Модификация цикла в ДВС

[Optimist_cautiouS]

Я всего лишь пытаюсь объяснить человеку, что крутящий момент двигателя нельзя увеличить за счет изменения конструкции двигателя (если пренебречь разными величинами трения в разных механизмах) при одинаковом рабочем объеме ….

_____________________________________________________
Здравствуйте Уважаемые!
Меня зовут Александр.  Я инженер холодильщик.
Так бывает, что решения из одной области техники решают задачи смежной области.
Решая проблему холодильной техники, оказалось, что разрабатываемый механизм привода поршня модифицирует цикл и, в сравнении с КШМ, увеличивает среднее давление в цикле, дает прирост интеграла индикаторного крутящего момента  за цикл более чем на 20%. Прирост индикаторного КПД (0.4*1.2=0.48) в пределах ограничения Карно. К тому же увеличение наблюдается как на такте расширения, так и на такте сжатия. А интеграл момента и есть эквивалент механической работы. Особенности полученного цикла также благотворно влияют на термодинамику. Расчет проводился с применением общепринятых формул.
Чтобы не путать с механическим КПД, буду использовать понятие – Эффективность преобразования силы давления газа в крутящий момент (Эффективность).
_____________________________________________________
Вопрос ниже вызывает жаркие дебаты, и как я вижу, нет единого мнения среди специалистов.

- Возможно ли при равных начальных параметрах (Pz, T и Vc) и равной степени расширения (Va/Vc) получить больше индикаторной механической работы.
- Фундаментальные ограничения (до дедушки Карно не доходим)
- Какова величина Эффективности для КШМ?  (встречал мнение, что на уровне 70%).
- Существуют ли механизмы  с более высокой Эффективностью? С меньшей есть множество.
_____________________________________________________
Моя цель.
   1 Теоретическое подтверждение, опровержение или ошибка, возможности механизма с большей, по сравнению с КШМ, эффективностью (пока сам «способ» и  механизм публиковать не хочу, вдруг что то не учел , кто серьезно заинтересуется, описание с формулами отправлю в личку, на условиях конфиденциального обращения).
   2 Выявления пригодности применения в ДВС. А вдруг полетит?!
   3  …………
   5 Корректные условий постановки эксперимента.
   25 Поиск заинтересованной стороны для эксперимента.
_____________________________________________________
Все недостатки конструкции вижу, все преодолимые.
С позиции неспециалист по ДВС, я посмел «спроектировать» (громко сказано) двигатель (поршень в цилиндре +КШМ+ :question) с преимуществами которые позволяет мой «способ».
В том числе:

А конкретнее? 

И главные направления:

первое - повышение СС до 14 (прирост КПД от существующих до 6%)
второе - использование бедных и сверхбедных смесей (при альфа более1,5 прирост КПД до 6 %)
третье- продолженное расширение (до 12%)
четвертое - уменьшение тепловых потерь (в стенку и выхлоп).

С уважением Александр.

Просьба, запрос писать в теме с подтверждением о конфиденциальном обращении и сопровождать ответами на;
- Считаете вы повышения эффективности возможным - (да; нет).
- Цель – опровергнуть; - разобраться в вопросе; - помочь.
- Представьтесь  – частный интерес; - организация.
- Есть достаточно времени разобраться,
- Возможность изготовить небольшой прототип.

 

[miharus]

увеличивает среднее давление в цикле, дает прирост интеграла индикаторного крутящего момента  за цикл более чем на 20%. Прирост индикаторного КПД (0.4*1.2=0.48) в пределах ограничения Карно. К тому же увеличение наблюдается как на такте расширения, так и на такте сжатия. А интеграл момента и есть эквивалент механической работы. Особенности полученного цикла также благотворно влияют на термодинамику. Расчет проводился с применением общепринятых формул.
Чтобы не путать с механическим КПД, буду использовать понятие – Эффективность преобразования силы давления газа в крутящий момент (Эффективность).

Вопрос ниже вызывает жаркие дебаты, и как я вижу, нет единого мнения среди специалистов.

- Возможно ли при равных начальных параметрах (Pz, T и Vc) и равной степени расширения (Va/Vc) получить больше индикаторной механической работы.
- Фундаментальные ограничения (до дедушки Карно не доходим)
- Какова величина Эффективности для КШМ?  (встречал мнение, что на уровне 70%).
- Существуют ли механизмы  с более высокой Эффективностью? С меньшей есть множество.

главные направления:
первое - повышение СС до 14 (прирост КПД от существующих до 6%)
второе - использование бедных и сверхбедных смесей (при альфа более1,5 прирост КПД до 6 %)
третье- продолженное расширение (до 12%)
четвертое - уменьшение тепловых потерь (в стенку и выхлоп).

1) Очень загадочно, речь так понимаю по "гомогенное" сгорание.
2) "Расчет проводился с применением общепринятых формул. "
Кинетику сгорания считали? В т.ч. для бедных и сверх-бедных смесей?
     Ну о чём речь, мы все их эти формулы прекрасно знаем! 
Так что эта часть ваабще не интересна.
3) "Чтобы не путать с механическим КПД, буду использовать понятие – Эффективность преобразования силы давления газа в крутящий момент (Эффективность)."
   Лихо Вы лошадь заменили на телегу с тюнингованным четвертым колесом, чтобы не путать... - это мне больше всего понравилось.

Извините что по простому, без записи.

 

[gorgee]

Витать в облаках конечно приятно,но тема очень изъезженна,если добавите конкретики,то скорее
Вас здесь спустят на землю.

 

[Optimist_cautiouS]

Витать в облаках конечно приятно,но тема очень изъезженна,если добавите конкретики,то скорее
Вас здесь спустят на землю. 

Спасибо, я на земле. Возможность ошибки не исключаю.
В холодильном цикле свою пользу привод показал. Применимо к ДВС - большой  вопрос.
Есть желания и время разобраться?, отправлю в личку.

Мне не надо много ни о чем (как ниже), таких тем полно.

1) Очень загадочно, речь так понимаю по "гомогенное" сгорание.
2) "Расчет проводился с применением общепринятых формул. "
Кинетику сгорания считали? В т.ч. для бедных и сверх-бедных смесей?
     Ну о чём речь, мы все их эти формулы прекрасно знаем! 
Так что эта часть ваабще не интересна.
3) "Чтобы не путать с механическим КПД, буду использовать понятие – Эффективность преобразования силы давления газа в крутящий момент (Эффективность)."
   Лихо Вы лошадь заменили на телегу с тюнингованным четвертым колесом, чтобы не путать... - это мне больше всего понравилось.

Извините что по простому, без записи.

Понимаете НЕ ТАК!  Здесь речь идет о свойстве механизма, которое  не зависит от способа подвода тепла. Влияние на термодинамику пока не рассматриваем, хотя влияет на нее положительно.
Так , что это вы к телеге, лошади и колесам пытаетесь лебедя, рака и щуку в виде кинетики горения прицепить. И действительно это - "ваащее не интересно". Словоблудие   это ваш конек.

Сравнивая с КШМ , можно найти множество механизмов с эффективностью преобразования на такте расширения хуже.  Зато для такта сжатия (для компрессора) это лучше. К примеру спиральный компрессор имеет высокую эффективность, а как "расширитель"  в качестве двигателя не айс. understand?

Вопрос простой - у КШМ эффективность максимально возможная?
Если нет - то каково значение?
Если это значение не максимально возможное (допустим около 70%) - то значит могут быть механизмы привода с большим значением.

Вы, уважаемый, без извинений и записей  имеете ответы на эти  вопросы? Тогда озвучьте.

С уважением ...

 

[TsAI]

Расчет проводился с применением общепринятых формул.
Чтобы не путать с механическим КПД, буду использовать понятие – Эффективность преобразования силы давления газа в крутящий момент (Эффективность).

  А это разве не механический кпд? Ведь если механизм преобразует любой другой вид энергии в механическую (в Вашем случае - в Мкр.*n), то потери в самом механизме характеризуются именно его механическим кпд. Так по крайней мере общепринято в учебниках и энциклопелиях.

Возможно ли при равных начальных параметрах (Pz, T и Vc) и равной степени расширения (Va/Vc) получить больше индикаторной механической работы.

  Поясните, что Вы подразумеваете под понятием "индикаторная механическая работа", не существующем в теории ДВС.
  Теперь немного о цифрах от которых Вы отталкиваетесь.

Прирост индикаторного КПД (0.4*1.2=0.48) в пределах ограничения Карно.

Индикаторный кпд, величину которого вы пытаетесь получить - 0, 48 давно достигнут и на дизелях и даже на двигателях с искровым зажиганием...

Какова величина Эффективности для КШМ?  (встречал мнение, что на уровне 70%)

У старого и убогого ВАЗ 21011 50 лет уже как механический КПД на номинале равен 0,84... (Nе =69 л.с., Nтр.=13,5 л.с.)

 

[Optimist_cautiouS]

Поясните, что Вы подразумеваете под понятием "индикаторная механическая работа", не существующем в теории ДВС.

Крутящий момент на угол поворота есть эквивалент механической работы, слово индикаторная подразумевает что прочие потери (трение, теплоотдача ...) не учтены.

А это разве не механический кпд?

"Механический КПД показывает, какая часть энергии, выделившейся в цилиндрах при сгорании топлива, расходуется на внутренние потери." Как то все в куче не правда ли?

Изменение внутренней энергии (выделение) пропорционально изменению температуры, температура находится в степенной зависимости от занимаемого объема. Объем в зависимости от перемещения поршня (по формуле для КШМ).

Можно такт расширения разбить на два интервала поворота вала с равными выделенными энергиями. Для  этих интервалов, интегрируя крутящий момент, можно найти индикаторную работу. Заметим, что давление  находится в другой степенной зависимо от занимаемого объема.

Так вот, вы удивитесь, но отношение индикаторной работы к выделенной энергии для этих интервалов разные, следовательно "эффективность преобразования" для этих интервалов разная (можете другой термин предложить)

Вы можете возразить, что с снижением температуры снижается  термический КПД. Но  температура, и энергия,  как раз и находится в зависимости от перемещения КШМ. Другой механизм может давать другую зависимость, и другое, более выгодное, распределение выделяемой энергии. Другими словами модифицированный цикл.

Есть у вас желание и время конфиденциально рассмотреть этот вопрос?

С уважением....

 

[Kanonier]

слово индикаторная подразумевает что прочие потер

А вы можете выкинуть из этого словосочетания механическая

Ну будет индикаторная или работа цикла, и все поймут.

Зачем плодить сущности.

 

[gorgee]

Крутящий момент на угол поворота есть эквивалент механической работы, слово индикаторная подразумевает что прочие потери (трение, теплоотдача ...) не учтены.

Для начала,нужно усвоить принципиальные понятия.
Если не учитывать трение и теплопередачу,то КПД КШМ будет равен 100%,крутящий момент да,будет зависеть от положения кривошипа.

 

[Varan]

крутящий момент да,будет зависеть от положения кривошипа.

а вот не будет зависеть (а если и будет то трохи-трохи), потому как существует такая вещь как инерция

 

[Optimist_cautiouS]

а вот не будет зависеть (а если и будет то трохи-трохи), потому как существует такая вещь как инерция

На разных оборотах будет разный вклад инерции и разное "трохи-трохи"

Лучше прокомментируйте это - "Если не учитывать трение и теплопередачу,то КПД КШМ будет равен 100%"

Varan, можете НЕ публично, конфиденциально рассмотреть мой привод. Вашу жесткую критику всегда приветствовал. Так, что "отстегаете" по термодинамике если потребуется.  🙂

 

[gorgee]

крутящий момент да,будет зависеть от положения кривошипа.

а вот не будет зависеть (а если и будет то трохи-трохи), потому как существует такая вещь как инерция

Я рассматривал отдельно взятый рабочий ход,в отдельно взятом
положении кривошипа(статика),инерция это то,что заработано ранее. 

 

[gorgee]

Лучше прокомментируйте это - "Если не учитывать трение и теплопередачу,то КПД КШМ будет равен 100%"

Это частое заблуждение,считать,что КПД КШМ падает из за уменьшения крутящего момента вблизи МТ,на самом деле КПД
действительно падает,но из за потерь на трение. 

 

[Varan]

Я рассматривал отдельно взятый рабочий ход,в отдельно взятом
положении кривошипа(статика),инерция это то,что заработано ранее.

Так не рассматривают и не надо этого делать потому как смысла в этом нет, двигатель на стенде на любых оборотах выдает постоянный (почти) момент , и именно с учетом сил инерции считаются все нагрузки и делаются расчеты

 

[Varan]

Могу и рассмотреть, если есть что