www.FiatRacingTeam.gr


Το πρώτο Ελληνικό Forum για κατόχους Fiat όπου ασχολούνται με ερασιτεχνικούς αγώνες αλλά και για κατόχους Fiat στο ελληνικό πρωτάθλημα.

www.FiatRacingTeam.gr

Αν χρειαστείτε βοήθεια παρακαλούμε επικοινωνήστε μαζί μας.
Tηλέφωνο επικοινωνίας: 6938000361


E-mail - msn: verone2006@msn.com

www.FiatRacingTeam.gr

Το πρώτο Ελληνικό Forum για κατόχους Fiat όπου ασχολούνται με ερασιτεχνικούς αγώνες αλλά και για κατόχους Fiat στο ελληνικό πρωτάθλημα.
 
HomeFiatRacingTeamΦόρουμΗμερολόγιοΣυχνές ΕρωτήσειςΑναζήτησηΣύνδεσηΕγγραφή
Να φοράς πάντα την ζώνη σου στο αυτοκίνητο και το κράνος σου στο μηχανάκι σώζουν ζωές μην το ξεχνάς!!!

Μοιραστείτε | 
 

 Φορτίο του κινητήρα και πως επηρεάζει την λειτουργία του.

Επισκόπηση προηγούμενης Θ.Ενότητας Επισκόπηση επόμενης Θ.Ενότητας Πήγαινε κάτω 
ΣυγγραφέαςΜήνυμα
Δημήτριος
0-1 rpm
0-1 rpm



ΔημοσίευσηΘέμα: Φορτίο του κινητήρα και πως επηρεάζει την λειτουργία του.   Σαβ 9 Ιαν - 18:54

Με την έννοια φορτίο εννοείται το ποσοστό ανοίγματος της πεταλούδας γκαζιού, ή ισοδύναμα, το πόσο πολύ πατάμε το γκάζι.

Όσο πιο ανοικτό είναι το γκάζι λοιπόν, τόσο η θερμοδυναμική απόδοση του κινητήρα είναι αυξημένη. Τούτο σημαίνει ότι τότε ο κινητήρας καταναλώνει για την ίδια απόδοση ενέργειας λιγότερο καύσιμο. Αυτό οφείλεται στο ότι έτσι μειώνονται οι αντλητικές απώλειες του κινητήρα. Αυτές οι απώλειες αντιπροσωπεύουν τον αρνητικό βρόγχο στο δυναμοδεικτικό διάγραμμα (διάγραμμα P-V) και αφορούν την ενέργεια, που καταναλώνει ο κινητήρας ανά κύκλο λειτουργίας, προκειμένου να τραβήξει μέσα στους θαλάμους το καύσιμο μείγμα που θα κάψει στον εν λόγω κύκλο. Παρακάτω φαίνεται ένα ενδεικτικό δυναμοδεικτικό διάγραμμα ατμοσφαιρικού κινητήρα. Το δυναμοδεικτικό διάγραμμα είναι πάντα προιόν εργαστηριακών μετρήσεων. Ο κατακόρυφος άξονας αφορά την στιγμιαία πίεση εντός του θαλάμου καύσης και ο οριζόντιος την θέση του εμβόλου.



Το αποδιδόμενο έργο ανά κύκλο λειτουργίας ενός κυλίνδρου είναι η διαφορά των εμβαδών που δημιουργούν οι δύο βρόγχοι. Δηλαδή εμβαδόν θετικού – εμβαδόν αρνητικού βρόχου = αποδιδόμενο έργο. Είναι ευνόητο λοιπόν, ότι όσο πιο μικρός είναι ο αρνητικός βρόγχος (εισαγωγή – εξαγωγή), τόσο περισσότερο ωφέλιμο έργο έχουμε. Το δυναμοδεικτικό διάγραμμα διαφέρει για κάθε αριθμό στροφών και για κάθε φορτίο λειτουργίας. Δηλαδή για κάθε σημείο λειτουργίας του κινητήρα (φορτίο – στροφές) έχει και άλλη μορφή. Στο παραπάνω διάγραμμα, ο αρνητικός βρόγχος είναι πολύ μικρός σε εμβαδόν, οπότε μπορεί κάποιος να υποθέσει ότι το διάγραμμα αφορά ένα στιγμιότυπο σε λειτουργία πλήρους φορτίου του κινητήρα.
Το κυριότερο εμπόδιο, που έχει να ξεπεράσει ο κινητήρας στην φάση της εισαγωγής (ή αλλιώς άντλησης), είναι πεταλούδα γκαζιού, η οποία μέσω τους στραγγαλισμού (πτώση πίεσης) επιτρέπει συγκεκριμένη μόνο ποσότητα μείγματος να εισέλθει. Αυτό φαίνεται στο παραπάνω διάγραμμα, όπου στην φάση της εισαγωγής η πτώση της πίεσης είναι κάτω από τα επίπεδα της ατμοσφαρικής (μπλε γραμμή). Αν το διάγραμμα αφορούσε λειτουργία σε μερικό φορτίο, η “κοιλιά” της 1-2 καμπύλης θα ήταν πολύ μεγαλύτερη.
Είναι ευνόητο ότι όσο πιο κλειστή είναι η πεταλούδα, τόσο περισσότερο στραγγαλίζει την ροή, άρα τόσο λιγότερο καύσιμο μείγμα περνάει ανά κύκλο, δηλαδή τόσο περισσότερη ενέργεια ξοδεύει ο κινητήρας για την άντληση. Πρόκειται για μια απώλεια που υποχρεούμαστε να την κάνουμε προκειμένου να ελέγξουμε την ισχύ που παράγει ένας κινητήρας σε κάποιο ρυθμό περιστροφής. Ειδάλλως αυτή θα ήταν η μέγιστη που αντιστοιχούσε σε αυτόν τον ρυθμό περιστροφής.

Αν κάποιος δει ένα πλήρες διάγραμμα ισχύος - στροφών (σαν αυτό των δυναμομέτρων) με ισοϋψείς της κατανάλωσης σε αυτό, θα διαπιστώσει ότι τα λιγότερα γραμμάρια καυσίμου ανά αποδιδόμενη KWh του κινητήρα καταναλώνονται κάπου πολύ χαμηλά σε στροφές και πολύ ψηλά σε φορτίο. Ο λόγος (γραμμάρια/KWh) ονομάζεται ειδική κατανάλωση. Όταν δηλαδή το γκάζι είναι πολύ πατημένο και οι στροφές χαμηλές, αυτό που καταναλώνεται διοχετεύεται σε "καλό σκοπό" και όχι για την άσκοπη υπερνίκηση των απωλειών άντλησης του μείγματος μέσα στους κυλίνδρους. Αυτό δεν σημαίνει ότι έτσι θα παρατηρείται πάντα η ελάχιστη κατανάλωση. Αλλά αν με 80% γκάζι στις 2000 rpm έχουμε π.χ. Α κατανάλωση (ας πούμε 120 gr/KWh), τότε με 40% γκάζι (το μισό δηλαδή) στις ίδιες στροφές (2000 rpm) θα έχουμε π.χ. 0.8*Α και όχι 0.5*Α (το μισό δηλαδή, όπως θα φαντάζονταν κάποιος), αφού πέφτει η θερμοδυναμική απόδοση (μείωση εμβαδού στο P-V διάγραμμα, άρα έργου ανά κύκλο λειτουργίας κυλίνδρου). Μπορούμε πολύ χοντρικά και απλουστευμένα να πούμε ότι το 0.3*Α ξοδεύεται για την άντληση, δηλαδή την εισαγωγή του μείγματος (αρνητικός βρόγχος). Με αυτή την λογική λοιπόν, εφόσον έχουμε σαν στόχο μια ταχύτητα κίνησης, θα πρέπει να την επιτύχουμε χρησιμοποιώντας την πιο μακριά σχέση.
Εξάλλου αυτή είναι και η φιλοσοφία των σύγχρονων turbo κινητήρων (opel, peugeot, VW κ.τ.λ.), οι οποίοι, μηδενός εξαιρουμένου, παράγουν πολύ ροπή από πολύ χαμηλά. Το αν αποδίδουν πολύ ροπή και στις ψηλές στροφές οφείλεται σε άλλους παράγοντες (π.χ. turbo μεταβλητής γεωμετρίας,, ή συνδυασμό συμπιεστών κ.τ.λ.) και είναι άλλη ιστορία.

Βάσει των προηγουμένων λοιπόν, καλό είναι να μην έχουμε ψηλές στροφές και να έχουμε πατημένο γκάζι. Έτσι επιτυγχάνουμε το ίδιο αποτέλεσμα με πιο αποδοτικές καύσεις (κυρίως λόγω του ότι δεν έχουμε μεγάλες απαιτήσεις σε άντληση) και με πιο λίγες ανά λεπτό. Επίσης, η ισχύς τριβών που καταναλώνεται από τα έμβολα είναι μικρότερη. Από την άλλη δεν πρέπει να πατιέται πάρα πολύ το γκάζι, αφού έτσι ενεργοποιούμε την open-loop διαδικασία, με αποτέλεσμα να έχουμε ανεπιθύμητο εμπλουτισμό. Επίσης πρέπει να αποφεύγονται τα απότομα πατήματα-αφήματα του γκαζιού, αφού τότε στιγμιαία χαλάει η στοιχειομετρία (εμφάνιση μεταβατικών φαινομένων, που για παράδειγμα, στους diesel προκαλούν του φαινόμενο του missmatch). Το ηλεκτρικό γκάζι αυτό ακριβώς αποτρέπει, δηλαδή τις απότομες κινήσεις της πεταλούδας, εξού και η εκνευριστικά αργή απόκριση αυτών των κινητήρων.
Στην πράξη δηλαδή καλό είναι να πετυχαίνουμε την ταχύτητα - στόχο μας π.χ. στο ταξίδι με την 5η και όχι με την 4η, ακόμη και αν αυτή (η ταχύτητα κίνησης) είναι χαμηλή (π.χ. 70 - 90 km/h). Από την άλλη, αν έχουμε 2000 rpm με 5η, ξοδεύουμε περισσότερα σε απόλυτα μεγέθη από το αν έχουμε 2000 rpm με 4η, αφού τότε πατάμε λιγότερο το γκάζι. Αλλά αυτό το "λιγότερο" είναι, τηρουμένων των αναλογιών, πιο πολύ (βλ. το παράδειγμα με το 0,5*Α και το 0,8*Α πιο πριν), αφού σε αυτό το "λιγότερο" έχουμε περισσότερη σπατάλη. Γι' αυτό γίνεται λόγος και για την "ειδική" κατανάλωση (γραμμάρια / KWh).

Στο πόσο αποδοτικές είναι οι καύσεις συντελεί και το σε ποιες στροφές επιτυγχάνεται βέλτιστη ανάμειξη του καυσίμου με τον αέρα μέσα στον θάλαμο. Αυτό έχει σχέση με την "ρευστομηχανική συμπεριφορά" που επέλεξαν οι σχεδιαστές να έχει ο θάλαμος. Επίσης στην ανάμειξη ρόλο παίζει και ο χρονισμός των εκκεντροφόρων, αφού αυτός ρυθμίζει, μεταξύ άλλων, και το πόσα καυσαέρια θα παραμείνουν μέσα ως υπόλειμμα από τον προηγούμενο κύκλο. Στο ρελαντί, για παράδειγμα, παραμένουν αρκετά καυσαέρια μέσα από πριν, με αποτέλεσμα να μην έχουμε άριστη διασπορά της φλόγας (άρα πλήρη καύση).
Αυτός είναι ένας λόγος που το σημείο της ελάχιστης ειδικής κατανάλωσης είναι αρκετά πιο ψηλά από το ρελαντί. Ακραίο παράδειγμα αποτελούν οι εκκεντροφόροι "κανίβαλοι" των καγκουρο – πειραγμένων, οι οποίοι χάριν της καλής αναπνοής στα ψηλά θυσιάζουν τα πάντα στα χαμηλά. Έτσι, στις χαμηλές στροφές, η απόπλυση του θαλάμου από τα καυσαέρια είναι μετριότατη, με αποτέλεσμα είτε να μην μπορεί να δουλέψει ο κινητήρας (άρα αυξάνουν τις στροφές του ρελαντί), είτε να έχει ασταθές ρελαντί (βρουμ βρουμ βρουμ βρουμ...)

Πριν κλείσει το άρθρο αυτό, θα αναφερθεί ότι το πεδίο ροής μέσα σε έναν κύλινδρο χωρίζεται σε δύο κατηγορίες. Η πρώτη κατηγορία αφορά την μακροσκοπική κίνηση του αερίου και η δεύτερη την μικροσκοπική. Ο έλεγχος αυτών των φαινομέων στοιχειθετούν την “ρευστομηχανική συμπεριφορά” του θαλάμου, όπως αναφέρθηκε πιο πριν.
Η μακροσκοπική κίνηση περιλαμβάνει τρία είδη δινών, τον στροβιλισμό (swirl), την ανατροπή (tumble) και την αναρρόφηση (squish). Τα τρία αυτά είδη είναι πολύ σημαντικά για το τελικό αποτέλεσμα (απόδοση ισχύος, κατανάλωση καυσίμου και ροπή στρέψης), γι' αυτό οι κατασκευαστές δίνουν πολύ μεγάλη σημασία στον έλεγχό τους μέσω διαφόρων κατασκευαστικών λύσεων (π.χ. συγκεκριμένης γεωμετρίας έμβολα, flaps στην εισαγωγή κ.τ.λ.).
Η μικροσκοπική κίνηση αφορά τις δίνες, οι οποίες δημιουργούνται τυχαία και έχουν πολύ μικρό μέγεθος σε σχέση με τις προαναφερθείεσες. Ουσιαστικά πρόκειται για τυχαίες παρεκκλίσεις γύρω από την μέση ροή. Η ροή αυτή ονομάζεται και τυρβωδης ροή και για την μελέτη της έχουν αναπτυχθεί διάφορα μαθηματικά μοντέλα.
Επιστροφή στην κορυφή Πήγαινε κάτω
 
Φορτίο του κινητήρα και πως επηρεάζει την λειτουργία του.
Επισκόπηση προηγούμενης Θ.Ενότητας Επισκόπηση επόμενης Θ.Ενότητας Επιστροφή στην κορυφή 
Σελίδα 1 από 1

Δικαιώματα σας στην κατηγορία αυτήΔεν μπορείτε να απαντήσετε στα Θέματα αυτής της Δ.Συζήτησης
www.FiatRacingTeam.gr :: Τεχνικά Θέματα :: Κινητήρας-
Μετάβαση σε: