от 900 до 3000 долларов и является незаконным в большинстве штатов. Но с другой стороны, их можно использовать в дополнение к турбонагнетателю или нагнетателю, чтобы уменьшить задержку и увеличить конечную мощность в лошадиных силах.

7. Набор для впрыска воды

Комплект для впрыска воды может увеличить расход топлива вашего автомобиля, одновременно уменьшая нагар в камерах сгорания, помогая предотвратить гудение двигателя, которому вы способствуете из-за того, что вы слишком дешевы, чтобы заправлять топливный бак автомобиля Super Premium.

Хотя эта модификация ничего не сделает для увеличения мощности двигателя без наддува, в сочетании с турбонаддувом или нагнетателем вы увидите, что мощность значительно увеличивается.

8. Рабочие характеристики распределительного вала

Увеличивая продолжительность и синхронизацию открытия значений в двигателе, вы можете увеличить мощность и ускорение вашего автомобиля. Этого можно добиться, установив рабочий кулачок. Обратной стороной этого, помимо стоимости, является то, что вы создаете более шумный звук двигателя, когда вы отвратительно простаиваете перед домом своих подруг в 2 часа ночи, или это преимущество? Вам решать.

9. Перепрошить компьютер вашего автомобиля

Эти устройства перепрограммируют компьютер вашего автомобиля, увеличивая мощность, крутящий момент и даже увеличивая расход топлива. В зависимости от движка вы можете увидеть довольно приличный прирост.

Итак, в продолжение того, как увеличить мощность двигателя вашего автомобиля, у нас есть последний раздел, который честно объясняет: «Как не потерять мощность в лошадиных силах».«Те из вас, кто не относится к своим автомобилям со всеми достоинствами, которых они заслуживают, быстро обнаружат, что их лошадиные силы превращаются в пастбище.

10. Используйте подходящий газ для сжатия двигателя вашего автомобиля.

Перестаньте дешеветь. Вы тратите деньги на высокопроизводительный автомобиль, а не разрушаете его, добавляя в него низкооктановый бензин. Произойдет одно из двух: 1. В старых автомобилях вы создадите пинг двигателя, который отрицательно скажется на способности вашего автомобиля сгорать, истощая выходную мощность.2. Ваш новый автомобиль с помощью электроники настроится на дешевый газ, который вы заправляете в автомобиль, и начнет сжигать с меньшей скоростью, снижая производительность двигателя и убивая стадо ваших лошадей одну за другой, поскольку он приспосабливается к посредственности.

11. Держите фильтры в чистоте.

Если ваша машина не может дышать, она не работает. Следите за чистотой своих воздушных и топливных фильтров и их максимальной производительности, и ваш автомобиль продолжит выдавать свой максимальный потенциал мощности.

12. Держите машину в тонусе.

Если в свечах зажигания нет искры, двигатель не работает. Не только исправные свечи зажигания в автомобиле сохранят его работоспособность, переход на более качественные свечи зажигания также может улучшить его рабочие характеристики. Провода не менее важны ..

13. Следите за тем, чтобы ваш автомобиль был хорошо смазан.

Все, что вызывает трение в двигателе вашего автомобиля, снижает производительность.Не отставайте и меняйте все жидкости в автомобиле по расписанию. Чем лучше состояние моторного масла вашего автомобиля, тем больше оно может повлиять на мощность вашего двигателя.

14. Уберите хлам из багажника… и в любом другом месте, если на то пошло.

Сведение к минимуму веса автомобиля — ключ к повышению его характеристик, поэтому уберите с него весь лишний вес. Это включает в себя задние сиденья, запасные шины, автомобильные домкраты, кондиционеры, динамики и даже замену деталей вашего автомобиля на стекловолокно или углеродное волокно.Если вы полностью удалите кондиционер и свою девушку, вы увидите, что ваша поездка снизится на 240 фунтов. Оставайся горячим и одиноким, мой друг, во имя незаконных уличных гонок.

15. Обновите свои колеса.

Чтобы помочь вашему автомобилю работать лучше, высококачественные колеса и шины не только уменьшат вес вашего автомобиля, но и помогут ему лучше управлять. Вы можете потерять около 10 фунтов или больше на каждое колесо.

10 простых способов увеличить мощность двигателя

Джим Смарт

Многие обещания производительности были даны с момента появления двигателя внутреннего сгорания более века назад: чудо-смазочные материалы, присадки к бензину, новомодные карбюраторы, свечи зажигания с форсунками и множество других чудесных путей к власти. у каждого свои разочарования.

А вот бесплатных завтраков в мире высокопроизводительных двигателей не бывает. Двигатели в основном связаны с физикой, математикой и процессом превращения тепловой энергии в механическое движение. Так как же получить больше поворота от этой тепловой энергии и вращательного движения обезьяны? У нас есть 10 быстрых и простых способов увеличить мощность вашего автомобиля и производительность двигателя. Убедитесь, что все работы выполнены правильно и не аннулируют гарантию производителя.

1. Синтетические смазочные материалы

Поскольку синтетические смазочные материалы, такие как синтетические моторные масла Mobil 1 ™, уменьшают трение, они продлевают срок службы двигателей.Синтетические смазочные материалы обеспечивают лучшую смазку между движущимися частями, чем обычные масла. Они не выходят из строя при высоких температурах и высоких нагрузках, поэтому их часто используют в приложениях для повышения производительности. Они также обеспечивают отличные характеристики в холодную погоду и защиту от экстремальных температур. Например, синтетическое масло Mobil 1 разработано, чтобы быть более прочным с точки зрения прокачиваемости при низких температурах, стабильности при высоких температурах и защиты от отложений.

2.Зажигание

Поскольку за последние 20 лет системы зажигания стали неприхотливыми в обслуживании, мы не проверяем их, пока не увидим пропуск зажигания и не загорится индикатор «Проверьте двигатель». Факт остается фактом, техническое обслуживание автомобиля по-прежнему должно включать системы зажигания. А свечи зажигания еще нужно периодически менять. Когда пришло время заменить компоненты системы зажигания, выбирайте лучшие высокоэффективные части системы зажигания, которые вы можете найти, а именно катушки, провода зажигания и свечи зажигания с платиновым наконечником.

Марка оригинального оборудования — ваш лучший подход или высококачественные запасные части, такие как MSD.Причина: точное зажигание означает мощность. Пропуски зажигания или тусклый свет означает потерю мощности, расход топлива и увеличение выбросов из выхлопной трубы. Мощная искра от высокоэнергетической системы зажигания действительно влияет на мощность, какой бы маленькой она ни была. Урок здесь в том, что все это приводит к значительному увеличению мощности.

Выбор момента зажигания также является динамикой мощности, с которой следует играть осторожно, потому что слишком большое ее количество может повредить ваш двигатель. С обычными распределительными системами зажигания установите общий момент на 2500 об / мин, начиная с 32 градусов до ВМТ (до верхней мертвой точки) с помощью дорожных испытаний или динамометрического натяжения.Затем перемещайте хронометраж на один градус за раз — 33, 34, 35 и так далее вместе с дорожным / динамометрическим тестированием. Никогда не допускайте превышения общего хронометража более 36 градусов до BTDC.

Некоторые тюнеры достигают 38, 40 и даже 42 градусов до ВМТ, что глупо. Все, что превышает 36 градусов до ВМТ, представляет опасность из-за детонации. Если у вас внезапная обедненная смесь в сочетании с ранним выбором времени, у вас может произойти отказ двигателя за наносекунду при полностью открытой дроссельной заслонке. Для определения угла опережения зажигания с электронным управлением двигателем требуется профессионал, который знает, как настроить параметры зажигания и топлива, чтобы получить мощность, не повредив двигатель.

3. Корпус дроссельной заслонки и форсунки большего размера

Высокопроизводительный корпус дроссельной заслонки большего размера обеспечивает большую мощность. В зависимости от типа двигателя вы можете получить на 10-20 лошадиных сил больше и сопоставимый крутящий момент. Однако есть одна загвоздка. Если вы станете слишком большим, вы можете потерять мощность. Не каждый двигатель хорошо подходит для дроссельной заслонки большего размера, а это значит, что вам нужно сделать домашнюю работу заранее. Путешествуйте по Интернету и узнавайте, что делают другие с таким же движком, и руководствуйтесь ими.Также помните, что больший дроссель требует топливных форсунок с более высоким расходом. Корпус дроссельной заслонки и размер инжектора пропорциональны. Вам также следует отнести свою машину к авторитетному динамометрическому тюнеру, чтобы отрегулировать кривые подачи топлива и искры, которые дадут точную настройку корпуса дроссельной заслонки / форсунки.

4. Компрессия

Повышение компрессии — наиболее производительный способ увеличения мощности. Добавьте компрессию в свой двигатель, и вы увеличите мощность. За более чем столетнюю историю внутреннего сгорания не было более разумного способа получения энергии.Но будьте осторожны с повышением компрессии. Сжатие и выбор кулачка идут рука об руку, потому что выбор кулачка также влияет на давление в цилиндре или рабочее сжатие.

Производитель двигателя может лучше всего посоветовать вам компрессию и выбор кулачка. Оба должны быть выбраны в духе сотрудничества, чтобы вы могли получить мощность, не повредив двигатель. Сжатие, превышающее 10,0: 1, в наши дни может вызвать детонацию, искровой разряд, преждевременное воспламенение или то, что также известно как «звон», если у вас недостаточно октанового числа.Следите за кривыми топлива и искры, пока вы увеличиваете компрессию. И помните, бензин для перекачки уже не тот, что раньше. Однако высокооктановое неэтилированное топливо, разрешенное к смогу, доступно в пятигаллонных канистрах, если у вас есть на это бюджет.

5. Найденная-бонусная сила

Подумайте об этом на минуту: ваш двигатель на самом деле производит больше мощности, чем дает. Рассмотрим мощность, потерянную из-за внутреннего трения, компоненты, которые потребляют неисчислимое количество энергии только для их перемещения. И подумайте, сколько тепловой энергии теряется в атмосфере, которая ничего не делает для выработки электроэнергии.Знаете ли вы, что ваш двигатель расходует 70-75 процентов тепловой энергии, вырабатываемой при отключении топлива / воздуха? Пятьдесят процентов через выхлопную трубу и 25 процентов через систему охлаждения. Это означает, что мы используем только 25 процентов британских тепловых единиц топлива. Поговорим об отходах. Это оскорбительно для экспертов по эффективности во всем мире.

Итак, как уменьшить трение и высвободить мощность?

• Роликовый толкатель распредвала
• Роликовые коромысла
• ГРМ с двумя роликами
• Звездочка кулачкового подшипника с игольчатым подшипником
• Кольца поршневые низкого натяжения
• Увеличенный зазор между поршнем и стенкой цилиндра (в определенных пределах)
• Увеличенный зазор подшипника (в допустимых пределах)
• Увеличенные зазоры между клапаном и направляющей (в определенных пределах)
• Поддон (маслоотвод при высоких оборотах снижает мощность)

Имейте в виду, что это всегда компромисс.Когда вы используете компоненты с низким коэффициентом трения, такие как роликовые толкатели и коромысла, вы получаете выгоду, но вы также тратите. Поршневые кольца с низким натяжением и большие зазоры означают некоторую жертву долговечностью.

Какая часть трансмиссии вашего автомобиля лишает вас мощности? И хотя это может звучать как старая пила, накачка шин и их размер / размер также являются факторами медлительности. Чем больше пятно контакта вашего автомобиля, тем больше мощности требуется для движения. Недокачанные шины заставят вашу машину чувствовать себя прикованной к дереву при резком ускорении.Довести накачку шины до предела, в зависимости от температуры окружающей среды. Температура напрямую влияет на давление.

6. Сумма скоростей

Набор скорости представляет собой устройство в форме трубы, которое устанавливается на входе воздуха во впускную систему двигателя, карбюратор или систему впрыска топлива и улучшает воздушный поток. Продукт снижает турбулентность индукции, поэтому вы можете ожидать увеличения мощности.

7. Правый размер топливопровода

Вы можете смеяться, но вы удивитесь, как часто мы ошибаемся.Вы не получите 450 лошадиных сил от 5/16-дюймовой топливной магистрали. Думайте об этом как о попытке быстро набрать чай со льдом через трубочку для коктейля. Вы собираетесь проиграть. Высокопроизводительным двигателям нужно топливо и много его. Минимальный размер топливопровода для большинства применений должен составлять 3/8 дюйма. Когда мощность превышает 500 лошадиных сил, вам понадобится топливопровод диаметром 7/16 дюйма.

8. Двухплоскостной коллектор

Вот еще один пример, в котором энтузиасты производительности ошибаются чаще, чем нет. Уделяя внимание мощности, мы забываем учитывать крутящий момент.Крутящий момент — ваш приятель на улице, а не лошадиные силы. Вы хотите, чтобы крутящий момент плавно переходил к мощности при полностью открытой дроссельной заслонке. Однако вы не добьетесь успеха с одноплоскостным впускным коллектором.

Двухплоскостной впускной коллектор обеспечивает отличный крутящий момент в диапазоне от низкого до среднего, а также позволяет двигателю «дышать» на высоких оборотах. Это означает более высокие значения крутящего момента при разгоне и более высокие показатели мощности. Длинные впускные направляющие двухплоскостного коллектора обеспечивают крутящий момент, а высокие потолки — мощность.Еще одна вещь: подумайте об использовании проставки карбюратора, чтобы получить еще больший крутящий момент на светофоре

.

9. Эксперимент с размером жиклера

В ходе динамометрических испытаний мы снова и снова убеждались, что смена струй может быть любой, когда дело касается мощности. Слишком много или слишком мало может означать потери мощности, поэтому рекомендуется взять реактивный комплект Холли и немного поэкспериментировать. Увеличивайте размер струи за раз и посмотрите, что у вас получится, сначала с первичных, а затем вторичных.Всегда лучше ошибиться в пользу более богатых, чем более худых. Если вы теряете мощность по мере того, как становитесь богаче, начните двигаться назад на один размер струи за раз. Посмотрите на свечу зажигания сразу после выключения дроссельной заслонки при полностью открытой дроссельной заслонке, чтобы определить план действий.

Если вы используете карбюратор с сеткой на топливной магистрали у топливного бака, снимите ее, пока находитесь там. Топливного фильтра на линии достаточно, и он не помешает подаче топлива.

10. Головка блока цилиндров

Было время, когда выбор головки блока цилиндров был явно скромным для тех, кто задавался вопросом, как повысить производительность двигателя.Сегодня отбор совершенно греховен. Хорошая замена головки блока цилиндров даст вам больше мощности, если вы все сделаете правильно. Больше не всегда значит лучше. Чтобы принять обоснованное решение, посмотрите на размер клапана и порта, а также на показатели расхода.

Помните, вам нужен крутящий момент на улице, который требует хорошей скорости впуска в сочетании с совместимой продувкой выхлопа. Чтобы попасть туда, вам не нужны огромные клапаны и гигантские порты. Вам также нужен профиль распределительного вала, который хорошо сочетается с головками цилиндров, что означает хорошее перекрытие и хороший импульс потока.

Определение мощности двигателя

«Как установить 75% мощности?» Это частый вопрос, который можно встретить в списках электронной почты и на веб-форумах. Это важный вопрос, на который нет простого ответа. В процедурах обкатки двигателя, рекомендованных производителями двигателей, указываются желаемые настройки мощности на период обкатки. Нам также необходимо знать мощность двигателя при выполнении крейсерских летных испытаний. Все POH для сертифицированных типов самолетов содержат полезные таблицы параметров мощности, но авиастроители-любители должны составлять свои собственные диаграммы мощности.В этой статье будут обсуждаться некоторые часто используемые способы определения мощности двигателя, а затем будет представлен способ точного определения мощности двигателей Lycoming с помощью анализа данных о расходе топлива после полета.

Таблицы мощности от производителя двигателя

Таблицы мощности, предоставляемые производителями двигателей с сертификатом типа, являются золотым стандартом при определении мощности двигателя, но эти графики имеют значительные ограничения, которые мы должны понимать. Ограничения должны быть указаны на полях диаграмм — внимательно прочтите их.Заявленные или подразумеваемые ограничения:

1. Смесь должна быть настроена на максимальную мощность.

2. Мощность диаграммы приведена для стандартной температуры. Если температура выше или ниже стандартной, необходимо применить температурные поправки, указанные в таблице.

3. График мощности для сухого воздуха. Если воздух влажный, мощность снизится.

Спонсор освещения авиасалона:

4. Конфигурация двигателя должна соответствовать модели двигателя, указанной в таблице. Любые изменения степени сжатия, системы зажигания или системы подачи топлива могут повлиять на производимую мощность.

5. Двигатель должен быть в хорошем состоянии. Двигатель с низкой компрессией, негерметичными клапанами, слабой системой зажигания и т. Д. Не сможет обеспечить мощность, указанную в таблице.

Рисунок 1: Схема мощности Lycoming IO-360-M1A (упрощенная для иллюстративных целей).

Диаграммы мощности производителя двигателя могут показаться очень сложными при первом взгляде на них. Пусть вас не пугают все эти строки. Если вы можете научиться строить самолет, вы можете научиться читать диаграммы мощности — это не ракетостроение. Даже летчик-истребитель может научиться читать диаграммы мощности (это была шутка — пилоты-истребители не нуждаются в диаграммах мощности, поскольку они используют только два положения дроссельной заслонки — полный форсаж и холостой ход).

На рис. 1 показана очищенная версия диаграммы мощности для двигателей серии Lycoming IO-360-M1A. Если у вас есть такой двигатель, вы можете найти таблицу в Руководстве по эксплуатации двигателя, которое вы должны были получить вместе с вашим двигателем. В левой части диаграммы показана мощность, вырабатываемая на уровне моря при стандартной температуре, как функция от числа оборотов в минуту и ​​давления в коллекторе (m.p.). Правая часть диаграммы показывает мощность при полном открытии дроссельной заслонки в зависимости от оборотов в минуту и ​​миль / мин. на разных высотах.

Для этого примера давайте определим мощность, производимую при максимальной мощности смеси при 2000 об / мин и 23,6 дюйма м.п. на высоте 2300 футов при температуре 14 F (-10 C). Начните с правой стороны графика, который показывает различные комбинации давления в коллекторе с полным дросселем в зависимости от числа оборотов в минуту при стандартной температуре. Найдите линию 2000 об / мин, а затем интерполируйте между линиями 22 и 24 дюйма, чтобы найти мощность для 23,6 дюйма м.п. при 2000 об / мин, которая обозначена как точка A в примере на диаграмме.Посмотрите налево, чтобы найти 109 л.с. Если вы пойдете прямо вниз, вы увидите, что эта комбинация оборотов в минуту и ​​давления в коллекторе, по прогнозам, произойдет при полном открытии дроссельной заслонки на высоте около 5900 футов.

Теперь перейдите к левой части диаграммы, которая показывает мощность, производимую на уровне моря при стандартной температуре. Точка B в этом примере указывает на 2000 об / мин и 23,6 дюйма м.п. Посмотрите вправо, чтобы увидеть, что эта установка мощности дает 97 л.с. на уровне моря при стандартной температуре. Теперь мы знаем, какая мощность будет выдаваться при 2000 и 23 об / мин.6 дюймов на уровне моря, а также на высоте 5900 футов. Следующим шагом является интерполяция, чтобы определить, какая мощность будет производиться на высоте 2300 футов.

Возьмите точку 97 л.с. на карте уровня моря слева и отметьте ее на правой карте. Это точка C. Вы увидите ее у левого края той части диаграммы, которая показывает уровень моря на шкале внизу.

Проведите прямую линию от точки C (97 л.с. на уровне моря) до точки A (109 л.с. на высоте 5900 футов). Найдите 2300 футов на шкале внизу и поднимитесь оттуда, чтобы увидеть, где эта высота пересекает линию, которую вы только что нарисовали — 102 л.с. (точка D в примере).Это прогнозируемая мощность при 2000 об / мин и 23,6 дюйма м.п. при стандартной температуре, в сухом воздухе, на высоте давления 2300 футов.

Примечание. Если ваш самолет имеет очень эффективную конструкцию воздушного фильтра / воздушной камеры и высокую крейсерскую скорость, вы можете обнаружить, что m.p. на полном газе выше, чем показано в правой части диаграммы мощности. В этом случае прямая линия между точками C и A будет продолжена дальше вверх и вправо, а точка D будет проходить вправо и вверх от точки A.

Температурная коррекция

На некоторых диаграммах мощности Lycoming в нижней части правой половины диаграммы показана линия, показывающая стандартную температуру (T _S ) в зависимости от высоты. Найдите 2300 футов, поднимитесь на линию, затем на шкалу слева. Вы увидите, что стандартная температура составляет 51 F (10,4 C). Примечание 4 в верхнем левом углу диаграммы предлагает два способа корректировки нестандартной температуры.

Формула поправки на температуру в Примечании 4, которая предполагает температуру в градусах Фаренгейта, выглядит так:

P = P _S * SQRT (460 + T _S /460 + T) [температуры в ˚F]

При использовании градусов Цельсия формула будет выглядеть так:

P = P _S * SQRT (273.15 + T _S / 273,15 + T) [температуры в ˚C]

Где
P = мощность при фактической температуре
P _S = мощность при стандартной температуре из диаграммы мощности
T = фактическая температура
T _S = стандартная температура

Примечание 4 также дает поправку на температуру «приблизительно 1% поправки на каждые 10 F отклонения от T _S ». Фактическая температура в нашем примере (14 F) на 37 F ниже, чем стандартная температура 51 F. Поправка составляет 1% на каждые 10 градусов, поэтому у нас есть поправка 3.7% от 102 л.с., или 4 л.с. Расчетная мощность 102 + 4 = 106 л.с. на сухом воздухе. Эта температурная поправка на 4 л.с. показана в точках E и F.

Таблицы мощности двигателя: Можно создавать электронные таблицы, имитирующие типичные диаграммы мощности. Таблицы диаграммы мощности двигателей для Lycoming O-360-AC, IO-360-A, -C и IO-540-D, -N, -R, -T и -V доступны по ссылкам, указанным в разделе онлайн-ресурсов. в конце статьи.

Коррекция влажности

Водяной пар в воздухе, т.е.е. влажность вытесняет другие составляющие. Более низкое содержание кислорода означает, что можно сжечь меньше топлива, поэтому вырабатывается меньше энергии. Линии давления в коллекторе на диаграммах мощности Lycoming предназначены для «давления в сухом коллекторе», то есть они действительны для полностью сухого воздуха. В реальном мире при некоторой влажности давление в коллекторе необходимо откорректировать до ввода диаграммы мощности.

Количество водяного пара в воздухе можно определить по точке росы. В таблицах ниже приведены поправки, которые необходимо применить к m.п. для различных значений точки росы. Например, если точка росы составляет 59 F (15 C), а давление в коллекторе составляет 29 дюймов, поправка составляет -0,5 дюймов, поэтому мы будем использовать температуру плавления. 28,5 дюймов при использовании диаграмм мощности.

Точка росы не может быть выше температуры воздуха, а температура воздуха обычно снижается с увеличением высоты. Таким образом, на высоте обычно меньше водяного пара, чем на уровне земли. Если воздух достаточно холодный, количество водяного пара, которое он может удерживать, настолько мало, что влияние на мощность незначительно.При 18 F (-8 C) даже полностью насыщенный воздух имеет давление пара всего 0,1 дюйма ртутного столба, что, вероятно, меньше, чем ошибка в нашем измерении температуры. датчики.

Мы можем определить точки росы на уровне земли по данным наблюдений за погодой в аэропортах. Точки росы на высоте найти труднее — лучший источник — данные аэрологического зондирования с метеозондных зондов, доступные во многих местах через Интернет. На веб-сайте Университета Вайоминга есть данные из многих мест по всему миру.

Вместо того, чтобы поправить м.п. перед использованием диаграммы мощности определите фактическое значение m.p. может использоваться для расчета мощности, тогда может быть применена следующая приблизительная поправка:

P = P _сухой * (((mp — P _h3O ) / mp) — 0,17) / (1 — 0,17)

Таблица поправки на влажность (C)

Где
P = мощность во влажном воздухе
P _сухой = мощность в сухом воздухе, из диаграммы мощности
mp = фактическое давление в коллекторе
P _h30 = M.P. поправка из таблиц ниже

Давление водяного пара и приблизительная поправка мощности для влажного воздуха также могут быть определены с помощью таблицы поправок на влажность, указанной в онлайн-ресурсах.

Влияние степени сжатия

Некоторые производители устанавливают в свои двигатели поршни с более высокой степенью сжатия, чтобы получить повышенную мощность. Степень сжатия — один из основных факторов, определяющих тепловой КПД двигателей внутреннего сгорания. Чем выше степень сжатия, тем большее количество энергии будет произведено при сгорании данного количества воздуха и топлива. Диаграммы мощности производителя двигателя действительны только в том случае, если степень сжатия соответствует указанной в таблице для модели двигателя.Если мы изменили степень сжатия нашего двигателя, мы можем внести приблизительные поправки в мощность из диаграммы мощности, используя теоретическое соотношение между эффективностью и степенью сжатия.

P ₂ = P ₁ * (1 — CR ₂ ^-0,27 ) / (1 — CR ₁ ^-0,27 )

Где

P ₁ = мощность с оригиналом степень сжатия
P ₂ = мощность с новой степенью сжатия
CR ₁ = исходная степень сжатия
CR ₂ = новая степень сжатия

Например, если бы у нас был 150-сильный O-320 с 7 .Степень сжатия 0: 1, и мы установили поршни со степенью сжатия 8,5: 1, прогнозируемая мощность с поршнями с более высокой степенью сжатия составляет:

P2 = 150 * (1 — 8,5 ^-0,27 ) / (1 — 7,0 ^-0,27 ) = 161

Таблица поправки на влажность (F)

Руководства по эксплуатации для пилотов

Мы также можем посмотреть диаграммы мощности в POH для сертифицированных типов самолетов, но они полезны только для самолетов с винтами постоянной скорости. Если у нас есть винт с фиксированным шагом, мы не сможем использовать логику: «На Cessna 172 XXXX об / мин дает 75% мощности, так что это должно работать и на моем самолете.Фактически, если мы хотим определенной скорости вращения, давление в коллекторе, необходимое для достижения этой скорости, будет значительно варьироваться в зависимости от шага винта, величины лобового сопротивления нашего самолета и т. Д. Величина производимой мощности изменяется при изменении давления в коллекторе. Использование оборотов в минуту для установки мощности работает на сертифицированных самолетах, потому что производитель провел испытания, чтобы определить, сколько миль / мин. после стабилизации в горизонтальном полете потребуется достичь заданных оборотов. Это возможно, потому что они знают, какой винт будет установлен и какое сопротивление имеет самолет.

Хотя большинство сертифицированных самолетов с винтами фиксированного шага не имеют манометров в коллекторе, они могут быть очень полезны. Например, после достижения крейсерской высоты намного проще установить мощность с помощью MP. манометра, чем это необходимо, чтобы установить его с об / мин, так как частота вращения изменяется с изменением воздушной скорости, но m.p. почти постоянно, мало меняется при изменении скорости. Наличие т. П. Датчик также позволяет определять мощность с помощью диаграмм мощности.

Практическое правило об / мин / 100 + давление в коллекторе

Некоторые люди, использующие двигатели Lycoming, используют практическое правило, основанное на оборотах в минуту и ​​в метрах.п. для определения настроек мощности для получения желаемого процента мощности. Согласно этому часто цитируемому, очень простому практическому правилу, если число оборотов в сотни и выше. в дюймах ртутного столба получается 48, тогда вы получаете 75% мощности. Например, 2500 об / мин и 23 дюйма м.п., это 25 + 23 = 48. Если сумма 45, это 65% мощности, а сумма 42 предположительно дает 55% мощности.

Это было бы замечательное практическое правило, если бы оно работало. Проблема в том, что диаграммы мощности показывают, удерживаем ли мы обороты и скорость вращения. постоянная, мощность меняется при изменении высоты.Мощность также зависит от температуры, и соотношение между оборотами в минуту и ​​мощностью различно для Lycomings с угловым и параллельным клапанами. Таким образом, любое практическое правило, игнорирующее высоту, температуру и модель двигателя, будет иметь ошибки. Например, рассмотрим мощность, вырабатываемую в соответствии с диаграммами мощности Lycoming для O-360-A и

IO-360-A при различных оборотах в минуту и ​​м.п. что дает сумму 48.

Опора с фиксированным шагом

Многие люди, строящие самолеты с опорами фиксированного шага, не устанавливают m.п. калибра, так как они не нужны строго для управления самолетом. Это нормально работает на сертифицированных самолетах, так как производитель знает, какой именно моделью двигателя и пропеллером оснащен самолет, и провел летные испытания, чтобы определить, сколько m.p. это необходимо для стабилизации на желаемых оборотах в крейсерском режиме. Зная соотношение между максимальной скоростью, об / мин и скоростью для этой комбинации самолет / двигатель / винт, производитель создал диаграмму, показывающую, какие обороты необходимо установить для достижения желаемой настройки мощности.Это нормально работает на сертифицированных самолетах, где все самолеты каждой модели по сути идентичны. Но каждый самолет любительской постройки по сути уникален, поэтому обороты, обеспечивающие заданную мощность на одном самолете, будут неправильными на другом. Но если вы предусмотрительно установили м.п. манометр, у вас есть информация, необходимая для использования диаграммы мощности.

Диаграммы мощности определенно могут вызвать у вас головную боль. Но как только вы освоитесь, определить мощность двигателя проще, чем вы думаете.

Приблизительный расчет мощности на основе расхода топлива

Если мы работаем на смеси с максимальной мощностью, удельный расход топлива на тормоз (BSFC) должен составлять порядка 0,5 фунта / л.с. в час, если степень сжатия двигателя составляет 8,5: 1 или 8,7: 1, или примерно 0,54 фунта / л.с. в час, если степень сжатия составляет 7,0: 1. Avgas весит около 6 фунтов / галлон, поэтому можно ожидать около 12 л.с. на каждый литр топлива в час, если степень сжатия составляет 8,5: 1. Расход топлива в 10 галлонов в час подразумевает мощность в 120 л.с., если используется смесь для максимальной мощности, или 66% мощности, если это двигатель мощностью 180 л.с.Если у двигателя степень сжатия 7,0: 1, мощность, вырабатываемая при оптимальной мощности смеси, составляет примерно 11 л.с. на каждый литр топлива в час.

Если мы работаем на обедненном пике EGT, BSFC должен быть порядка 0,4 фунта / л.с. в час. Мы можем получить очень приблизительную мощность, умножив расход топлива в галлонах в час на 15.

Lycoming Power from Fuel Flow

Много лет назад инженеры Lycoming разработали метод определения мощности двигателя на основе данных о расходе топлива (исходный исходный документ доступен по ссылке, указанной в разделе «Интернет-ресурсы»).Этот метод, действующий как для богатых, так и для бедных смесей с пиковым EGT, был предназначен как средство для определения мощности в установившемся режиме во время летных испытаний (постоянная высота, частота вращения, расход топлива и т. Д.) С использованием послеполетных испытаний. анализ записанных вручную данных. Он не подходит для использования в режиме реального времени в полете и не подходит для определения мощности двигателя в динамических условиях, таких как взлет или набор высоты.

Для этого метода требуются точные показания расхода топлива, числа оборотов в минуту и ​​четырехцилиндрового EGT.Он требует длительной работы на пиковом EGT, поэтому не подходит для условий высокой мощности. Метод вычисляет мощность, развиваемую в цилиндрах, затем вычитает мощность, потерянную на трение. Испытания на самолете автора показали хорошую корреляцию между расчетной мощностью и скоростью в широком диапазоне потоков топлива, так что этот метод, похоже, дает правильное изменение мощности в зависимости от смеси, как богатой, так и бедной, в пиковой EGT.

Во-первых, разработайте повторяемые методы наклона для операций ROP и LOP и предложите настройки мощности (об / мин и мин.п. в зависимости от высоты) для крейсерского полета. Затем проведите летные испытания крейсерской мощности, установив частоту вращения и максимальную скорость, затем отрегулируйте смесь до пикового EGT. Запишите число оборотов, миль / мин и расход топлива на пике EGT, высоте и OAT. Затем, не перемещая рычаги управления дроссельной заслонкой или винтом, отрегулируйте смесь до желаемой ROP или LOP и запишите расход топлива.

После полета рассчитайте мощность в каждой контрольной точке на основе расхода топлива, используя электронную таблицу, указанную в онлайн-ресурсах. Наконец, пересмотрите предложенную таблицу настроек крейсерской мощности, чтобы приблизиться к целевому проценту мощностей.Повторяйте процесс до тех пор, пока таблица крейсерских мощностей не покажет намеченный целевой процент мощности.

Калибровка индикатора расхода топлива: Точность этого метода зависит от точности индикатора расхода топлива, поэтому необходимо соблюдать особую осторожность при настройке постоянной калибровки расходомера топлива. Чтобы откалибровать указатель расхода топлива, заполните топливные баки. Затем запишите топливо, использованное в каждом полете, измеренное системой подачи топлива, и количество добавленного топлива. Просуммируйте оба значения по множеству рейсов и сравните их.Продолжайте регулировать калибровку расходомера топлива постоянной до тех пор, пока указанное количество топлива, израсходованного за 10 часов полета, не будет в пределах 1% от топлива, добавленного после этих полетов. Недостаточно делать это в отдельных полетах, так как каждый раз сложно заправлять баки до одного и того же уровня. См. В разделе «Интернет-ресурсы» электронную таблицу для расчета поправок к постоянной калибровки расходомера топлива.

Индикатор мощности EFIS

Многие современные устройства EFIS можно настроить для отображения процента мощности двигателя от номинальной.Ранние реализации полагались на вводимые пользователем таблицы оборотов в минуту, миль / ч, высоты и мощности, взятые из диаграмм мощности, и, таким образом, были действительными только при работе на смеси для достижения максимальной мощности. Некоторые современные EFIS включают расход топлива в расчет мощности и пытаются определить, работает ли двигатель на ROP или LOP.

Невозможно узнать, насколько точен индикатор мощности EFIS в процентах, без проведения летных испытаний. Для оценки точности отображаемой мощности в процентах можно использовать следующую предлагаемую программу испытаний:

1.Тщательно откалибруйте индикацию расхода топлива за несколько полетов, как описано выше.

2. Установите частоту вращения и скорость вращения. для настройки мощности примерно 75%.

• Установите смесь для максимальной мощности.
• Запишите число оборотов в минуту, миль / с, высоту, OAT и мощность EFIS в процентах.
• Повторите то же самое с другими комбинациями оборотов, миль и высоты, дающих примерно 75% мощности.
• После полета используйте диаграмму мощности производителя двигателя, чтобы определить мощность для каждой из контрольных точек, включая любую поправку OAT, и сравнить с мощностью в процентах EFIS.

3. Установите частоту вращения и m.p. для настройки мощности примерно 65%.

• Установите смесь для пика EGT.
• Запись оборотов в минуту, миль / ч, расхода топлива, высоты, OAT и мощности EFIS в процентах.
• Установите смесь для максимальной мощности и запишите те же элементы данных.
• Установите LOP смеси, если двигатель будет работать плавно, и запишите те же элементы данных.
• Повторить с другими об / мин, т.пл. и комбинации высот, дающие приблизительно 65% или меньше мощности.
• После полета используйте диаграмму мощности производителя двигателя, чтобы определить мощность для каждой из контрольных точек со смесью для получения наилучшей мощности, включая любую коррекцию OAT, и сравнить с мощностью в процентах EFIS.Если самолет оснащен двигателем Lycoming (или клоном), используйте метод Lycoming Power from Fuel Flow для расчета мощности в каждом состоянии и сравнения с мощностью в процентах EFIS.

Зависимость мощности от плотности Высота

Многие пилоты предполагают, что мощность изменяется точно в зависимости от высоты по плотности, и они тщательно выбирают испытательную высоту, чтобы достичь заданной высоты по плотности для испытания. Однако, если мы проверим различные комбинации условий в диаграммах мощности производителя, мы увидим, что мощность не зависит в точности от высоты плотности.Например, давайте рассмотрим два условия на 10 ° C теплее и холоднее, чем при стандартной температуре, при высоте плотности 7500 футов. Барометрические высоты и OAT составляют 8715 футов / -12,3 ° C и 6340 футов / + 12,4 ° C. У нас есть быстроходный самолет с эффективной системой впуска воздуха, и обычно мы достигаем крейсерского давления в коллекторе, равного давлению окружающей среды. Таким образом, наш m.p. будет 21,6 дюйма на высоте 8715 футов и 23,7 дюйма на высоте 6340 футов, и мы используем 2300 об / мин. График мощности O-360-A с поправкой на нестандартные температуры предсказывает мощность 139.9 л.с. (77,7%) на высоте 6340 футов и 133,3 л.с. (74,1%) на высоте 8715 футов. Различия в мощности между этими двумя условиями приведут к различию TAS, даже если высота по плотности одинакова. Это поднимает очевидный вопрос о том, как проводить крейсерские испытания в реальных условиях, когда температура не одинакова каждый день. Эта проблема будет рассмотрена в следующей статье, посвященной тестированию круизных характеристик.

Вывод

Хватит трепа про мощность.Двигатели стоп! Теперь вы можете заточить карандаши и поразить друзей своим мастерством подбирая значения мощности до второго десятичного знака в таблицах мощности двигателей. Надеюсь, вам повезло с двигателем, диаграмма мощности которого имеет красивые четкие линии, а не слишком часто копируемые нечеткие линии, которые вы найдете на некоторых диаграммах мощности.

Что такое гидроагрегаты и как они работают?

Что такое гидроагрегаты?

Гидравлические силовые агрегаты (иногда называемые гидравлическими силовыми агрегатами) — это автономная система, которая обычно включает в себя двигатель, резервуар для жидкости и насос.Он работает для приложения гидравлического давления, необходимого для привода двигателей, цилиндров и других дополнительных частей данной гидравлической системы.

Как работает гидравлический силовой агрегат?

Гидравлическая система использует замкнутую жидкость для передачи энергии от одного источника к другому и последующего создания вращательного движения, линейного движения или силы. Блок питания / блок обеспечивает мощность, необходимую для этой передачи жидкости.

В отличие от стандартных насосов, в гидроагрегатах используются многоступенчатые системы наддува для перемещения жидкости, и они часто включают устройства контроля температуры.Механические характеристики и технические характеристики гидроагрегата определяют тип проекта, для которого он может быть эффективным.

Некоторые из важных факторов, влияющих на работу гидроагрегата, — это пределы давления, мощность и объем резервуара. Кроме того, важны его физические характеристики, включая размер, источник питания и мощность накачки. Чтобы лучше понять принципы работы и конструктивные особенности гидравлической силовой установки, может быть полезно взглянуть на основные компоненты стандартной модели, используемой в промышленных гидравлических системах.

Компоненты конструкции гидравлического силового агрегата / агрегата

Большой и прочный гидравлический силовой агрегат, созданный для работы в различных условиях окружающей среды, будет иметь множество конструктивных характеристик, отличных от типичной насосной системы. Некоторые из стандартных конструктивных особенностей включают:

• Аккумуляторы: Это емкости, которые можно прикрепить к гидравлическим приводам. Они собирают воду из насосного механизма и предназначены для создания и поддержания давления жидкости в дополнение к насосной системе двигателя.
• Мотор-насосы: Гидравлический силовой агрегат может быть оборудован одним мотор-насосом или несколькими устройствами, каждое из которых имеет собственный гидроаккумулирующий клапан. В системе с несколькими насосами обычно работает только один.
• Емкости: Емкость представляет собой резервуар, рассчитанный на достаточный объем, чтобы жидкость из труб могла стекать в него. Аналогичным образом, иногда может потребоваться слить исполнительную жидкость в резервуар.
• Фильтры: Фильтр обычно устанавливается в верхней части резервуара.Это автономный байпасный агрегат с собственным двигателем, насосом и фильтрующим устройством. Его можно использовать для наполнения или опорожнения бака путем активации многоходового клапана. Поскольку они автономны, фильтры часто можно заменять во время работы блока питания.
• Охладители и нагреватели: Как часть процесса регулирования температуры, охладитель воздуха может быть установлен рядом или за фильтрующим блоком, чтобы предотвратить повышение температуры выше рабочих параметров. Аналогичным образом, система отопления, такая как нагреватель на масляной основе, может использоваться для повышения температуры, когда это необходимо.
• Контроллеры силовых агрегатов: Гидравлический контроллер — это интерфейс оператора, содержащий переключатели питания, дисплеи и функции мониторинга. Он необходим для установки и интеграции силового агрегата в гидравлические системы, и обычно его можно найти подключенным к силовому агрегату.

Как выбрать гидравлические силовые двигатели

Источником мощности или первичным двигателем, связанным с большинством гидравлических силовых агрегатов, является двигатель, который обычно выбирается на основе его скорости, уровня крутящего момента и мощности.Двигатель, размер и возможности которого дополняют характеристики гидравлического силового агрегата, может минимизировать потери энергии и повысить экономическую эффективность в долгосрочной перспективе.

Критерии выбора двигателя зависят от типа используемого источника питания. Например, электродвигатель имеет начальный крутящий момент, намного превышающий его рабочий крутящий момент, но дизельные и бензиновые двигатели имеют более равномерную кривую зависимости крутящего момента от скорости, обеспечивая относительно стабильное количество крутящего момента как на высоких, так и на низких скоростях вращения.Следовательно, двигатель внутреннего сгорания может приводить в действие нагруженный насос, но не обеспечивать достаточную мощность, чтобы довести его до рабочей скорости, если он не согласован надлежащим образом с гидравлической силовой установкой.

Размер двигателя

Как показывает практика, номинальная мощность дизельного или бензинового двигателя, используемого с гидравлической силовой установкой, должна быть как минимум вдвое выше, чем у электродвигателя, подходящего для той же системы. Однако стоимость электроэнергии, потребляемой электродвигателем в течение срока его службы, обычно превышает стоимость самого двигателя, поэтому важно найти устройство соответствующего размера, которое не будет тратить впустую потребление энергии.Если давление нагнетания и расход жидкости установлены на постоянное значение, размер двигателя можно измерить по следующим параметрам:

• Мощность

• Галлонов в минуту

• Давление, измеряемое в фунтах на квадратный дюйм (psi)

• КПД механической откачки

В некоторых случаях гидравлическая система может требовать различных уровней давления на разных этапах процесса откачки, а это означает, что мощность в лошадиных силах может быть рассчитана как среднеквадратичное значение (среднеквадратичное значение), и для проекта может быть достаточно двигателя меньшего размера.Однако двигатель по-прежнему должен соответствовать требованиям крутящего момента для самого высокого уровня давления в цикле. После расчета среднеквадратичного и максимального крутящего момента (включая начальный и рабочий уровни) их можно сопоставить с диаграммами характеристик производителя двигателя, чтобы определить, является ли двигатель необходимым размером.

Мощность электродвигателя

Электродвигатели и двигатели внутреннего сгорания, такие как дизельные или бензиновые двигатели, демонстрируют различные характеристики крутящего момента, что определяет их различную мощность.Типичный трехфазный электродвигатель начинает свою рабочую последовательность с вращения ротора. Когда ротор ускоряется, уровень крутящего момента немного падает, а затем снова увеличивается, когда вращение достигает определенной скорости вращения. Это временное падение называется «тяговым моментом», а максимальное значение — «крутящим моментом пробоя». Когда частота вращения ротора превышает допустимый уровень, крутящий момент резко уменьшается. Кривая зависимости крутящего момента от скорости электродвигателя остается примерно одинаковой независимо от мощности, и он обычно работает с полной нагрузкой, но ниже точки поломки, чтобы снизить риск остановки.

Мощность бензиновых и дизельных двигателей

Двигатели внутреннего сгорания имеют существенно другую кривую зависимости крутящего момента от скорости с меньшими колебаниями крутящего момента. Как правило, дизельные и бензиновые двигатели должны работать на более высоких скоростях, чтобы достичь необходимого крутящего момента для привода насоса. Номинальная мощность в лошадиных силах примерно в два с половиной раза выше, чем у аналога электродвигателя, обычно требуется, чтобы двигатель внутреннего сгорания достиг уровней крутящего момента, необходимых для гидравлической силовой установки.Производители обычно рекомендуют, чтобы бензиновые или дизельные двигатели работали непрерывно только на части их максимальной номинальной мощности, чтобы продлить срок службы двигателя, а поддержание крутящего момента ниже максимального уровня часто может улучшить топливную экономичность.

Процесс работы гидроагрегатов

Когда гидравлический силовой агрегат начинает работать, шестеренчатый насос вытягивает гидравлическую жидкость из бака и перемещает ее в аккумулятор. Этот процесс продолжается до тех пор, пока давление в гидроаккумуляторе не достигнет заданного уровня, после чего зарядный клапан переключает насосное действие, чтобы начать циркуляцию жидкости.Это заставляет насос выпускать жидкость через заправочный клапан обратно в резервуар при минимальном давлении. Специальный односторонний клапан предотвращает вытекание жидкости из аккумулятора, но если давление падает на значительную величину, заправочный клапан снова активируется, и аккумулятор заполняется жидкостью. Далее по линии клапан пониженного давления регулирует поток масла, поступающего к исполнительным механизмам.

Если аккумулятор оборудован устройством быстрого хода, его можно подключить к другим аккумуляторам, чтобы они также могли заряжать давление.Часто в комплект входит автоматический термостат или вентилятор, чтобы помочь снизить повышение температуры. Если жидкость в системе начинает перегреваться, переключатель температуры может отключить мотопомпу, что также может помочь наполнить бак, если уровень жидкости в нем слишком низкий. Если гидравлический силовой агрегат имеет несколько насосов с электродвигателем, реле потока может переключать их в случае уменьшения подачи жидкости. Реле давления могут использоваться для регулирования давления в гидроаккумуляторе, а система мониторинга может предупреждать операторов, когда давление упало слишком низко, что повышает риск отказа силового агрегата.

Прочие гидравлические изделия

Больше от компании Electric & Power Generation

Двигатель внутреннего сгорания для производства электроэнергии — Введение

Wärtsilä Online Область Wärtsilä Global Глобальная контактная информация

• Аргентина
• Австралия
• Азербайджан
• Бангладеш
• Бразилия
• Болгария
• Канада
• Чили
• Китай
• Колумбия
• Кипр
• Дания
• Доминиканская Республика
• Эквадор
• Эстония / Прибалтика

• Финляндия
• Франция
• Германия
• Греция
• Венгрия
• Индия
• Индонезия
• Италия
• Япония
• Кения / Восточная Африка
• Корея
• Малайзия
• Мексика
• Марокко
• Нидерланды

• Норвегия
• Пакистан
• Панама
• Папуа-Новая Гвинея
• Перу
• Филиппины
• Польша
• Португалия
• Пуэрто-Рико / Карибские острова
• Румыния
• Россия
• Саудовская Аравия
• Сенегал / Западная Африка
• Сингапур
• Южная Африка

• Испания
• Шри-Ланка
• Швеция
• Швейцария
• Тайвань
• Турция
• ОАЭ / Ближний Восток
• Соединенное Королевство
• США
• Венесуэла
• Вьетнам

• английский

• Около
• Карьера
• Инвесторам
• Средства массовой информации
• Устойчивость
• Связаться с нами

• Дом
• морской
  • Потребительские сегменты
    • Морское путешествие
    • Паром
      • Паромы с нулевым выбросом
    • Ловит рыбу
    • Торговец
      • Контейнеровозы
      • Газовозы
      • Танкеры
      • Балкеры
      • Грузовые суда
      • Суда РО-РО PCTC
    • Флот
    • Офшор
    • Специальные суда
    • Буксиры
    • Яхты
    • Ссылки
      • Морское путешествие
        • AIDAvita
        • AIDAvita — Техническое обслуживание турбокомпрессора
        • Карнавальная гордость
        • Гармония морей
        • Оазис морей
        • Королева Мэри II
        • Тренинг для RCCL
      • Паром
        • Балеария на СПГ
        • Балтикборг и Ботниаборг
        • BC Ferries
        • Пункт назначения Готланд
        • Экспресс 4
        • Finnlines
        • М.Ф. Фольгефонн
        • Франциско
        • Hammershus
        • MS Helgoland
        • Святой Иоанн Павел II
        • СуперСкорость 2
        • Tallink
        • Линия Викинга
        • Гибридный автомобиль Finnlines RoRo
        • Хейлз Трофи
        • Два парома Hankyu
        • Натчан Рера
        • Скоростной паром Экспресс 5
      • Ловит рыбу
      • Торговец
        • Арклоу Шиппинг
        • М.В. Арвика
        • Атлантическая Контейнерная Линия
        • Контейнеровозы VII
        • Даная К.
        • Быстрый Джеф
        • Гашем Белуга
        • Хапаг Ллойд
        • Промышленный шкипер
        • Халид Фарадж Шиппинг
        • Ла Манча
        • MSC Париж
        • MV Pontica
        • Пак Алкайд
        • Газовый журнал с соглашениями о жизненном цикле
      • Флот
        • Саад Субахи Класс
        • HSV2 Swift
      • Офшор
        • Харви залив
        • Гигант Северного моря
        • Быстрое бурение
        • Вестланд Лебедь
        • Принцесса викингов
      • Специальные суда
        • Rolldock Storm
        • UKD Marlin
      • Буксиры
      • Яхты
        • Балтийские Яхты
        • Суперяхта ЯС
  • Построить
    • Автоматизация
      • Автоматизация
        • Wärtsilä NACOS VALMATIC Platinum
        • Wärtsilä NACOS MCS Platinum
        • Wärtsilä NACOS PCS Platinum
      • Технологии измерения и контроля
        • Блок управления двигателем Wärtsilä
        • Уровень Wärtsilä Smart EP
        • Светофоры Wärtsilä
        • Уровень Wärtsilä Smart VS
        • Система дистанционного управления клапанами Wärtsilä
        • Пилотная система флота Wärtsilä
      • Контроль и мониторинг земснаряда
        • Системы контроля и мониторинга земснаряда
    • Управление балластными водами
      • Wärtsilä Aquarius EC BWMS
      • Wärtsilä Aquarius UV BWMS
    • DP и интеллектуальные датчики
      • SmartPredict
      • Джойстик Wärtsilä с контролем направления
      • Wärtsilä NACOS DP Platinum
      • Управление подруливающим устройством Wärtsilä
      • Артемида
      • CyScan AS
      • Эталонный блок движения
      • РадаСкан
      • Просмотр RadaScan
      • RangeGuard
      • SceneScan
    • Двигатели и генераторные установки
      • Гибридные решения
        • Гибридный
          • Wärtsilä HY
      • Дизельные двигатели
        • Wärtsilä 14
        • Wärtsilä 20
        • Wärtsilä 26
        • Wärtsilä 31
        • Wärtsilä 32
        • Wärtsilä 46F
      • Двухтопливные двигатели
        • Wärtsilä 20DF
        • Wärtsilä 31DF
        • Wärtsilä 34DF
        • Wärtsilä 46DF
        • Wärtsilä 50DF
      • Двигатели на чистом газе
        • Wärtsilä 31SG
      • Генераторные установки
        • Wärtsilä Auxpac 20
        • Электрогенераторы Wärtsilä
      • Тихоходные двигатели RTA и RT-flex
      • Вспомогательные системы двигателей Wärtsilä
      • Снижение выбросов NOx
        • Редуктор NOx Wärtsilä (NOR)
    • Развлекательные и световые решения
      • Аудио
        • Wärtsilä Audio
      • Освещение
        • Архитектурное освещение Wärtsilä
        • Система динамического освещения Wärtsilä
      • видео
        • Wärtsilä Broadcast
        • Светодиодные экраны Wärtsilä
        • Wärtsilä Digital Signage
    • Выхлопная обработка
      • Снижение выбросов SOx
        • Конструкции скрубберных систем
    • Производство пресной воды
      • Многоступенчатые испарители мгновенного действия Wärtsilä
      • Одноступенчатые системы опреснения воды Wärtsilä
      • Горизонтальные испарители с внутренней трубкой Wärtsilä
      • Обратный осмос Wärtsilä
    • Газовые решения
      • GasBassadors
      • Системы обработки газовых грузов
        • Wärtsilä Cargo Handling для малых газовозов СПГ
        • Система обработки грузов Wärtsilä для этилена / газовозов
        • Система обработки грузов Wärtsilä для газовозов с полным давлением
        • Система обработки грузов Wärtsilä для полностью рефрижераторных газовозов
        • Система обработки грузов Wärtsilä для полурефрижераторных газовозов
        • Проект судов и грузовых танков Wärtsilä
      • Система восстановления ЛОС
      • Системы инертного газа
        • Дымовой газ Wärtsilä
        • Генераторы инертного газа Wärtsilä для газовозов
        • Генераторы инертного газа Wärtsilä для танкеров
        • Системы Wärtsilä Mult-Inert ™
        • Генераторы азота Wärtsilä
        • Морские установки инертного газа Wärtsilä
      • Система подачи топливного газа
        • Блок газовых клапанов
        • LNGPac
      • Сжижение и повторное сжижение BOG
        • Установки СПГ — технология сжижения в миниатюрном масштабе
        • Заводы СПГ — технология сжижения малых объемов
        • Wärtsilä BOG Повторное ожижение
      • Регазификация СПГ Wärtsilä
      • Системы управления танками
        • Wärtsilä Whessoe Система измерения СПГ и СПГ в резервуарах
        • Гидравлическая система аварийного отключения
      • Биогазовые решения
        • Обновление биогаза
          • Инновации в модернизации биогаза
          • Биогаз процветает в Дании
          • Европе нужно больше биогаза
        • ЕГЭ Биогаз
        • Биокрафт ЛБГ
        • VEAS
        • Tekniska Verken
      • Модернизированный газовоз LFSS
      • Грузовая система СПГ для бункеровочной баржи
      • Система подачи топлива Wärtsilä LPG
    • Навигация и общение
      • Коммуникационные системы для решений связи
        • Коммуникационные системы для решения связи
          • Доступные продукты
          • Услуги по добавлению стоимости
          • Глобальное покрытие
        • Охранные системы
        • Системы безопасности
        • Информационно-развлекательная система
          • Информационно-развлекательная система Wärtsilä
      • Встроенное управление мостом
        • Wärtsilä NACOS Platinum
      • Навигация
        • Wärtsilä NACOS CONNINGPILOT Platinum
        • Wärtsilä NACOS DATAPILOT Platinum
        • Wärtsilä NACOS ECDISPILOT Platinum
        • Wärtsilä NACOS MULTIPILOT Platinum
        • Wärtsilä NACOS RADARPILOT Platinum
        • Твердотельный радар S-диапазона Wärtsilä NACOS Platinum
        • Wärtsilä NACOS TRACKPILOT Platinum
        • Wärtsilä VDR 4370
        • RS24
      • Датчики навигации
        • Wärtsilä R5 Supreme AIS
        • Wärtsilä BNWAS Platinum
        • Навигационная система Wärtsilä GNSS / (D) GNSS R5
        • Wärtsilä SATLOG SLS 4120
        • Wärtsilä SAM 4642
        • Wärtsilä SAM 4682
        • Wärtsilä SAM 4683
    • Системы питания
      • Электродвигатель
        • Электродвигательные установки
      • Распределение мощности
        • Прямое электрическое отопление Wärtsilä
      • Системы валовых генераторов
        • Генератор вала Wärtsilä
      • Береговая связь
        • Wärtsilä SAMCon
        • Беспроводная зарядка
      • Гибридная автоматизация
        • Система удаленного мониторинга и помощи (RMS)
        • Интегрированная система автоматизации Wärtsilä
        • Система управления питанием Wärtsilä
    • Движители и шестерни
      • Шестерни
        • 2-ступенчатая передача Wärtsilä
        • Двойная входная шестерня Wärtsilä
        • Шестерня с одним входом Wärtsilä
      • Пропеллеры
        • Встроенные гребные винты Wärtsilä (BUP)
        • Прибрежные и внутренние гребные винты Wärtsilä
        • Винты с фиксированным шагом Wärtsilä
        • Wärtsilä EnergoProFin
        • Wärtsilä EnergoFlow
      • Системы управления движением
        • Системы управления движением Wärtsilä
        • Wärtsilä EcoControl
      • Рули
        • Wärtsilä Energopac
      • Двигатели
        • Выдвижные подруливающие устройства Wärtsilä
        • Управляемые двигатели Wärtsilä
        • Поперечные подруливающие устройства Wärtsilä
        • Подводные регулируемые подруливающие устройства Wärtsilä
      • Гидроабразивы
        • Wärtsilä Midsize Waterjets
        • Модульные водоструйные установки Wärtsilä
      • Wärtsilä OPTI Дизайн
    • Решения для валопроводов
      • Уплотнения кормовой трубы с водяной смазкой Wärtsilä
        • Wärtsilä Enviroguard PSE и FSE
        • Wärtsilä Enviroguard MB и M4
        • Wärtsilä Enviroguard M
      • Wärtsilä уплотнения кормовой трубы с масляной смазкой
        • Уплотнение Wärtsilä Sternguard, работающее в воде
        • Wärtsilä Airguard
        • Система Wärtsilä Airguard (двухтрубная)
        • Wärtsilä Sandguard
        • Wärtsilä Dualguard
        • Wärtsilä Sternguard OLS
        • Wärtsilä Sternguard EK, EJ и EL
      • Гидравлические уплотнения Wärtsilä
      • Уплотнения перегородки Wärtsilä
      • Балка руля и уплотнения стабилизатора Wärtsilä
      • Электрическая гондола и уплотнения подруливающих устройств Wärtsilä
      • Подшипники кормовой трубы с масляной смазкой Wärtsilä
      • Подшипники кормовой трубы Wärtsilä с водяной смазкой
      • Подшипники промежуточного вала Wärtsilä
      • Упорные подшипники Wärtsilä
      • Подшипники руля и стабилизатора Wärtsilä
      • Система качества воды Wärtsilä
      • Система Wärtsilä Sea-Master
      • Кормовые трубы Wärtsilä
      • Гидравлическое оборудование Wärtsilä
    • Дизайн корабля
      • Паром
        • Маршрутные паромы
      • Рыболовные суда
        • Пелагические сосуды
        • Кормовые траулеры
      • Торговые суда
        • Контейнерные питатели
        • Газовозы
        • Танкеры
      • Морские суда
        • AHTS
        • ПСВ
        • Специализированные оффшорные суда
      • Специальные сосуды
        • Морской ветер
      • Буксиры
        • Буксиры СПГ
        • HY буксиры
      • Инженерные услуги
    • Гидролокаторы и военно-морская акустика
      • Гидролокаторы
        • Wärtsilä ELAC KaleidoScope
        • Wärtsilä ELAC LOPAS
        • Wärtsilä ELAC PILOS
        • Wärtsilä ELAC SCOUT
        • Wärtsilä ELAC VANGUARD
        • Wärtsilä ELAC HUNTER
      • Многолучевые системы
        • Wärtsilä ELAC SeaBeam 3050
        • Wärtsilä ELAC SeaBeam 3050 N
        • Wärtsilä ELAC SeaBeam 3030
        • Wärtsilä ELAC SeaBeam 3020
        • Wärtsilä ELAC SeaBeam 3020 ICE
        • Wärtsilä ELAC SeaBeam 3012
        • Wärtsilä ELAC SeaBeam 3012 ICE
      • Навигационные эхолоты
        • Wärtsilä ELAC DL 3000
        • Подводные лодки Wärtsilä ELAC VE 5900
        • Wärtsilä ELAC LAZ 5100
        • Wärtsilä ELAC LAZ 5200
      • Подводные системы связи
        • Wärtsilä ELAC UT 3000
        • Wärtsilä ELAC UT 2200
        • Wärtsilä ELAC SBE 1
        • Wärtsilä ELAC ST 30
      • Датчики и гидрофоны
    • Клапаны
      • Решения для приводных клапанов
      • Шар — на цапфе — трубопровод
      • Шар — на цапфе — плавающий
      • Клапаны-бабочки
      • Обратные клапаны
      • Ворота — сквозной канал
      • Ворота — Вафли
      • Ворота — Клин
      • Клапаны шаровые
    • Обработка отходов
      • Расширенная очистка сточных вод
        • Системы мембранного биореактора (MBR) Wärtsilä
      • Технология вакуумных систем
        • Система вакуумного сбора Wärtsilä
        • Вакуумные туалеты Wärtsilä
      • Обработка сухих отходов
        • Мусоросжигательный завод Wärtsilä
        • Сушилка Wärtsilä
        • Wärtsilä Переработка оборудования
      • Системы нефтесодержащих вод
        • Wärtsilä Bilge Water Guard
        • Сепараторы нефтесодержащих вод Wärtsilä
      • Обработка сточных вод
        • Wärtsilä модернизирует установку для очистки сточных вод super trident серии RTC
        • Очистные сооружения Wärtsilä
    • Онлайн-конфигуратор двигателя
  • Путешествие
    • Умное путешествие
    • электронная навигация
    • Отчетность по охране окружающей среды и соблюдению требований
    • Решение для эксплуатации флота
    • Навигационное оборудование и карты
    • Решения для моделирования и обучения
      • Технологические тренажеры
        • Симулятор машинного отделения Wärtsilä ERS 5000
        • Тренировочный выключатель высокого напряжения Wärtsilä
        • Симулятор обработки жидких грузов Wärtsilä (LCHS 5000 TechSim)
      • Симуляторы навигации и мостика
        • Симулятор ЭКНИС Wärtsilä
        • Симулятор рыбалки Wärtsilä
        • Симулятор Wärtsilä GMDSS
        • Симулятор ледовой навигации Wärtsilä
        • Применение Wärtsilä Naval
        • Оффшорный и DP-симулятор Wärtsilä
        • Симулятор реагирования на разливы нефти Wärtsilä
        • Приложения для исследований и разработок симулятора Wärtsilä NTPRO 5000
        • Симулятор поисково-спасательных операций Wärtsilä
        • Симулятор малого ремесла Wärtsilä
        • Буксир Wärtsilä, швартовка и внутренние перевозки
        • Симулятор выживания Wärtsilä
      • Инструменты разработки моделирования
        • Мастер моделей Wärtsilä
        • Виртуальная верфь Wärtsilä
      • Симуляторы систем движения судов Wärtsilä
      • Облачное моделирование
    • Решения по управлению движением судов
      • Системы наблюдения за прибрежной зоной
      • Оффшорные решения
      • Речные информационные системы
      • Решения для поиска и спасения
      • Службы движения судов
      • Wärtsilä Pilot PRO
    • Рейс и эффективность судна
    • Проект IntelliTug
    • Центр поддержки Wärtsilä Smart
    • Умный ход
  • Поддерживать
    • Запчасти
    • Услуги и мастерские
    • Услуги экспертизы
    • Решения жизненного цикла
    • Обновления жизненного цикла
    • Обслуживание 4-тактных двигателей
    • Обслуживание двухтактных двигателей
    • Экологические решения
    • Киберсервисы
    • Электрика и автоматика
    • Силовые установки
    • Решения для валопроводов
    • Услуги по турбокомпрессору
    • Услуги по обучению
    • Подводные услуги
    • Услуги газовых решений
    • Поиск услуг
  • Smart Marine
    • Умная система водоснабжения и канализации
    • Wärtsilä Operim
  • Вебинары
• Энергия
  • На пути к 100% возобновляемой энергии
    • Наше видение
    • Атлас 100% возобновляемых источников энергии
    • Оптимизация энергосистем
    • Power-to-X и топливо будущего
    • Впереди
    • Лаборатория энергетического перехода Wärtsilä
  • Исследуйте решения
    • Силовые установки двигателей
      • Газовые электростанции
        • Газовая электростанция Wärtsilä 34SG
        • Устойчивость сети Wärtsilä 34SG / аварийная газовая электростанция
        • Газовая электростанция Wärtsilä 50SG
        • Wärtsilä GasCube
        • LPG для энергии
      • Многотопливные электростанции
        • Устойчивость сети Wärtsilä 34DF / аварийная многотопливная электростанция
        • Многотопливная силовая установка Wärtsilä 34DF
        • Многотопливная силовая установка Wärtsilä 50DF
      • Электростанции на жидком топливе
        • Устойчивость сети Wärtsilä 32 / электростанция на аварийном жидком топливе
        • Wärtsilä 32 электростанции на жидком топливе
        • Wärtsilä 50 электростанций на жидком топливе
        • Wärtsilä OilCube
      • Биотопливные электростанции
      • Флексицикл и ТЭЦ
        • Комбинированные теплоэлектроцентрали (ТЭЦ)
        • Электростанции Flexicycle ™
        • Плавучие электростанции
      • Обзор генераторной установки электростанции
    • Гибридные силовые установки
    • Гидроуслуги
    • Управление проектами и финансирование
    • Каталог решений
    • Хранилище энергии
  • Эксплуатировать и поддерживать
    • Решения жизненного цикла
    • Обновления жизненного цикла
    • Запасные части и сервисное обслуживание
    • Области знаний

Поршневые двигатели Силовые установки

Мощность поршня

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) был усовершенствован и разработан в течение последних 100 лет для широкого спектра применений: от крошечных двигателей объемом 1 куб. См, приводящих в действие модели самолетов, до гигантских морских двигателей с выходной мощностью в десятки мегаватт.Поршневой двигатель с его компактными размерами и широким диапазоном выходной мощности и вариантов топлива является идеальным первичным двигателем для питания электроагрегатов (генераторных установок), используемых для обеспечения первичной энергии в удаленных местах или, в более общем смысле, для обеспечения мобильных и аварийных или резервных электроэнергия.

Приложения

Генераторные установки

предназначены для работы на фиксированных скоростях из-за необходимости обеспечивать выходное напряжение переменного тока фиксированной частоты.Монитор частоты вращения ротора обеспечивает индикацию выходной частоты генератора, которая передается обратно для управления клапаном подачи топлива, чтобы поддерживать постоянную частоту.

Напряжение также пропорционально скорости до тех пор, пока магнитная цепь не достигнет насыщения, когда скорость увеличения напряжения при увеличении скорости резко замедляется.

Выходной мощностью можно управлять с помощью регулятора с тиристорным управлением, который изменяет угол зажигания тиристора, который, в свою очередь, изменяет средний ток нагрузки.

• Первичная мощность

Большие дизельные генераторы используются для основных источников энергии

• Аварийное питание

Небольшие портативные генераторы, часто используемые для аварийного питания, могут работать на бензине (бензине) или дизельном топливе. Удаленные, неуправляемые приложения обычно имеют функцию автоматического запуска и остановки.

• Электротяга

Первый дизельный электрический гибридный автомобиль был запатентован в 1914 году Германом Лемпом. Он использовал электрическую тягу для системы трансмиссии, чтобы избежать использования сложных зубчатых передач, необходимых для передачи мощности дизельного ДВС на колеса во всем диапазоне скоростей поезда, поскольку электродвигатели могут работать в более широком диапазоне скоростей и с большей легкостью контролируется. Для этой цели использовались двигатели постоянного тока, а мощность постоянного тока обеспечивалась генератором постоянного тока, приводимым в действие дизельным двигателем.Современные дизельные электрики используют машины переменного тока, чтобы избежать использования ненадежных коммутаторов и щеток в двигателях и генераторах. Использование дизельной электроэнергии обеспечивает гибкую маршрутизацию и позволяет избежать затрат на дорогостоящую инфраструктуру воздушных проводов, необходимых для чистых электропоездов. Выходная электрическая мощность может составлять от 200 кВт для небольшого пассажирского автомобиля и до 2 МВт для большого грузового поезда.

• Когенерация

(См. Диаграмму для гибридных морских приложений.)

Принципы работы двигателя внутреннего сгорания

Двигатели внутреннего сгорания состоят из одного или нескольких цилиндров, каждый из которых уплотнен с одного конца и открыт с другого, в которых плотно прилегающие поршни могут перемещаться вверх и вниз. (См. Схему ниже) Двигатель получает свою мощность от сжигания сжатой топливовоздушной смеси в каждом из цилиндров по очереди. Топливо воспламеняется, когда поршень находится в верхней части своего хода, и расширение горящего газа перемещает поршень вниз.Возвратно-поступательное движение поршней преобразуется во вращательное движение коленчатым валом, который передает движущую силу требуемому приложению, в данном случае генератору. Воздух или топливовоздушная смесь вводится в цилиндр, когда поршень находится в самой нижней точке, а маховик на коленчатом валу обеспечивает импульс, заставляющий поршень двигаться вверх для его сжатия.

Поршень и шатун в поршневом двигателе образуют большую массу, которая ускоряется от нуля до очень высокой скорости и снова замедляется до нуля с каждым оборотом двигателя.(100 раз в секунду в двигателе, работающем при 6000 об / мин.) Это создает огромные силы на движущихся частях двигателя.

Многие методы подачи воздуха и топлива в цилиндры, управления зажиганием и удаления выхлопных газов были разработаны на протяжении многих лет. Двумя основными классами двигателей являются двигатели с искровым зажиганием или двигатели с циклом Отто и двигатели с воспламенением от сжатия или дизельные двигатели. Оба этих типа могут быть рассчитаны на четырехтактный или двухтактный режим работы.

Доступная мощность

Упрощенные уравнения, представляющие характеристики двигателя, предполагают, что рабочими веществами являются идеальные газы, все процессы обратимы и трение отсутствует.

Следующее идеализированное уравнение применимо как к двигателям Отто (искровое зажигание), так и к дизельным двигателям (воспламенение от сжатия), описанным ниже.

P = η _f м _a N Q _HV (F / A) / n _R

P = Выходная мощность двигателя

η _f = Эффективность преобразования топлива

м _a = Масса воздуха, вводимого в цилиндр (цилиндры) за цикл

N = Частота вращения коленчатого вала

Q _HV = Теплотворная способность топлива

(F / A) = Массовый расход топлива / Массовый расход воздуха

n _R = Число оборотов кривошипа на рабочий ход (2 для 4-тактных двигателей, 1 для 2-тактных двигателей)

Из уравнения видно, что выходная мощность пропорциональна массе воздуха, проходящего через двигатель (объем или рабочий объем цилиндров), скорости вращения, энергосодержанию топлива и скорости, с которой он потребляется, и все это можно напрямую измерить.

Выходной крутящий момент T также пропорционален мощности двигателя и уровню расхода топлива и определяется по формуле:

T = P / N

Эффективность преобразования топлива, которая влияет как на мощность двигателя, так и на крутящий момент, является более сложной и зависит от термического и механического КПД двигателя.

Эффективность преобразования энергии

Основной задачей двигателя внутреннего сгорания является преобразование химической энергии в механическую энергию путем сжигания топлива в цилиндре, а термодинамический КПД является мерой того, насколько хорошо он выполняет эту работу в идеальных условиях. Однако практические системы подвержены различным потерям, которые приводят к снижению общей эффективности двигателя при передаче механической энергии на коленчатый вал до удивительно низких значений.КПД может достигать 50% или более для больших дизельных двигателей, в которых используются системы рекуперации отработанного тепла, и всего 20% или 30% для более простых конструкций, таких как автомобильные электростанции и небольшие бытовые электростанции.

• Степень сжатия и термический КПД

  Эффективность сгорания может быть повышена за счет сжатия имеющихся молекул кислорода и топлива в очень маленькое пространство, что вместе с теплотой сжатия приводит к лучшему смешиванию и испарению топлива.γ-1

  , где r _v — степень сжатия двигателя, которая определяется как отношение между объемом, заключенным в цилиндре, и поршнем, когда поршень находится в нижней мертвой точке (НМТ), охватываемый объем цилиндром и поршнем, когда поршень находится в верхней мертвой точке (ВМТ).

  Гамма ( γ ) — отношение удельной теплоемкости при постоянном давлении ( C _p ) и постоянном объем ( C, _v ) рабочей жидкости (для большинства целей рабочей жидкостью является воздух, и трактуется как идеальный газ).Гамма-отношение для воздуха составляет 1,4. Чем сложнее молекулы газа, тем ниже гамма. Для топливной смеси, используемой в двигателе внутреннего сгорания, гамма обычно составляет 1,15 и 1,25

  Удельная теплоемкость C — это количество тепла на единицу массы, необходимое для повышения температуры на один градус Цельсия. Таким образом:

  C = Q / M * дельта T

  Где Q — приложенное тепло, M — масса образца, а Delta T — изменение температуры, которое возникает в результате.Это предполагает, что фазового перехода не происходит, поскольку тепло, добавляемое или отводимое во время фазового перехода, не изменяет температуру.

  Уравнение теплового КПД для идеального цикла Отто показано графически ниже. Он показывает, что термический КПД и, следовательно, мощность двигателя увеличиваются с увеличением степени сжатия, однако для степеней сжатия, превышающих 17

  , улучшения практически отсутствуют.

  Сжатие газа поршнем в цилиндре вызывает повышение температуры газа, и это повышение температуры увеличивается с увеличением степени сжатия.Поскольку сжатый газ представляет собой смесь воздуха с летучим топливом, он может самовоспламеняться без искры, когда летучее топливо достигает точки воспламенения до того, как поршень достиг вершины такта сжатия. Этот эффект называется преждевременным зажиганием и ограничивает максимальную степень сжатия двигателя с искровым зажиганием примерно до 12: 1

  .

  Степень сжатия двигателей с искровым зажиганием обычно находится в диапазоне от 8: 1 до 12: 1

  Однако дизельные двигатели, которые зависят от повышения температуры, вызванного сжатием для воспламенения топлива, а не искры, могут и должны работать при гораздо более высоких степенях сжатия.Они могут это сделать, потому что сжатый газ — это чистый воздух, и топливо не вводится, пока воздух не будет сжат.

  Для данной степени сжатия дизельный двигатель на самом деле немного менее эффективен, чем двигатель с циклом Отто, но дизель более чем компенсирует это, поскольку он работает с гораздо более высокими степенями сжатия.

  Степень сжатия дизельных двигателей обычно находится в диапазоне от 14: 1 до 25: 1

  Одним из недостатков двигателей с высокой степенью сжатия является то, что чем выше пиковые температуры газа в баллоне вызывают более высокие количество производимых оксидов азота.

• Соотношение воздух / топливо

  Процесс горения — это химическая реакция, при которой топливо окисляется (сжигается) кислородом воздуха. Для полного сгорания требуется определенный вес воздуха, чтобы окислить все топливо, не оставляя лишнего кислорода. Соотношение веса воздуха и топлива, необходимого для полного сгорания, называется стехиометрическим соотношением.

  Для бензина (бензина) стехиометрическое соотношение воздух / топливо составляет 14,7: 1, а в двигателе с циклом Отто задача карбюратора или системы впрыска топлива поддерживать это соотношение. Если соотношение воздух / топливо намного выше, чем значение стехиометрии, как в случае бедной смеси, трудно зажечь смесь свечой зажигания. Если передаточное число ниже, как в случае с богатой топливной смесью, часть топлива остается несгоревшей, и эффективность двигателя страдает.

  В отличие от этого, дизельные двигатели работают с переменным соотношением воздух / топливо. Это связано с тем, что воспламенение топлива вызвано высокой температурой, вызванной сжатием, а не искрой.

  Когда двигатель работает на холостом ходу, требуется лишь небольшое количество топлива, но камера сгорания всегда заполнена чистым воздухом перед впрыском топлива, так что соотношение воздух / топливо может достигать 60 или 100: 1.По мере увеличения нагрузки на двигатель для обеспечения мощности необходимо сжигать больше топлива, поэтому количество впрыскиваемого за цикл топлива должно соответственно увеличиваться, но количество воздуха, впрыскиваемого в цилиндр за цикл, остается постоянным, так что воздух / топливо соотношение снижено.

  Поскольку неэффективное смешивание топлива с воздухом, связанное с дизельными двигателями, приводит к неполному сгоранию и, как следствие, образованию частиц сажи при подаче с богатой топливной смесью, большинство дизельных двигателей должны работать на обедненной смеси используемого топлива стехиометрического значения.Таким образом, при одинаковом рабочем объеме дизельные двигатели без наддува не могут сжигать столько топлива, как эквивалентные двигатели с циклом Отто, что несколько снижает преимущество в эффективности, получаемое за счет их более высоких степеней сжатия.

• Потери энергии

Все тепло, которое выходит в виде выхлопа или попадает в радиатор, является потраченной впустую энергией.

Обычно 35% подаваемой тепловой энергии теряется в системе охлаждения и немного больше — через выхлоп. Неполное сгорание топлива приводит к дополнительным потерям. На трение приходится еще 5–6% потраченной энергии, и еще больше энергии используется для вращения различных вспомогательных насосов, вентиляторов и генераторов, необходимых для поддержания его работы.

См. Также Тепловые двигатели

Практическая выходная мощность

Практическая выходная мощность ограничена ограничениями по потоку воздуха из-за ограничений по размеру и форме впускных и выпускных каналов, эффективности смешивания топлива, скорости распространения пламени, трения, способности механических компонентов выдерживать высокое давление сжатия в цилиндры и чрезвычайно высокие силы инерции на совершающих возвратно-поступательное движение частях, включая шатуны и клапанные механизмы.

Рабочие характеристики типичного двигателя малого объема, которые являются результатом всех этих ограничений, показаны ниже.

Мощность и крутящий момент увеличиваются с увеличением частоты вращения двигателя, но достигают пика и начинают спадать по мере того, как эти ограничения начинают действовать. Это серьезный недостаток для автомобильной техники, которая требует мощности и крутящего момента в широком диапазоне скоростей двигателя, но не обязательно для генератора, который обычно работает с постоянной скоростью.

Типы двигателей

• Двигатели с искровым зажиганием

Двигатель с искровым зажиганием был запатентован в 1876 году Николаусом Августом Отто.

До 1980-х годов в двигателях с искровым зажиганием использовался карбюратор для испарения топлива и его смешивания с воздухом.Топливно-воздушная смесь всасывается в цилиндр за счет движения поршня вниз, а затем сжимается, когда поршень движется вверх. В верхней части цикла смесь воспламеняется от искры, и расширяющийся горящий газ снова опускает поршень. Впуск и выпуск газов в цилиндр и из него регулируется клапанными механизмами в верхней части цилиндра (головка цилиндра) или движением поршня мимо отверстий на боковой стороне цилиндра.

Частота вращения двигателя регулируется дроссельной заслонкой (дроссельной заслонкой), которая ограничивает поток топливовоздушной смеси в двигатель.Повышенное сопротивление воздушному потоку, вызванное этим механизмом, затрудняет дыхание двигателя и, таким образом, снижает его общую эффективность, особенно на низких скоростях.

После 100 лет использования карбюраторов в двигателях с циклом Отто в 1980-х годах были представлены системы впрыска топлива. Обладая гораздо большим контролем над процессом сгорания, они быстро заменили грубый, но надежный карбюратор. Они используют электронные датчики для измерения условий двигателя, таких как температура и давление воздуха, а также обороты двигателя.а также потребность в двигателе, определяемая положением дроссельной заслонки, и использование этой информации для подачи точно рассчитанного заряда топлива в двигатель через инжектор. Топливо под высоким давлением впрыскивается непосредственно во впускной коллектор или цилиндр или в полость в головке цилиндров, когда поршень находится в верхней части своего хода и сжатие воздуха почти завершено. Топливо распыляется и смешивается с воздухом перед воспламенением от искры. Эта система позволяет более точно рассчитывать время и измерять расход топлива, улучшая процесс сгорания, повышая эффективность и одновременно снижая вредные выбросы выхлопных газов.

• Дизельные двигатели

Двигатель с воспламенением от сжатия был запатентован в 1894 году Рудольфом Дизелем

. Дизельные двигатели

аналогичны двигателям с циклом Отто, но предназначены для работы с гораздо более высокими степенями сжатия, чтобы достичь более высокого теплового КПД. Для этого они всасывают только воздух во время цикла сжатия, а топливо вводится только в конце цикла сжатия. Таким образом предотвращается преждевременное воспламенение топлива, так как во время сжатия топливо отсутствует.

Из-за сильного сжатия воздуха его температура поднимается выше 700-900 градусов Цельсия. Мазут впрыскивается под высоким давлением в этот горячий воздух, когда поршень находится на вершине своего цикла, в результате чего топливный заряд распыляется и немедленно происходит воспламенение.

Скорость двигателя регулируется путем изменения расхода топлива, а в дизельном двигателе нет дроссельной заслонки, ограничивающей поток воздуха. Это делает его более эффективным на низких оборотах, чем двигатель с циклом Отто.

Из-за высоких температур воспламенения, достигаемых в двигателях с высокой степенью сжатия, в дизельных двигателях можно использовать гораздо менее летучие или менее горючие виды топлива, что, в свою очередь, позволяет двигателю использовать гораздо более широкий диапазон видов топлива. Принудительное испарение топлива форсункой также помогает использовать менее летучие виды топлива.

Оригинальный двигатель Рудольфа Дизеля был разработан для работы на угольной пыли, а позже французское правительство, которое в то время изучали возможность использования арахисового масла в качестве топлива местного производства в своих африканских колониях, впервые разработало биотопливо, указав арахисовое масло в качестве топлива для двигатель он продемонстрировал в 1900 году на «Всемирной выставке» в Париже.

Большие судовые дизельные двигатели работают на мазуте, являющемся отходами нефтеперерабатывающей промышленности (иногда называемом «бункерным маслом»). Он густой и вязкий, его трудно воспламенить, но он безопасен для хранения и дешев. Перед использованием топливо необходимо нагреть, чтобы оно стало жидким и способствовало испарению.

• Реальные и иллюзорные преимущества эффективности

Благодаря высокой степени сжатия, дизельные двигатели обеспечивают реальное повышение эффективности по сравнению с двигателями с искровым зажиганием с более низким уровнем сжатия, однако это улучшение составляет всего около 20% и не учитывает повышение эффективности до 40%, заявленное для двигателя.

Остальные 20% улучшения связаны с природой топлива. Оба топлива имеют схожую плотность энергии с бензином (бензином) примерно на 1% лучше при 45,8 мегаджоулей / килограмм (МДж / кг) по сравнению с дизельным топливом с плотностью 45,3 МДж / кг. Но дизельное топливо намного плотнее, чем бензин, с плотностью 850 грамм / литр, что примерно на 18% плотнее, чем более летучий бензин, который имеет плотность всего 720 грамм / литр. Таким образом, один литр или галлон дизельного топлива содержит на 17% больше энергии, чем эквивалентный объем бензина.

При сравнении расхода топлива автомобильных двигателей важно помнить об этом.

Если мы на данный момент проигнорируем повышение эффективности на 20% из-за более высокой степени сжатия дизельного двигателя, то может показаться, что автомобили с дизельным двигателем еще более эффективны, обеспечивая на 17% больше миль на галлон. Однако это только потому, что мазут продается по объему, а не по весу. При измерении в милях на килограмм расход топлива будет почти таким же.

• Otto / Diesel Сравнение

Эффективность преобразования для бензиновых двигателей (химическая энергия в механическую энергию, передаваемую на коленчатый вал) составляет около 24% и около 32% для дизельных двигателей

• Цикл Отто
• Преимущества
• Относительно длительный период одного полного хода впуска, доступный для смешивания топлива с воздухом, означает, что в двигателях с циклом Отто возможно лучшее смешивание.Это приводит к лучшему контролю сгорания и снижению вредных выбросов.
• Превосходное смешивание топлива в сочетании с относительно низкой степенью сжатия позволяет двигателю с искровым зажиганием работать на высоких оборотах.
• Более высокие скорости позволяют уменьшить объем двигателя при той же выходной мощности.

(мощность = крутящий момент X об / мин)

• Из-за более низкой степени сжатия двигателя с циклом Отто на него действуют меньшие механические силы, и поэтому он может быть сконструирован из более мелких и легких компонентов.
• Недостатки
• Поскольку двигатель с циклом Отто использует летучее топливо, смешанное с воздухом, топливовоздушная смесь имеет относительно низкую температуру воспламенения. Это ограничивает возможную степень сжатия, которую можно использовать. Высокие степени сжатия поднимут температуру топливовоздушной смеси выше ее точки воспламенения, что приведет к преждевременному воспламенению топлива до того, как поршень достигнет верхней точки своего такта сжатия.Это приведет к движению поршня в обратном направлении и называется предварительным зажиганием. Однако в двигателях с впрыском топлива преждевременное зажигание можно минимизировать или избежать.
• Двигатель с циклом Отто менее эффективен, чем дизельный двигатель, из-за более низкой степени сжатия.
• Используемые виды топлива ограничиваются более летучими углеводородами.

• Дизельный цикл
• Преимущества
• Дизельные двигатели более эффективны, чем двигатели с циклом Отто, благодаря более высокой степени сжатия и, следовательно, более экономичны в эксплуатации.
• Сгорание не зависит от естественного испарения топлива, поэтому можно использовать широкий спектр менее летучих и менее горючих видов топлива.
• Дизельные двигатели обычно имеют более низкую температуру, чем двигатели с искровым зажиганием. Благодаря более высокой топливной эффективности, они превращают большую часть тепловой энергии топлива в механическую и отбрасывают меньше отходящего тепла, чем двигатели с искровым зажиганием. По этой причине дизельные двигатели имеют меньший риск перегрева, если они остаются на холостом ходу в течение длительного времени.Это делает их особенно подходящими для морских и удаленных систем выработки электроэнергии, где им может потребоваться работать без присмотра в течение нескольких дней.
• Недостатки
• Для воспламенения от сжатия необходимы высокие степени сжатия. Детонация топливовоздушной смеси приводит к более высоким силам и ударным нагрузкам на механические части двигателя, которые должны быть больше и тяжелее, чтобы выдерживать эти силы.
• Короткая продолжительность смешивания топлива и воздуха в верхней части такта впуска может привести к плохому смешиванию топлива и плохим характеристикам сгорания. Это, в свою очередь, ограничивает возможные обороты двигателя и, следовательно, возможную выходную мощность.
• Так как дизельные двигатели работают с меньшей скоростью, они должны иметь больший рабочий объем (мощность), чтобы производить такую ​​же мощность, как бензиновый двигатель. Это также означает, что они должны быть больше и тяжелее.
• Работа на более низкой скорости также означает, что дизельный двигатель должен обеспечивать больший крутящий момент для получения такой же выходной мощности, что и двигатели с циклом Отто.
• Из-за детонации топливно-воздушной смеси дизельные двигатели имеют тенденцию быть более шумными, чем их аналоги Отто.
• Дизельные двигатели часто оснащаются наддувом, чтобы получить больше мощности от доступной мощности. Это может уменьшить общий вес двигателя, но увеличивает стоимость и сложность.
• Четырехтактные двигатели

Четырехтактный двигатель использует два оборота двигателя для каждого рабочего такта, один для сжигания топливно-воздушной смеси и очистки выхлопных газов, а другой для повторного наполнения цилиндра рабочей жидкостью и сжатия ее для воспламенения. Поток воздуха через двигатель регулируется клапанными механизмами в головке блока цилиндров.

Смазочное масло удерживается в картере двигателя, изолированном от камеры сгорания, и перекачивается к опорным поверхностям через отдельный насос.

Источник: Получено из SIU Carbondale

.
• Ход впуска / индукции

Четырехтактный цикл начинается с такта впуска, когда поршень находится на вершине своего хода. Впускной клапан открывается, и при движении поршня вниз он всасывает рабочую жидкость (воздух или топливовоздушную смесь) в цилиндр под атмосферным давлением.Выпускной клапан остается закрытым.

• Ход сжатия

Когда поршень достигает нижней точки своего хода, впускной клапан закрывается, и рабочая жидкость сжимается, когда поршень движется вверх.

• Рабочий ход

Когда поршень достигает вершины своего хода, в случае двигателя с циклом Отто, искра воспламеняет топливно-воздушную смесь, инициируя рабочий такт, в котором горящий газ расширяется и толкает поршень вниз.В дизельных двигателях топливо впрыскивается в сжатый воздух, который самопроизвольно воспламеняется, инициируя рабочий такт, как в двигателе Отто. Впускные и выпускные клапаны остаются закрытыми.

• Ход выхлопа

Когда поршень проходит конец своего движения вниз, выпускной клапан открывается, и движение поршня вверх выталкивает выхлопные газы.

После такта выпуска цикл запускается снова.

Точная синхронизация открытия и закрытия клапанов, а также момент зажигания топлива могут быть изменены для улучшения потока газа и процессов сгорания.

Двигатель развивает мощность только во время рабочего хода. Во время трех других ходов движение поршней осуществляется за счет инерции маховика на коленчатом валу.

• Двухтактные двигатели

Двухтактный двигатель использует только один оборот для каждого рабочего хода, топливно-воздушная смесь сгорает, а выхлопные газы удаляются при ходе вниз, цилиндр перезаряжается, а рабочая жидкость сжимается во время хода вверх.В своей простейшей форме, используемой в версии с искровым зажиганием, двухтактный двигатель обычно не имеет отдельных клапанных механизмов, как в четырехтактном двигателе. Вместо этого воздух и топливо поступают в цилиндр и выходят из него через отверстия (отверстия) на стороне стенки цилиндра, которые открываются или блокируются проходом поршня, который действует как клапан, когда он движется вверх и вниз мимо отверстий в стенка цилиндра. Впускной канал расположен рядом с нижней частью цилиндра и соединен с картером картера, который герметизирован и составляет важную часть системы управления воздухом-топливом в этом двигателе.Обе стороны поршня используются в двухтактном двигателе: верхняя сторона цилиндра обеспечивает движущую силу, а нижняя сторона в сочетании с картером картера нагнетает топливовоздушный заряд в цилиндр.

Выпускное отверстие расположено выше по цилиндру на противоположной стороне от впускного отверстия и открыто в атмосферу.

Источник: Получено из PilotFriend Flight Training

.
Дизельные версии

, описанные ниже, немного сложнее и обычно имеют внешние клапанные механизмы для управления воздушным потоком, а не полагаются на простую систему каналов.

Использование картера двигателя в качестве камеры наддува для нагнетания топливовоздушной смеси в цилиндр имеет последствия для смазки двигателя. Картер не может одновременно удерживать летучую топливную смесь и тяжелое смазочное масло. Вместо этого масло необходимо смешать с топливом для смазывания коленчатого вала, шатунов и стенок цилиндров.

• Ход сжатия

Запуск, когда поршень находится в нижней части своего хода, и выпускное, и впускное отверстия открыты.В это время воздушно-топливная смесь под давлением из картера двигателя поступает в цилиндр через впускной канал. Когда поршень движется вверх, он сначала закрывает впускное отверстие, затем закрывает выпускное отверстие, расположенное выше по цилиндру, и начинается сжатие воздушно-топливной смеси, которое продолжается до тех пор, пока поршень не достигнет верхней точки своего хода.

Во время этого движения поршня вверх, в картере двигателя под поршнем создается частичный вакуум, втягивающий воздушно-топливную смесь через карбюратор в картер мимо пластинчатого обратного клапана, готового обеспечить следующую заправку топлива.

Версия с дизельным двигателем не зависит от герметичного картера двигателя для обеспечения наддува топливовоздушной смеси. Поскольку дизельное топливо дышит только воздухом, всасывание обеспечивается нагнетателем с механическим или турбинным приводом (см. Ниже), который нагнетает воздух в цилиндр в соответствующей точке цикла. Это обеспечивает лучшую продувку и лучший контроль над сгоранием, а поскольку топливо не попадает в картер двигателя, он может быть герметизирован, что позволяет двухтактному дизельному двигателю использовать обычную смазку из масляного резервуара в картере.

• Рабочий ход

В верхней части цикла сжатия воздушно-топливная смесь воспламеняется от искры, и расширение горящих газов толкает поршень вниз, поворачивая коленчатый вал.

В то же время движение поршня вниз сжимает газы в картере двигателя на нижней стороне поршня.

Когда поршень приближается к нижней части своего хода, он сначала открывает выхлопное отверстие, позволяя выпускать выхлопные газы высокого давления.Дальнейшее движение поршня вниз по направлению к нижней части его хода открывает впускное отверстие, позволяя заряду воздушно-топливной смеси под давлением из картера картера устремиться в цилиндр, помогая вывести любые оставшиеся выхлопные газы в процессе, известном как продувка. Верхняя часть поршня обычно имеет такую ​​форму, которая препятствует выходу поступающей топливной смеси из выпускного отверстия. Когда поршень достигает нижней точки своего хода, цикл начинается снова.

Обратите внимание, что выпуск и впуск происходят во время рабочего такта.

Маховик на коленчатом валу обеспечивает момент для завершения такта сжатия.

• Сравнение четырехтактных и двухтактных двигателей
  • Четырехтактные двигатели
  • Преимущества
  • Лучшее управление процессом сгорания возможно благодаря большему количеству возможностей управления с помощью клапана и момента зажигания.Это позволяет повысить эффективность использования топлива при той же степени сжатия и лучше контролировать выбросы выхлопных газов.
  • Лучшее смешивание топлива с воздухом за счет раздельного цикла впуска и сжатия.
  • Недостатки
  • Меньшая удельная мощность, чем у двухтактного двигателя, поскольку на каждые два оборота двигателя приходится только один рабочий ход.
  • Более сложный и дорогой в производстве.

• Двухтактные двигатели
  • Преимущества
  • Поскольку двухтактные двигатели имеют один рабочий ход на каждый оборот двигателя, они имеют гораздо меньший вес и значительно лучшую удельную мощность, чем четырехтактные двигатели при той же выходной мощности.
  • В двухтактных двигателях обычно не используются сложные механизмы с внешними клапанами, поэтому они имеют меньше движущихся частей и гораздо более простую и менее дорогую конструкцию. Это, в свою очередь, еще больше снижает их вес и позволяет им двигаться с очень высокой скоростью.
  • В целом двухтактная машина представляет собой мощную, недорогую, очень простую и очень легкую машину, способную работать на высоких скоростях.
  • Смазка путем смешивания масла с топливом позволяет избежать использования масляного поддона и позволяет двигателю работать в любом положении, что делает его пригодным для портативных электроинструментов.
  • Недостатки
  • Хотя двухтактный двигатель может иметь большую выходную мощность, его фактический КПД меньше, чем у эквивалентного четырехтактного двигателя. Неэффективное смешивание топлива и воздуха и неэффективная продувка, приводящая к неполному сгоранию, неэффективному использованию топлива и нежелательным выбросам выхлопных газов.
  • Для перекачивания картера двигателя требуется смазка двигателя маслом, смешанным с топливом.Может привести к менее эффективной смазке, а также к нежелательному сгоранию смазочного масла в процессе сгорания, создавая дальнейшее загрязнение.
  • ( Примечание : Дизельный двухтактный двигатель, который дышит воздухом и использует обычную смазку, не страдает ни одним из двух вышеупомянутых недостатков.)
  • Двухтактные дизельные двигатели обычно нуждаются в нагнетателях для достижения разумного уровня эффективности, что значительно увеличивает стоимость и сложность и исключает их применение с низкой стоимостью.

Нагнетатель

Безнаддувные четырехтактные двигатели втягивают воздух в цилиндры за счет движения поршня вниз, что создает частичный вакуум внутри цилиндров. Скорость потока воздуха в цилиндр ограничена максимальной разницей давления между давлением внутри цилиндра и внешней атмосферой, а именно 1 бар или 14.5 фунтов на квадратный дюйм. Это, в свою очередь, ограничивает максимальную мощность, которая может быть получена от двигателя. Однако выходную мощность можно увеличить, закачивая воздух под давлением в цилиндры с помощью нагнетателя.

Аналогичные ограничения применяются к двухтактным двигателям. В этом случае воздух закачивается в цилиндр из находящегося под давлением картера, также под низким давлением, но выходная мощность также может быть улучшена за счет наддува.

Нагнетатель — это, по сути, воздушный насос, который может приводиться в действие шестеренкой от коленчатого вала двигателя или турбиной, приводимой в движение потоком выхлопных газов.В обоих случаях повышение эффективности более чем компенсирует энергию, используемую для привода нагнетателя.

Двигатель DiesOtto

В настоящее время автомобильные инженеры работают над двигателями, в которых используется сочетание технологий дизельного двигателя и двигателя Отто.

Гибридный двигатель работает на бензине. При запуске он работает в стандартном режиме Otto, при этом свечи зажигания зажигают бензин, впрыскиваемый непосредственно в цилиндр.Когда двигатель прогрет и движется по маршруту, регулируемые фазы газораспределения позволяют увеличить степень сжатия (см. Цикл Миллера). Затем двигатель переключается на более эффективный дизельный режим, и свечи зажигания отключаются. Таким образом можно получить преимущества как двигателей Отто, так и дизельных двигателей.

См. Также Водородное топливо

Проблемы окружающей среды

Проблемы вредных выбросов выхлопных газов транспортных средств, работающих на ископаемом топливе, хорошо известны.К счастью, выработка электроэнергии с помощью поршневой энергии составляет очень небольшой процент от выработки электроэнергии. См. Источники топлива

См. Также генераторы и двигатели внешнего сгорания

Обзор электроснабжения

.