У нас в комментариях завелась жертва рекламы. Да ещё и не одна.

Нейросети в ЭБУ, божественные завихрения в цилиндре и фазовращатели Хонда, вульватроники БМВ 🙂

Давно хотел написать нормальный пост про работу мотора, но… Будет как всегда 🙂 коротко и не всем понятно.

Начнем с того, что такое давление газа на стенки сосуда?

Это импульс молекул газа, который они передают стенке.

А импульс это что? Это масса помноженная на скорость.

Масса нас интересовать не будет, поскольку будем считать бензин одинаковым.

Остается скорость молекул… Она же температура. Да да… Мера средней кинетической энергии поступательного движения молекул — температура.

Так вот, ваш крутящий момент есть ни что иное как мера того импульса, который сожженный бензин передаст поршню.

Делаете большоооой ход поршня вниз — получаете длительное воздействие импульса. Или степень сжатия увеличиваете, тогда тоже самое… Импульс, который раскаленный газ передаст поршню будет больше.

А мощность? А мощность это работа в единицу времени. FS/dt

Т.е. мощность тоже зависит от того какой будет ход у поршня. А ещё от количества проходов поршня в единицу времени.

Именно поэтому у мотоциклетных дырчиков мощность как у КАМАЗа, а крутящий момент… Низкий.

Двигатель формулы один или спорт мотоцикла, это короткий ход поршня (чтобы не разрушался и на сверхзвук не переходил) но множество циклов сжигания топлива в единицу времени.

А у трактора наоборот… Чтобы извлечь по больше момента, поршень должен лететь как можно дольше.

Хорошо бы конечно совместить и большие обороты (больше циклов в единицу времени) и большой ход поршня. Но… Молекулы газа могут не догнать поршень 🙂

Тихоходный мотор, который тухнет на больших оборотах… Поршень с увеличением оборотов начинает лететь так быстро, что молекулы просто его перестают догонять и передавать ему свой импульс.

1708729

Или наоборот высокооборотистый двигатель, который просто глохнет на холостых. На низких оборотах он едва может сжечь достаточно топлива, чтобы крутить самого себя.

Замечали наверно как у некоторых спорт авто не стабилен холостой ход.? Или просто очень высокий ХХ. Вот это оно и есть.

К чему это все было?)

К тому, что никакие ваносы и втеки и прочие механизмы управления клапанами не могут поменять геометрии цилиндра и поршня. Никакие ухищрения принципиально ничего не меняют. И не достают мощность из ниоткуда.

Литр бензина есть литр бензина. Сгорая он выделит одно и тоже количество тепла. Т.е. скорость молекул будет та же самая.

Поэтому когда наша жертва рекламы ананирует на 170 л.с. с мотора 1,6л нужно спросить… А сколько лошадей с одного литра бензина? И какого бензина? Про стандарты и ухищрения при замерах мощности даже вспоминать не хочется.

Чтобы извлечь больше энергии с одного литра бензина… Для этого должны быть какие то основания. И это явно не система управления фазами открытия клапанов.

Зато управление открытием клапанов может помочь сжечь БОЛЬШЕ бензина в единицу времени) Но потребитель то явно не об этом мечтал 🙂 …хотя именно на этом и основаны все инновации…

Контрольный расход топлива ВАЗ 2108 при движении по трассе 5,4 литра на 100 км. Простой карбюраторный мотор. 8кл. Сколько жрёт ультра современный мотор в тех же условиях? Да тоже самое он и жрёт, пока исправный.

И меньше он не может жрать. Какие основания извлекать больше энергии с одного литра того же бензина? Только не надо лозунгов из рекламы. На молекулярном уровне поясните почему вдруг в вашем моторе молекулы якобы сильнее барабанят по поршню?
Какие основания для того, чтобы при сжигании 1 грамма бензина в вашем моторе и в моторе конкурента получалось разное количества тепловой энергии (тобишь итоговые скорости молекул были больше ) ?

И не нужно мне залечивать рекламной фигнёй, якобы личным опытом и фразами от типа шарящих блогеров или книжек по проектированию моторов.
Вам вопрос задан на совершенно ином уровне.

Каким образом, вы, якобы сжигаете тоже самое количество бензина в том же самом количестве воздуха и получаете совсем другие импульсы у молекул газа ?

Аааах… так вы просто или сжигаете больше бензина, или у вас просто поршень легче, коленвал тоньше, маховик меньше  итд… Так это извините никакой не хай тек, а обычное кроилово.

09fd84d25f163cebb3e1b8aaa8711f02Простые и достаточно тихоходные двигатели существуют и по сей день. Хотя казалось бы, они давно должны быть вытеснены более совершенными. Но вопрос где тут совершенство, а где просто сложность. Сложность, позволяющая спалить по больше бензина методом закачки больших порций воздуха. Это не инновации и хай тек. Это метод, которым 100 лет пользуются. И ничего другого не придумано.


Знакомтесь… это Darracq ему больше ста лет и у него 200 л.с. И не на 102 бензине и не на 100, не на 98 или 95 и даже не 92 и 80. И даже не на 76… Слышали про такой? Нет.. даже 66й бензин не для него…  46-52!

7

С ходу назовёте количество цилиндров ? Их восемь.
А Рабочий объём был указан как 22,5 но при реставрации оказалось, что он 25,4 литра.
Вы бы с ходу сказали, что здесь 25 литровый V8 ?

Кстати можете уже кричать «фууу… 25 литров и всего 200 лошадей!  У меня на 2 литрах уже 200 лошадей!  Прогресс!»
Ага…  «прогресс»…

Рабочий объём цилиндра определяется как произведение площади сечения цилиндра на длину рабочего хода поршня.
59-e338a3f764bde06f58371de58a45ea09

Бензин с низким октановым числом не допускает высокой степени сжатия. А значит… Значит понадобится большая камера сгорания, рабочий ход будет большой…  Всё будет большим… 170х140мм у Дарака. Это следствие низкой степени сжатия.

Например Мотор ГАЗ-20М  степень сжатия 6.5, бензин 66й. Рабочий объём 2,1 литра, мощность 52 л.с.
Низкая с.ж. = большой объём камеры сгорания. Большой объём камеры = низкий вакуум (или высокий, х.з как в этом случае правильно говорить. Смысл в том, что разряжение будет слабым.) Мало воздуха затащит в цилиндр = меньше бензина можно сжечь.

Т.е. общий смысл в том, что низкооктановый бензин не позволяет достичь высоких давлений на поршень. Вот в чём дело, а не в чудодействии нейросетей или ваносов.
Крутящий момент у двигателя Победы 125 н*м. (2,1л)  У Приоры 145 н*м. (1,6 л)

7ef1489s-960

У победы поршень 82, с ходом 100мм
У приоры поршень 82, с ходом 75,6

Степень сжатия у приоромотора — 11. У Победы 6,5.

Чем занимаются ВСЕ ?  Смотрят на показатели рабочего объёма (ход х диаметр) и на мощность… и говорят… ооо  крутой двигатель. Много лошадей с литра.  Или фууу  отсталый, мало лошадей с литра…

В Корее автомобильные аккумуляторы для определения ёмкости разряжают 20 часов. В России 10 часов. В итоге корейский аккумулятор 60-65 А*Ч по нашим понятиям является аккумулятором ~48 А*Ч. Дольше выжимают — больше энергии извлекают. (По сути налюбливают вас как покупателя)

Что-то похожее происходит и здесь. После того как поршень приоры остановится, поршень победы будет лететь ещё 25 мм… А это это 1\4 рабочего хода…
Т.е. молекулы будут давить на поршень дольше… И отдадут ему больше кинетической энергии…  Но вы все скажете, что мотор победы не эффективен, а у приоры эффективен…

Вы под эффективностью двигателя понимаете не количество энергии которое мотор может извлечь из одного литра бензина, а количество бензина, которое он может спалить в единицу времени… Разницу улавливаете ?

Большой рабочий ход двигателя победы — не позволяет достигать высоких оборотов. Молекулы перестают догонять поршень — перестают передавать ему свою энергию. Детонирующий бензин — не позволяет сильно сжимать смесь.
Но кто вам сказал, что при таких вводных этот двигатель не эффективен ? Он ещё как эффективен… +25% рабочего хода для извлечения кинетической энергии раскалённого газа.
Крутящий момент в 2,4 раза превышает показатель л.с. У приоры только в 1,4 раза. У Бугатти вейрон только в 1,25 раз. У спорт байков отношение крутящего момента к л.с. вообще ниже 1.

Я бы не назвал это повышением эффективности моторов. Победа из детонирующего бензина извлекает 125 ньютон*метров. А приора с тем же диаметром поршня из высокооктанового бензина — 145 н*м

Разница в мощности ? Да, приора может спалить гораздо больше дорогого бензина за единицу времени. Вот отсюда и мощность. Она вытекла из оборотов — т.е. циклов… Больше циклов сжигания — выше мощность. Больше циклов? — выше расход!

(Сейчас конечно дебилы начнут вопить, что я всё вру. Что Победа жрала бензин Вёдрами…  У полуторатонной победы бак 55 литров, контрольный расход топлива 11 л, а эксплуатационный 13,5л / 100 км. При этом победа имеет всего 3х скоростную КПП. Если поменять местами моторы приоры и победы… вот тогда и вылезет то, о чём я говорю. Попробуйте догрузить в приору килограмм 450, поставить тяжёлые 16 дюймовые стальные колёса с победы, добавить кардан, мост итд… и посмотрим сколько тогда бензина сожрёт «современный и эффективный». Ах да и пользоваться сможете только 1, 3 и 5й передачами.)

Так вот максимальный крутящий момент у победы достигается на 1800-2200 об\мин (там модификации двигателей есть… 50-52 л.с. )
А у Darracq V8 максимальный момент на 1200 оборотах.  И при этом 200 лошадиных сил. И множество рекордов скорости своего времени.

darracq_v8_01d

Двухступенчатая коробка передач и 195 км\ч максимальной скорости.
Просто представьте… максимальный момент на 1200 об\мин и 2 передачи… и 195 км\ч.  Это отсталый не эффективный двигатель был? Какую скорость затащит Бугатти 2019г на 1200 оборотах ?

Ход поршня 140 мм… Когда поршень Победы уже остановился этот пролетит ещё 40мм. По сравнению с ним Победа это формула 1.

Или нет ?

Как вообще всё это можно сравнивать? Моторы рассчитанные на разные бензины по определению будут иметь разные рабочие объёмы. Старым моторам просто нужен этот объём (ход) чтобы извлечь энергию из раскалённого газа. Они же не могут сильно сжимать смесь, поэтому сильно её «разжимают»

(Требования к моторам Ф1… Диаметр цилиндра должен был быть не более 98 мм, а ход поршня не менее 37 мм. Грубо говоря вся принципиальная разница между глубокой древностью и ультрасовременностью — 100мм хода поршня. )

Старым моторам жёстко не подходит современный бензин…

Видно как бензин горит там, где не должен… За пределами двигателя.

Так что как то вот так. Из одного и того же количества одного и ого же бензина физически нельзя извлекать какие то принципиально разные количества энергии. Можно варьировать её уменьшением массы движущихся частей. Но оптимизация ГРМ не позволяет извлекать больше энергии… она позволяет спалить больше бензина.
Собственно… Я уже не раз тыкал в показатели расхода топлива на лошадиную силу в час…
1940й год…  Deutz DZ 710  —  201 грамм
2007й год  BMW N47 2L  — 198 грамм
Прогресс как видите колоссальный 🙂

Никакие технические ухищрения не изменят физики и химии процесса… Экзотермической реакции окисления бензина.
Сожгли 1 грамм бензина — получили такое то количество тепловой энергии… т.е. определённое число молекул с такой то средней скоростью. И при одинаковой геометрии извлекающего механизма… никакие «нейросети» вам не помогут.
И никакой универсальной и идеальной геометрии мотора не существует. Выиграешь в одном — проиграешь в другом.

Сделаешь длинный ход — молекулы будут дольше барабанить — получишь выше момент, но… невозможность достичь высоких оборотов, а значит и мощности.
Маленький ход? потеряешь в моменте. У тебя в цилиндре будет всё ещё горячий газ с высоким давлением, а ты его начнёшь уже выкидывать в выхлоп.

Такая вот петрушка.


Кстати в США, всё то что изложено выше… люди понимают.

А в России читают, что старые тихоходные моторы ни на что не годны и надо ставить какой нибудь UZ из по японца.
Старый тихоходный мотор — является заготовкой под турбо. Его не надо разжимать, его надо просто надуть в соответствии с современным бензином. И вы получите гигантские крутящие моменты на низких оборотах. Например если у Победы степень сжатия 6.5 , а у приоры 11… значит в двигатель от ГАЗ-20 можно вдуть грубо 2 атмосферы. Опять же грубо из 125 н*м на 2000 об\мин станет уже 240 н*м, ибо увеличится давление раскалённого газа. Вы вдуете в цилиндры больше вещества и соответственно больше молекул начнёт барабанить по поршню.  …вот и весь ваш «прогресс».

Огромный объём камеры сгорания старых моторов, низкая степень сжатия, большой ход поршня… всё это позволяет с помощью «низовых» турбин получать огромные моменты. Да и обороты подрастут, а значит профит для мощности будет не только от роста момента.


PS
Тут кто-то в комментариях писал как на катер вместо старого советского типа маломощного мотора поставили импортный японский типа мощнее… но катер быстрее плыть не стал от этого, стало даже хуже. Это яркий пример того, что люди абсолютно не понимают смысла…  Японский мотор просто не смог достичь хотя бы той же скорости вращения винта, что и старый советский двигатель. В этой истории отражено всё… и обман на реальных лошадиных силах от японцев и всеобщее рекламное заблуждение относительно эффективности современных двигателей.