Прочие авто-темы

перспектива ДВС (автоиндустрия).

Добрый вечер. Понимаю, что данная тема часто и много где обсуждалась, но все же.
Хочется услышать, что думают люди о перспективах ДВС. Всем известно, что кпд этого "парня" достаточно низкий. Могу ошибаться, но принято разделять его только на термодинамический (показывает какая часть тепла превращается в полезную работу) и механический (преодоление механических сопративлений и потери при передачи КМ). Можно также отметить, что даже в самых современных ДВС топливо сгорает не полностью. В итоге до 15-25 % топлива могут запросто "вылетать в трубу", где их "дожигают" дорогостоящие катализаторы. С таким учетом, КПД с трудом доходит до 40%. Понятно, что пока есть нефть, с конвейера будут сходить привычные "бензины" и "дизели".
Сейчас широко развивают использование альтернативного вида топлива для ДВС: сжиженные углеводородные газы (LPG), компримированный природный газ (CNG), дрова, гибриды и т. д.
Это хорошо, но мой вопрос немного о другом.
И так. Попробую максимально внятно и коротко их выразить.

Какие Вы видите перспективы качественного развития ДВС (если такие есть конечно)?
Какие главные проблемы и недостатки ДВС стоит выделить (с точки зрения устройства, рабочих процессов и т. д.)?
Возможно ли, по Вашему мнению, в основу конструкции классического четырехтактного двигателя внести принципиальные изменения, чтобы от этого был ощутимый толк? И какие именно?
Какие Ваши личные прогнозы или же предположения касательно будущего ДВС?
Что на Ваш взгляд более перспективно в качестве альтернативы ДВС на автомобилях? И в каком направлении стоит работать автомобилистам, инженерам, конструкторам, может даже политикам?

Ответы принимаются в абсолютно свободной форме. Вообще интересно услышать любые мнения и рассуждения на эту тему. Единственная, но очень убедительная просьба..) не ссылаться на влияние мировой политики в данной области.
Буду рад любому мнению по теме.
До тех пор, пока существуют нефтяники, новые перспективы не имеют права на жизнь!
Михаил Хомига
Михаил Хомига
68 498
Лучший ответ
Дастан Мынжасар Я же убедительно просил откинуть влияние политики. Просто рассуждаем и делимся мнениями.
Поршневой ДВС был изобретён более 100 лет назад.
И на этом дерьме все автогиганты заставляют нас ездить. Модернизируя, украшая, усложняя его супер-пупер навороченной электроникой.
При этом КПД не выше 40%. Даже у самой навороченной феррари или мперс и т. д....
А КПД старючего электромотра - 97% !!!
И за последние сто лет никто не изобрёл нового и лучшего мотора???? Где эти все проэкты???? В чьих архивах похоронены????
Дастан Мынжасар Вот и мне интересно.. Как это за полтора века не отказались от этого чуда?) Выходит, что ДВС не прыгнет выше показателя КПД в 40%. Значит, либо "низя" сделать лучше именно ДВС, либо невозможно. Просто если так сильно трудятся над модернизацией ДВС и нет результата.. То в чем смысл этих трудов?? Почему не придумали за это время двигатель для бензина/солярки принципиально более качественной конструкции? Дело в проф. непригодности именно топлива или все же самого принципа работы ДВС?
КПД тепловой машины определяется по формуле Карно - Т нагревателя минус Т холодильника разделить на Т нагревателя. В действительности КПД двигателя определяется прочностью материалов. Можно попытаться сделать двигатель из Хзнает каких материалов, чтобы выдерживал высокую температуру, но это будет ОООчень дорого. Т холодильника - это Т внешней среды (Т радиатора, холодный двигатель просто не поедет, пусть в гейропе запрещают прогрев, сам грел, грею и буду греть до рабочей т-ры, даже летом).
Оперируйте не КПД, а часовым расходом топлива, для дизелей 150 г на лс в час, для бензиновых 200 г на лс в час. Выше не будет. Ну, может чуть-чуть.
Ни разу не видел, чтобы топливо в чистом виде вылетало в трубу. Если это происходит, надо ремонтировать двигатель. Дожигают СО, окислы азота и проч. в основном для "зеленых".
У двигателя на газе расход топлива (в г на лс в час) такой же, как у бензиновых и у дизелей. Теплота сгорания газа такая же, как и у солярки и бензина.
Форсируют двигатели с целью повышения мощности, а не с целью увеличения КПД. Расход топлива (в г на лс в час) такой же. При форсировании снижается моторесурс.
Биотопливо - если бананы растут где попало - тогда можно гнать самогонку, но это в Бразилии. Там где полгода зима себестоимость "биотоплива" может быть очень велика.
На дровах ездите сами, паровоз вам в гараж. Стирлинги неэкономичны, и это определяют законы физики.
Водород непонятно что, себестоимость его высока. Разговоры про водород - отмыв бабла.
Электромобили - нет таких аккумуляторов, равных по весу и запасаемой энергии в сравнении с бензином. Учтите стоимость аккумуляторов, на их заряд требуется больше энергии, чем они могут отдать, а также КПД электростанций такой же как у ДВС. В конечном итоге электромобиль окажется неэкономичным и дорогим.
В ближайшей перспективе замены ДВС нет. Вероятно, для легковушек может быть полезен гибридный двигатель, но только для "асфальтовых" машин.
Андрей Швецов
Андрей Швецов
38 049
Перспективы у ДВС нет! Но и технологии Николы Тесла тоже не доступны! Установка интеркулера и турбины конечно повышают КПД но сокращают ресурс! Биотопливо тоже не выход много сажи! Водород слишком опасен! Как-то так!
Вадим Воронин
Вадим Воронин
34 199
Дастан Мынжасар Перспектив не видно особо, сложно поспорить. Тесла.. Пока не будем об этом. Существенно кпд в такой способ не повысить, скорее мощность. Почему от биотоплива много сажи.?) Водород - тема очень интересная и перспективная, как по мне.
Уже много сот лет в механике ничего не меняется, по этой причине не вижу смысла, разрабатывать принципиально новый ДВС, Есть готовые решения электромобилей, вот их и нужно использовать, с оговоркой. Требуются восполняемые источники непрерывно электроэнергии такие как солнечная, ветренная энергии. и еще требуется так называемые "АКБ" позволяющие накапливать большие емкости, при малых габаритах - данное тех решение на текущий момент более персперктивно.
Дастан Мынжасар вполне разумно)
Ну, неужели!, люди не понимают, что мощный мотор нужен только для быстрого разгона, а для ПОДДЕРЖАНИЯ набранной скорости надо совсем немного сил ?!
Причин "непонимания" несколько:
-полное несоответствие теории "движения"-(ошибка Ньютона в формуле S=att/2). Ньютон пытался уравнять S/tt и F/m, но из-за "/2" формула не выходила... S=att (без /2). В результате нельзя ПРАВИЛЬНО найти "ускорение". ..Искать просто "а"- бессмысленно. S,t,m ..можно измерить. А F, "а",КПД, мощность-только рассчитать. S/tt=F/m. F-? Задача: машина, весом ...1160 кг ("Жигули") прошла (разгоняясь до сотни за 18 секунд 250 м. Конечная скорость- 100 км/ч-(27,8 м/с). Далее машина прошла накатом с этой скоростИ.... 950 м до полной остановки. Вопрос: какая нужна мощность, что-бы поддерживать скорость 100 км/ч. ? Решение: 950:13,9=68 секунд. "а"=13,9:68=0,2 м/сек. сек. F=m*a. 1160*0,2=237 кг. м/с. Это 3,2 л. с. при 100% КПД. При 16%-19,6 л. с. Мотор "Жигули" на скорости 100 км/ч выдаёт 54 силы. Мотор "кушает" на 54 силы, а должен на 20 силы. И обеднить смесь в два с половиной раза нельзя: детонация.... А в "дизеле"-злементарно! Уменьшили дозу впрыск- и экономия!...
- Почему дизель экономичнее бензина? Вот по этой причине: когда нагрузка снижается. (холостые обороты, медленный разгон, езда про "прямой", под гору...)
-. Для чего нужно дроссельная заслонка? В дизеле её нет, так может и в бензинках она не нужна?. .Пусть у мотора крутящий момент =...12 кг. м/с. На одном обороте-2 рабочих такта. Получается кр. момент ОДНОГО цилиндра=6 кг. м/с. При РАЗГОНЕ др. заслонка открыта полностью. Все 6 кг. идут на разгон. При снижении нагрузки водитель прикрывает др. заслонку. Часть сил-(...4) идут на движение машины, остальные-(2)-на ВСАСЫВАНИЕ воздуха под закрытой заслонкой. ..При 4000 оборотах-это 11 л. с. (а на них уходит бензин....) В дизеле-экономия! Заслонки нет!
И хотя от бензина тепла БОЛЬШЕ, чем от солярки, практически дизель экономичнее. При этом КПД (теоретически) БЕНЗИНОВОГО ДВС ВЫШЕ, чем у дизеля...
Так КАК сделать бензин практически экономичнее дизеля? Надо делать двигатели с изменяемыми фазами впуска: при разгоне-100% наполнения цилиндра, при снижении нагрузки-25% наполнения. Как? На ВПУСКНОМ кулачке распредвала на половину его ширины сделать наплавку, обеспечивающую ЗАКРЫТИЕ ВПУСКНОГО клапана и наполнение цилиндра на 25%. (Поршень идёт вверх, а клапан-открыт. Большая часть выдавливается из цилиндра, а оставшиеся смесь-сгорает). Выдавленная смесь уходит в цилиндр, где такт всасывания... Сил остаётся только на поддержание скорости-(нагрузки). И переключатель режимов. Всё это мною ДАВНО "делано-переделано" на "Москвиче", и результаты отличные, но понимания и поддержки не было... Всё затмил "электрический " двигатель.... Вот так "увязал теорию и практику"... Да, ещё! Почему КПД всего 16% ? Считайте сами: 3 такта машину ТОРМОЗЯТ, а не двигают. Остаётся один такт, но и в нём потери на трение, нагрев... Остаётся 16%
По расчёту так: Автомобиль весом m кг, имеющий мотор N л. с. Разгоняющийся до сотни за t секунд.. "Жигули". Берите ЛЮБОЙ автомобиль паспортные данные его, и сверяйтесь) t-18 сек., m-1160 кг. S/tt=F/m. F=900 кг. м/с. Мотор -75 сил=5625 кг. м /сек. 900*100/5625. 16%. "Nissan". 87 сил. 14 сек. до сотни. Вес=1050 кг.
13,9/14=F/1050. 87*75=6525 кг. м/с. 1050*100/6525=16%
ДВС не изчезнут пока не кончится топливо. А в ближайшей перрспективе электродвигатели и биотопливо+газовое топливо, Перспективы огромные рыночная экономика это стимулирует, а двс все в Африку отправят там людоедам нормы токсичности Евро 1,2,3,4,5,6.. не известны пока
"Всё новое-хорошо забытое старое".
Что-то мир "притих с ДВС"...Поутихли разговоры и о электро-моторе... Но проблема не исчезла: ДВС ЖИВ !
Что-бы правильно решать проблему, надо выяснить причину (ы) её.
1. Большой расход и дороговизна топлива
2. Грязный выхлоп.
КПД бензинового ДВС НЕЛЬЗЯ увеличить, потому, что сам вопрос "КПД ?" поставлен не грамотно: если один мотор расходует 10 л. бензина на 100 км., а другой (такой-же) 5 л/100 км, то это говорит об увеличении расхода на потери и снижении мощности. Но соотношение мощности ("грязной") и необходимой останется прежней величиной, которую и называют КПД.
Поясню: мотор 100 л. с. обеспечивает РАЗГОН машины (массой m кг) за время t сек. до 100 км/ч. Небольшой расчёт показывает, что его КПД 16%. Снизили мощность мотора-увеличилось время разгона. Увеличили вес машины- надо увеличить мощность мотора, чтобы сохранить время разгона. Но соотношение необходимой мощности и "грязной" всё-равно останется 16 % !!
Задача: рассчитать КПД авто на которой Вы ездите:
Посмотрите в тех. паспорте : мощность мотора, вес машины и РАЗГОН до 100 км/ч.
"Жигули", "Москвич". n-75 л. с. m- 1165 кг. Время разгона-18 сек.
Вопрос: какой достаточно мощности при 100% КПД ?
S/tt (V ср. /t)=F/m. 13,9/18=F/1165. F=900 кг. м/сек. Это 12 л. с. при 100%. Мотор=75 л. с. 16%.
"Nissan". n-87 л. с. m-1050 кг. t-14 сек. КПД ?
13,9/14=F/1050. F=1050 кг. м/с. Это 14 л. с. КПД 16%.
...Мощность мотора... 50 л. с. m-1200 кг. n-? Разгон (до 100)-?
50 л. с. =3750 кг. м/с- "грязная мощность". 16%=600 кг. м/с (8 л.. с.)
a=F/m. 600/1200=0,5 м/сек. сек. Разгон до сотни (t=V/a)=13,9/0,5=27,8 сек.
....мотор 75 л. с. Разгон-30 сек. Вопрос: m-?
Решение: a=V/t. 13,9/30=0,46 м/сс. 75 л. с. при КПД 16%=12 л. с. (900 кгм/с) m=F/a 900/0,46=1965 кг.
повысить экономичность БЕНЗИНОВОГО двс можно только изменением наполнения цилиндра раб. смесью ПО НАГРУЗКЕ. (а пока бенз. двс потребляет ПО ОБОРОТАМ). Или придать бензину свойство солярки: НЕ ДЕТОНИРОВАТЬ при обеднение смеси....)
Роман Копцев Ошибочные пути "улучшения экономичности" и КПД двс.
1. Всё,что стоит на пути в такте "всасывания" и " выхлопа" отбирает силы мотора.
2. Идея: "замена др. заслонки электронным регулированием клапанов" -глупа и безграмотна! Это просто "подмена", которая удорожает (и усложняет) мотор...
Надо знать (и помнить): ДВС работает ТОЛЬКО в 2-х режимах: РАЗГОН-НАКАТ! Раб. такт разгоняет машину, остальные-ТОРМОЗЯТ.
3. Пока будут 4 такта, (а иначе не будет) ЛЮБАЯ конструкция ДВС будет иметь КПД 16%. (наддув УВЕЛИЧИВАЕТ мощность, но снижает КПД . )
4. Бензиновый ДВС "кушает" по "оборотам". Дизель-"по-нагрузке".
5. Нарушать состав смеси (бензин-воздух) можно в пределах 5-7% в зависимости от нагрузки .(использовать детонацию при МАКСИМАЛЬНЫХ оборотах, (и позднем зажигании).
ДВС всегда был и будет до тех пор пока он полезен.
Другие двигуны уже давно в проекте.
Mrbbs Mrfyzv
Mrbbs Mrfyzv
200
Дастан Мынжасар Ну может и дольше будет. Как его усовершенствовать или так сойдет?
Проблема обозначена правильно. Если хотите получить на неё исчерпывающий ответ, то загляните в журнал "Изобретатель и рационализатор" (ИР) №2 за 2019 г., стр. 24-31 (Юбилейный 800 выпуск журнала).