Циклон МТЗ (разделено из темы про циклон тойоты)

[wowan75 30]

любая труба оказывает сопротивление потоку любой скорости, как и фильтр.

г-да Бернулли, Торичелли и Дарси так говорят

Я измерял, падение давления на впускном тракте 1ФЗ-ФЕ при 5000об\мин и 100%открытом дросселе (в стоке), оно составило 50мм рт.ст. (новый, хороший возд.фильтр)

это примерно 8% от атмосферного.

потеря мощности от идеального наполнения - около 10-12%, что для этого мотора прим. 25 лс :(

Изменено 11 сентября 2011 пользователем wowan75

[KuzyaVod 11]

...

Я измерял, падение давления на впускном тракте 1ФЗ-ФЕ при 5000об\мин и 100%открытом дросселе (в стоке), оно составило 50мм рт.ст. (новый, хороший возд.фильтр)

это примерно 8% от атмосферного.

потеря мощности от идеального наполнения - около 10-12%, что для этого мотора прим. 25 лс :(

Приятно - как в лаборатории - точные цифры, четко и коротко!

[KEROSIN 67]

Всё правильно. В системе с фильтрующим элементом естественно будет сопротивление. Я именно так и сказал. Только начинается это сопротивление (область низкого давления) от фильтра и дальше. Закройте срез воздуховода рукой и область низкого давления тут же переместится на срез и весь шноркель начнёт плющить. Вопрос вот в чём: вы говорите о работе, которую совершает двигатель во время запуска воздуха в камеру сгорания. Однако если принимать сопротивление фильтра за ничтожно малую величину, то кроме преодоления сопротивления фильтра никакого другого СОПРОТИВЛЕНИЯ всасыванию атмосферного воздуха нет! Этому способствует правильный рассчёт зазора клапана, его диаметра и соотв. окна в головке. Рассмотрим объёмные составляющие цилиндра и окна коллектора из которого атмосфера проникает в область низкого давления, образующегося непосредственно в горшке( куда и стремится попасть атмосфера продавливая все преграды). общий объём камер сгорания двигателя 1ХЗ 4.2л, горшков 6. 6Х0.7=4.2

Т.е. максимальный объём каждого горшка 0.7л получается. Ну это бутылка винища типа... Окно впускного коллектора диаметром около 5см. Т.е. получается тара от "Пол Массон" не дать ни взять...

http://www.ljplus.ru/img4/t/s/tsarev_alex/t_paul_masson_red.jpg

Ну вот представте себе насколько быстро наполнится такой обьём воздухом, если в нём будет например вакуум? Наверное наносекунды. Горловина практически равна дну посуды. Была бы дырочка маленькая, эффекта мгновенного заполнения не получилось бы. В этом случае действительно портебовалась бы работа, чтобы наполнить объём атмосферным воздухом.

В трубе впускного коллектора атмосферный воздух двигается с некоей скоростью, адекватной разнице давлений. Но тот конец трубы, который непосредственно связан с атмосферой внутри будет иметь атмосферное давление. Оно может измениться после прохождения фильтра если он имеет сопротивление. Пример на пальцах: в водопроводной сети(атмосфера) одинаковое давление вне зависимости от диаметра труб, по которым течёт вода. Однако на падение давления в сети влияет массовый расход воды(потребности двигателя). Все нормальные краны(фильтры) имеют массовый расход(сопротивление) ниже возможностей системы по давлению, по этому из них течёт вода с одинаковым давлением вне зависимости от диаметра.Но если случается авария и трубу системы прорывает(массовый расход превышает возможности системы)то давление падает.Т.е. в нашем случае впускная система начинает преобретать сопротивление, а двигатель испытывать воздушное голодание.Если же есть запас впускного коллектора по расходу хотя бы один процент, то никаких голоданий происходить не будет. Как то так.

[KuzyaVod 11]

...Сопротивление способен оказывать только фильтр....

.... кроме преодоления сопротивления фильтра никакого другого СОПРОТИВЛЕНИЯ всасыванию атмосферного воздуха нет!...представте себе насколько быстро наполнится такой обьём воздухом, если в нём будет например вакуум? Наверное наносекунды. ...

Опять про "мгновенно" :( Я ведь уже приводил пример, что даже ВЗРЫВ и тот происходит за ВРЕМЯ, соизмеримое с механическим вращением двигателя. Кстати, за наносекунду СВЕТ проходит лишь 30см :blink:

Давай лучше оценим скорость потока воздуха во впускной трубе, чтобы "на собственной шкуре" ощутить её сопротивление.

Вводные: объем 4,2л, обороты 3000об/мин, диаметр трубы 5см, турба наддувает еще 0,5 атм.

Считаем объём воздуха, потребляемого движком (в куб.м., а не в Поль Масонах )

Сначала приведем данные.

Впуск - один раз в два оборота. 3000/2=1500 об/мин =25 об/сек

4,2л=0,0042куб.м.

0,0042*25=0,105куб.м/сек, да добавим на турбу коэфф. 1,5 и получим 0,158куб.м/сек, это, кстати, 158 литров/сек

Сечение трубы 0,025*0,025*3,14=0,002кв.м. Считаем длину "столба" воздуха, который за секунду должен "пролететь" через сечение трубы 0,158куб.м/0,002кв.м=79м. За секунду поток воздуха пролетает 79 метров! В более привычных единицах измерения 284 км/ч - вот такая скорость воздуха в трубе. Недаром на авто ставятся глушители не только на выпуск, но и на впуск - поток такой скорости немало шумит и свистит. Создайте-ка такой поток воздуха в трубе и посмотрим, что "на это не надо никакой работы". На такой скорости не то, что длина и изгибы трубы влияют на сопротивление, даже просто шероховатости внутри трубы - вспомните полировку коллекторов изнутри (чаще этим занимались на мотиках и авимоделях)

И напоследок. Давайте уменьшим трубу всего на 1 см, до 4см в диаметре. Всего-то чуть-чуть.

Сечение стало 0,02*0,02*3,14=0,001кв.м. Скорость потока стала 0,158/0,001=158 м/сек=569км/ч - а это уже пол-звука!!!

[KEROSIN 67]

Но в исходнике труба даже уменьшенная на 1см имеет гораздо большую пропускную способность, чем окно в голове и щель в зазоре клапана!

[KuzyaVod 11]

Тогда еще сказочка...

Берем металлическую бочку, просверливаем отверстие 10мм диаметром. Затем берем в руки кусок пластилина весом 1 кг и руками начинаем уминать и пропихивать этот пластилин в бочку. Засекаем время, которое нам на это потребуется.

Теперь привариваем к этой же бочке (в том месте, где отверстие) трубку диаметром те же 10мм и длиной хотя бы 100мм. Запихиваем пластилин в бочку, но уже через трубку. Труднее стало? Да почти невозможно!!!

Это я к тому, что щель под клапаном (узкое место), действительно, неширокая, но она и не продолжительная (не длинная), а с удлинением трубы нам надо её многократно уширять (вспомни амер.фильмы - там по вентиляционным коробам люди умудряются лазить - нафига такое большое сечение?) да и клапан обслуживает один цилиндр, а не все шесть.

Изменено 13 сентября 2011 пользователем KuzyaVod

[KEROSIN 67]

А я ща тебе вот усложнение твоих рассчётов покажу:

Вот глянь, это штатный набалдашник штатного впускного коллектора( длина корого в крыле ну на полметра меньше длины со шноркелем кстати)диаметр его 90мм.

А вот штатный циклон, который вставляется в это хайло.

Диаметр блистера в центральной части 37мм. Вычислим полезную площадь, пропускающую воздух: пR2. Получаем площадь большого хайла 63.61 см2, отнимаем площадь блистера 10.75 см2 получаем 52.86 см2. Уже на входе затык получается, да ещё за циклоном стоит труба с двойными стенками, оттесняющими пыль в карман, там диаметр отверстия ещё меньше. На фоне этого все последующие увеличения сечений трубы наверное бесполезны, да их и нет собственно. До фильтра идёт ровное сечение воздуховода, после уже меньше, коллектор ещё меньше, подвод к окну ещё меньше, в клапане ещё меньше. А вот скорость потока и сопротивление наоборот всё больше и больше.

http://zil130-131.ru/wp-content/uploads/2010/11/%D1%80%D0%B8%D1%81174.jpg

Потом про какие длины мы говорим относительно сечения? Приблизительно 120смХ9см для воздуха(газа) в плане сопротивления это не проблема, а для пластилина наверное ..да!

Изменено 13 сентября 2011 пользователем KEROSIN

[Evgenchik 1]

А вот по поводу давления в водопроводных трубах сто процентная ошибка. Еще в школьном учебнике физики была картинка, что если в одной трубе меняется диаметр пускай даже несколько раз с большего на меньший и обратно, то меняется не только скорость течения жидкости , но и давление на разных диаметрах, причем чем больше диаметр на участке, тем больше там давление.

[KEROSIN 67]

Абсолютно верно! Контрольное слово ДАВЛЕНИЕ! Вопрос в том, где начинается область РАЗРЯЖЕНИЯ.То есть хватает ли атмосферного давления чтобы удовлетворить потребности двигателя или ему самому приходится подсасывать кислород.От массового расхода будет зависеть где образуется область низкого давления и как быстро она устраняется атмосферным давлением: непосредственно в камере сгорания, в области за фильтром или начиная со среза впускного коллектора.А может над ним и смерч на несколько см. стоять будет...

Пример: вы хотите попить из шланга диаметром в палец, присоединённого к системе под давлением. Вы плотно прижали шланг к губам и вам открывают вентиль на всю катушку. Вопрос: вы в состоянии глотать воду быстрее водопроводной системы? А если давление регулировать вентилем? А если вместо губ к шлангочке подключить центробежный насос с выработкой 3 куба в минуту? Ы?

http://airplanegroundschools.com/Aircraft-Systems/Turbine-Engines/Aircraft%20Gas%20Turbine%20Engine%20Principal6.gif

По этому тут всё не так однозначно. Если считать массовый расход по максимальным оборотам, то пропускной способности впускного тракта может и не хватать, а вот на рабочих оборотах вполне себе нормально. Та же песня с турбовыми движками. Подхват турбины начинается с 1.5-2000об. а как же движок работает на холостых и низких оборотах если дырочка улитки микроскопическая, турбоэффекта нет?

http://images.reklama.com.ua/2010-06-04/447494/photos0-800x600.jpeg

[KuzyaVod 11]

В водопроводе имеется избыточное давление- насос на водокачке постарался, ПОРАБОТАЛ. В атмосфере же нет избыточного, нет РАЗНИЦЫ давлений, атмосфера - она спокойная, ей всё пофик, пока её не трогают - она не колышется. Аналогия с попитием водички из шланга пОнята, но неуместна.

Область низкого давления возникает сразу же над верней плоскостью поршня, когда мы его начинаем двигать вниз, совершая при этом РАБОТУ. Работа совершается в любом случае, даже пусть нам вроде бы ничего не мешает - да давайте вообще снимем ГБЦ с мотора!!! Полностью открытый цилиндр!!! В природе почти всё обратимо - попробуем наоборот - расположите свой нос над открытым цилиндром, поршень в НМТ - крутните колено - толкните поршень вверх. Почуяли толчок воздуха в нос? Это работа? Это сопротивление воздуха? ДА.

Пойдем еще дальше - уберем не только ГБЦ, а вообще цилиндр, оставим один поршень :blink:

Поршень - это авто едет по дороге. Впереди ему мешает ехать область повышенного давления (атмосфера почему-то не торопится расступаться перед авто за наносекунды ), а сзади ему мешает ехать область пониженного давления (и тут тоже атмосфера не "заполняет пустоту" за наносекунды).

Этот эффект настолько силен даже на малых скоростях - велосипедисты им пользуются - едут в "кармане" за лидером. Лидер совершает работу против атмосферы, а не атмосфера его подталкивает в спину.

[KerosinkA 1]

Да всё понятно, только работу, которую можно назвать работой поршень будет совершать лишь тогда появится значительное противодействие его движению вниз. А этому кроме всего прочего препятствуют силы трения.По сравнению с силами трения, с которыми отлично справляются смазывающие вещества и некислая энерция маховика работа по созданию ничтожной области низкого давления в камере сгорания, соединённой с атмосферой сообразным воздуховодом чрезвычайно мала!Честно говоря я даже и не представляю как её измерить. В этом то и смысл всей системы, чтобы совершать как можно меньше работы при максимальной продувке камеры.

Пример с трубопроводом я привёл чтобы было понятно, что массовый расход или компенсируется атмосферой или нет. В системе тоже жидкость находится в состоянии покоя, пока не открывается кран с более низким давлением снаружи. Насосом можно не пользоваться, достаточно эффекта сифона.

Я вот тут по случаю разбирал часть коллектора в моторе и специально для вас сделал замеры воздуховодов и выхлопного тракта.

Итак:

выходное окно банки фильтра:68мм

впускное окно воздуховода двигателя:63мм далее рампа ещё тоньше визуально.

диаметр трубы выхлопного тракта: 60мм

Ну тык как вы думаете, если сделать приёмную трубу равную по диаметру выхлопной т.е. 60мм двигатель удушится?

Ой! Из под ника жаны.. :blink:

Изменено 14 сентября 2011 пользователем KerosinkA

[KuzyaVod 11]

... энерция маховика работа по созданию ничтожной области низкого давления в камере сгорания, соединённой с атмосферой сообразным воздуховодом чрезвычайно мала!Честно говоря я даже и не представляю как её измерить. ...

А инерция маховика нам задаром достается?!

Измерить примерно так

http://files.sovplym.ru/documents/support_info/ventilation/vnt_engineering_1.pdf

как видим, даже 15-гр%2

КАКАЯ Ж?№ППААА!!!! Две страницы умного текста браузер слопал!!!! так писАл, так старался

Изменено 14 сентября 2011 пользователем KuzyaVod

[wowan75 30]

КАКАЯ Ж?№ППААА!!!! Две страницы умного текста браузер слопал!!!! так писАл, так старался

это несправедливо :(

[KEROSIN 67]

Ну и? Вопрос то в том, какой процент от мощности движка съедает сопротивление воздуха в данном случае как раз на расстоянии 1м. Есть он процент?Ведь труба шноркеля она только до фильтра идёт, а там всё дальше штатно. Я вам дал 2 вводных: диаметр выхлопной трубы 60мм, средний диаметр впускного коллектора 63мм в стоке.К сожалению не могу дать площадь окна в голове, но она где то 50-45мм.

Вот и посчитайте какое будет сопротивление и сравните его с сопротивлением трения КВ и инерционнным потенциалом маховика, если он способен легко СПРЕССОВАТЬ воздушносолярную смесь до взрыва. :P ИМХО это похоже на ловлю чёрной кошки...

Изменено 14 сентября 2011 пользователем KEROSIN

[KEROSIN 67]

Вот выдержка из трактата по судовым дизелям:

"В четырехтактном двигателе рабочий цикл осуществляется за два поворота коленчатого вала, т. е. за четыре хода поршня. Механическая работа совершается только за время одного такта, три остальных служат для подготовки. При первом такте поршень движется в направлении коленчатого вала. Под воздействием возникающего при этом разрежения воздух через открытый всасывающий клапан устремляется в цилиндр. В дизеле без наддува давление всасываемого воздуха равно атмосферному, в дизеле с наддувом к цилиндру подводится уже предварительно сжатый воздух."

Вот вам ещё два тезиса: о том, что воздух не пластилин, его не надо насильно забивать в дырку и о том, что давление по всей магистрали атмосферное, а не низкое.

Блин, как всё медленно помобильному инету то...:(

Вот ещё оттуда же:

"За счет относительно небольшой площади открывшегося кольцевого отверстия в цилиндре возникает разряжение, т.к. объем пространства в цилиндре увеличивается значительно быстрее, чем количество воздуха, которое может поступить через впускной клапан(вот оно, где самое узкое место та, надо ж тебе...ПРИМ).

В результате этого, воздух, преодолевая сопротивление воздушного фильтра(фантастика!), засасывается из впускного коллектора. Из-за гидравлического сопротивления фильтра и впускного коллектора некоторая часть объема, освобождаемого поршнем, остается незаполненной. Отношение объема действительно поступившего в цилиндр количества воздуха к объему, освобождаемому поршнем, называют коэффициентом наполнения цилиндров двигателя ηv.

ηv= 8⋅Gв/ (π⋅D2⋅S⋅n⋅i) ,

где Gв – объем поступившего в двигатель воздуха м3/с; n – частота вращения коленчатого вала мин-1; i – количество цилиндров.

Коэффициент ηv зависит прежде всего от гидравлического сопротивления впускного тракта и температуры воздуха в момент заполнения."

пс. Наверное сопротивление фильтра как вполне материального препятствия много выше, чем сопротивление тракта по диаметру воздуховода?

Изменено 16 сентября 2011 пользователем электроник

[wowan75 30]

Ну и? Вопрос то в том, какой процент от мощности движка съедает сопротивление воздуха в данном случае как раз на расстоянии 1м. Есть он процент?

ДА.

и не один

[Zhornic 25]

Какой кошмар..... :(

[KuzyaVod 11]

Керосин, ты мою ссылку на таблицу потерь в воздуховоде смотрел? Потери в нашем случае прикидывал? Наш случай слегка выходит за рамки тех таблиц, но оценку сделать можно.

А углы... как видим из таблиц, даже 15градусный поворот трубы уже вносит ощутимые потери. потери, которые вполне можно измерить.

Но самое интересное начинается дальше... Все эти таблицы - для устоявшегося потока, стабильного во времени, равномерно движущегося воздушного столба. А что у нас? А у нас всё хуже

Такт впуска, поршень идет вниз. Зона пониженного давления возникает СРАЗУ над поверхностью поршня. Столб воздуха начинает разгоняться (воздух тоже имеет массу и инерцию!!) во впускной трубе и заполнять цилиндр. И вот заканчивается впуск, разогнавшийся воздух упирается в закрытый впускной клапан. Столб воздуха в трубе пытается продолжить движение по инерции и возле клапана образуется зона повышенного(!!!) давления. (понятие гидроудара при быстром закрытии заслонки на водопроводе наверняка известно. но там несжимаемая вода, поэтому удар жестче).На этой сжатой подушке воздух "отпружинивает" от клапана и начинает с угасанием колебаться туда-сюда. Если следующее открытие впускного клапана придется на тот момент, когда воздух "отпрыгнул" - мы поимеем плохое наполнение цилиндра, а если мы "угадаем" и откроем клапан на волне высокого давления - мы поимеем "халявный мини-наддув".

Вот мы и пришли к теории резонансного впуска (аналогично выпуска).

Керосин, твоя ошибка в том, что ты относишься к воздуху, как к невесомому ветерочку, а на тех скоростях, что мы рассматриваем - это вполне осязаемый предмет.

Соотносить напрямую диаметры впускной и выпускной трубы считаю некорректным - как уже говорил, выпуск существенно облегчен высоким избыточным давленим выхлопных газов. А клапана - конечно, узкое место, недаром их делают четыре на цилиндр. Но посмотри на простые 2-клапанные - диаметр впускного больше выпускного, а еще есть трехклапанные моторы - два на впуск, один на выпуск. Это я к тому, что заполнить цилиндр сложнее, чем организовать выхлоп.

ПС. "Механическая работа совершается только за время одного такта, три остальных служат для подготовки. " в этой твоей цитате речь идет о полезной работе. А на всасывание и сжатие тоже тратится работа, только паразитная, потери. Ну не задаром же атмосфера соизволила "просочиться" через фильтр, "просвистеть" по трубе со скоростью 200км/ч и заполнить цилиндр

Изменено 15 сентября 2011 пользователем KuzyaVod

[KEROSIN 67]

Всё верно ты говоришь. Диаметры коллекторов для двигателей с 24 клапанами, где массовый расход, который способны выдать на гора 2 клапана гораздо выше! И не даром такие двигатели ещё и турбированы в добавок, ведь продувка камеры сгорания не меннее важная подготовка к формированию смеси, чем количество воздуха,способное вместиться в камеру за строго кратковременный промежуток времени.Тем более, что давление в 1 атм. на срезе даже одного клапана уже даёт значительный прирост мощности!

Если продолжать полемизировать по поводу атмосферного дизеля и предложенных графиков, то неточность не только в неравномерности потока, но и в неравномерности диаметра воздуховода, турбуленциях на каждом стыке( особенно плавность перехода от окна головы к коллектору важна, там скорость потока очень велика), тень, создаваемая направляющей клапана в окне и ещё кучей мелких причин.Они действительно влияют на мощность двигателя, но эти эффекты начинают себя проявлять далеко за 4.000 оборотов, которые для дизельных моторов лежат вне зоны максимального крутящего момента.Как я уже говорил, все эти "копеечки" остаются практически вне основных факторов потери мощности атмосферного дизельного двигателя( в теории это преодоление силы трения и неспособность клапана забрать столько воздуха за короткий промежуток времени, сколько способен отдать впускной коллектор даже с фильтром), пока его массовый расход до определённых оборотов не будет удовлетворён максимальной пропускной способностью коллектора, которая как я вам наглядно показал имеет минимальные различия по диаметру с выпускным трактом в стандарте. Т.е. пока есть запас по массовому расходу, хоть в 50%, хоть в 2%, это не важно, симптомов удушения не будет наблюдаться при прохождении воздуха по монодиаметровой трубе, напрямую связанной с атмосферой до фильтра, ибо потери на фильтре и далее потери на клапане настолько значительные,что даже в трубе меньшего чем штатное сечения воздуха будет вполне предостаточно.

Ну не задаром же атмосфера соизволила "просочиться" через фильтр, "просвистеть" по трубе со скоростью 200км/ч и заполнить цилиндр

Не задаром, вот именно. Только со скоростью 200км/ч для заполнения цилиндра воздух именно "просачивается" конкретно через клапан в течении нескольких мгновений. А до этого скорость значительно меньше ибо потенциалы системы значительно выше( теоретически). Мне вот странно, почему вы считаете потери только одной части системы не беря во внимание ещё более узкие места другой части, типа фильтра и клапанного зазора?

Ведь тут не просто формула, а неравенство должно быть! При чём при разных режимах работы и показаниях массового расхода воздуха! В одном режиме результат будет удовлетворительным, в другом -нет.Сопротивления тут не суммируются, а взаимоисключаются.Пропускная способность всей системы определяется по самому узкому месту и затраченная на это работа там максимальная.Насколько значительны потери в менее нагруженных участках зависит от их длины и конфигурации. В нашем случае это десятки см, даже не метры и эффект с опротивления должен быть малозначительным( в пределах нескольких процентов против десятков процентов на фильтре и клапане).

Ну я бы выразил это так:

А+B>C

A+B>= C

A+B<С

Где А и В совокупное сопротивление клапанного зазора и фильтра, а С- совокупное сопротивление остального впускного тракта, напрямую связанного с атмосферой на максимально допустимых оборотах.

О реальном влиянии на двигатель думаю можно говорить лишь в третьем случае, и то по сути на некоем режиме выше среднего.

Рассказываю реальный случай:

Работал я в Шарике в АРМСе(авторемонтные мастерские спецавтотехники АП Шереметьево). Чинили мы тягач самолётный, Белаз.

http://foto-avto.narod.ru/foto/4/4012.jpg

На нём стоит движок Д12, танковый, 12 горшков, V-образный. Сменьщики чё та учудили с ним и он пошёл в разнос. Мужики по простоте душевной решили его заглушить запихнув в хайло(фильтр был отсоединён) рукав телогрейки.

В результате буквально через пару секунд в коллектор засосало всю телогрейку, мало того, мотор продолжал как ни в чём не бывало набирать обороты, а из выхлопной трубы полетели горящие куски ткани и ваты в перемешку с копотью и искрами! :blink: Спасло только полное обезвоживание...т.е. обрезали все топливные шланги и врубили передачу на тормозах...О как! Вот это настоящий засос, с большой буквы! :P

Изменено 16 сентября 2011 пользователем электроник

[KuzyaVod 11]

...даже в трубе меньшего чем штатное сечения воздуха будет вполне предостаточно...

Да и ты верно говоришь!

Вот только думаю, что автоинженеры не зря хлеб едят, и если бы было достаточно меньшей трубы (менее материалозатратной, более дешевой), то они бы давно её сделали "штатной". Вряд ли там заложен большой запас. Скорее, наоборот, компромисс на грани удушения.

Но это опять без цифр, с упованием на "здравый смысл". :(