Автомобильная физика

Yosic:

Разберитесь в вопросе сперва, а потом уже спорьте. Насосные потери уравновешиваются энергией сжатого воздуха в соседнем цилиндре.

Along with friction forces, an operating engine has pumping losses, which is the work required to move air into and out of the cylinders. This pumping loss is minimal at low speed, but increases approximately as the square of the speed, until at rated power an engine is using about 20% of total power production to overcome friction and pumping losses.
https://en.wikipedia.org/wiki/Engine_efficiency

Aleksei:

DELOC:

Aleksei! гиде ты!!???

Тут. Думаю, надо перемещаться в ветку Автомобильная физика с обсуждением расхода на ХХ.

Еще раз предлагаю переместится в профильную тему с обсуждением расхода на ПХХ.

нет

дел

Yosic, Вы не согласны с тем, что если крутить двигатель в три раза быстрее, нужно как минимум в три раза больше энергии?

Yosic:

Думаете насосные потери - это самое большое?

В двигателе работающем в режиме принудительного ХХ, по видимому да. Второе место - разгон/торможение поршней. Возможно, ошибаюсь, но источник который я приводил выше, утверждает что на преодоление насосных потерь тратиться до 20% из вырабатываемой двигателем энергии.

kreat0r:

Along with friction forces, an operating engine has pumping losses, which is the work required to move air into and out of the cylinders. This pumping loss is minimal at low speed,

Не понятно, что автор цитаты из вики имеет ввиду под "насосные потери минимальны на малых скоростях"?

Например, на ХХ насосные потери самые максимальные, какие только возможно для данного мотора. В процентном выражении.

Yosic:

Более того КПД мотора порядка 30%

КПД мотора на разных режимах отличается в разы между собой. Причем на ХХ кпд почти наихудший.

Поэтому, отвечая на вопрос "что выгоднее - катиться на нейтралке с хх или на передаче без подачи топлива" ответ прост - на передаче без подачи топлива.
А равная пройденная дистанция компенсируется периодической подачей топлива в мотор.
Т.е. кпд на ХХ настолько плох, что даже не имея нагрузки, топлива тратится больше, нежели периодическая работа мотора с наилучшим кпд под нагрузкой (разгон) и последующее движение с торможением от мотора без подачи топлива.
Такой прием применяется в эко ралли для наименьшего расхода.
Но лучше всего работает этот прием только на скоростях, при которых можно пренебречь аэродинамикой. Т.е. низкие скорости на авто с отличной аэродинамикой и малой массой.

BAC:

Это из этой серии?

Из ошибочной серии, скорее всего.

Если бы они ехали равномерно с той скоростью, что у них в итоге выходит (типа 85), то расход был бы еще меньше.
Потому что,
1) - скорость уже такая, что аэродинамика играет роль;
2) - моторы у них явно не уровня 63амг.

Для машины уровня А6 С4 2,8б на мкпп метод актуален как раз в городе, т.е. скорости порядка 30-50 км/ч.

Yosic:

И при принудительном ХХ даже при оборотах в 3 раза выше экономические затраты будут ниже.

Почему? Я опишу, как я понимаю происходящее.

1. На ХХ двигатель преодолевает два вида потерь - механические (трение, разгон/торможение поршней, насосные потери) и тепловые (преимущественно через стенки цилиндров). При принудительном ХХ будут только механические потери (но в 3 раза большие). Допустим, что из всей энергии полученной при сгорании топлива на ХХ, только 30% (у кого есть более точные данные - поделитесь) тратится на преодоление механических потерь, остальное - тепловые потери.

Соответственно затраты в двух этих режимах будут примерно равны.

2. Энергия используемая на принудительном ХХ не досталась нам даром. Чтобы ее получить мы сожгли топливо - 60% ушло на преодоление потерь (в двигателе, МКПП, колесах), 30% на разгон. Эту энергию мы можем использовать для наката на нейтралке или для принудительного ХХ. Использовать ее по прямому назначению (продолжать движение) рациональнее, чем делать еще одно преобразование. Иначе мы еще добавим трехкратные механические потери от принудительного ХХ и получится, что расход топлива для принудительного ХХ будет в три раза выше, чем для ХХ.

Berezina:

Не понятно, что автор цитаты из вики имеет ввиду под "насосные потери минимальны на малых скоростях"?

Надо полагать, что имеется ввиду низкая скрорость движения воздуха. Попробуйте медленно подышать через тонкую трубочку, а затем в три раза быстрее

Berezina:

Например, на ХХ насосные потери самые максимальные, какие только возможно для данного мотора. В процентном выражении.

Не совсем так. Самые большие будут при принудительном ХХ, так как заслонка почти закрыта (как на ХХ), а поршни двигаются в три раза быстрее.

В рабочем режиме все зависит от нагрузки - насосные потери будут равны ХХ, если рабочие обороты будут в 3 раза быстрее, а заслонка будет пропускать в 9 раз больше воздуха, чем на ХХ.

Berezina:

КПД мотора на разных режимах отличается в разы между собой. Причем на ХХ кпд почти наихудший.

Он не просто наихудший - он равен нулю, так как КПД - это сколько энергии мы сняли с вала мотора по отношению к количеству спаленного топлива.

Если же говорить о потерях в двигателе в зависимости от режима, то не все так просто. На ХХ тепловые потери максимальны, так как горячие газы дольше контактируют со стенками цилиндров. Но зато и гораздо меньше механические потери, а многие из них возрастают с квадратной степенью от скорости вращения. Если бы потери в двигателе снижались с повышением оборотов, то был бы вечный двигатель, покрайней мере пока кто-нибудь не запустил бы его без нагрузки

BAC:

Встречал много водителей которые едут не ровно 100 всегда, а 100-отпустил, 80-медленно разгоняется до 100-отпустил педаль. И так всю дорогу. Езда тошнотворная, но у них почему-то расход на 2 стакана меньше итоге.

Слышал о подобном, но сам не практикую - не люблю тошноту На западе это называют pulse and glide. Суть в том, что если дать полный газ, то КПД будет максимальным (так как сводим к минимуму насосные потери и повышаем давление смеси, то есть получаем максимальную компрессию для данного двигателя). Особо ярые приверженцы такой езды используют еще "engine kill switch" - ставят кнопку на ручке МКПП которая выключает двигатель и при переходе на нейтралку глушат движок.

Berezina:

Не будут они такие как на хх, потому что, если обороты будут в 3 раза больше, то другие потери (на вспом.механизмы) вырастут еще больше.
В итоге, доля насосных потерь с ростом оборотов уменьшается.

О каких конкретно "других потерях" идет речь? Насколько я знаю, с ростом оборотов уменьшаться тепловые потери и насосные потери станут еще более значимыми в процентном соотношении.

Berezina:

Именно на хх или близких к ним малых нагрузках (при малых оборотах) доля насосных потерь достигает 80%. А на высокой нагрузке (и высоких оборотах) не то, что затрат не будет на насосные потери, а даже наоборот - воздух сам по инерции движется в цилиндр. Т.е. насосные потери равны 0, а скорости высокие.

Вы смешиваете обороты и нагрузку. Насосные (и прочие механические) потери будут минимальны на низких оборотах и полностью открытом дросселе (то есть при большой нагрузке). Инерционный надув зависит от настройки двигателя и может быть организован практически на любых оборотах (если физически хватит места для длинных труб).

Berezina:

В таком режиме и топливо не подается, т.е. мотор не работает, поэтому и речь о потерях не может идти вообще.

"Опять же, это если отдельно от реальности рассматривать. Наш случай, движение по инерции на нейтралке - дает полезную работу", которую мы уменьшаем используя принудительный ХХ.

Berezina:

Наш случай, движение по инерции на нейтралке - дает полезную работу. И при этом движении есть работа мотора на хх.
Поэтому элементарно имеем кпд выше 0.
Что и отражается в относительном расходе топлива литры на км.
И вот эти литры на км нам только и интересны и их сравниваем.

Если так ставить вопрос - то согласен. Я для простоты понимания убрал все факторы, которые остаются неизменными и сфокусировал внимание на переменном источнике потерь. Если вас не устраивает мой подход, напишите подробно с литрами и километрами, что по вашему будет происходить при движении на нейтралке и на принудительном ХХ.

Berezina:

На привод вспом. механизмов - насосы охл., масляный, тнвд. Нагрузочные хар-ки насосов имеют вид экспоненциальной кривой.
Поэтому даже на нейтралке на высоких оборотах насосные потери несущественны на фоне вышеуказанных потерь.

"Около 10 % забирает на себя привод вспомогательных агрегатов – масляного насоса системы смазки, водяного насоса (помпы) и вентилятора системы охлаждения, генератора системы электрооборудования двигателя."
http://dvs.ugatu.ac.ru/index.php?option=com_content&view=article&id=21&Itemid=64

Все насосы в машине имеют регулировку выдаваемого давления и впустую энергию не расходуют. Вот пример для масляного насоса:
http://s58.radikal.ru/i161/1004/56/4b9f556569d3.jpg

Berezina:

Тепловые потери учтены в тепловом кпд мотора и с достаточной точностью неизменны в моторе (варианты изменения фаз не учитываем). Т.е. они это функция железной конструкции мотора и не зависят от оборотов.

Тепловые потери очень сильно зависят от оборотов, так как основное рабочее тело (газ образовавшийся после сгорания) контактирует со стенками цилиндра. На 5000 оборотах этот контакт продлится в десять раз меньше чем на 500. Также тепловые потери зависят от нагрузки, так как сжигается разное количество смеси и температура будет разной.