Содержание
Знакомство с технологией наддува
Уроки истории
- Уроки истории
- Гоночные автомобили с нагнетателями
- Драгстеры с нагнетателями
- Нагнетатели Рутс на легковых автомобилях
- Центробежные нагнетатели
- Шнековый нагнетатель Лисхольма
Турбокомпрессоры: прошлое и настоящее
- Турбокомпрессоры: прошлое и настоящее
- Турбокомпрессоры на овалах и традиционных кольцевых гонках
- Развитие двигателей «Формулы-1»
- Устранение проблем с прокладкой головки блока цилиндров
- Разработка специальных видов топлива
- Преодоление турбоям
- Развитие двигателей в раллийных гонках
- Комбинированный наддув
- Последовательный турбонаддув
- Развитие систем, сглаживающих последствия турбоям
Закись азота: от истоков до наших дней
- Закись азота: от истоков до наших дней
- Возвращение закиси азота
- Возвращение закиси азота на треть
- Как избежать повреждения двигателя
Наддув: теория и основные принципы
- Наддув: теория и основные принципы
- Понятие плотности
- Детонация и раннее зажигание
- Как смещение угла опережения зажигания в сторону отставания влияет на мощность
- Степень сжатия против наддува
- Двигатель с изменяемой степенью сжатия компании SAAB
- Правила соревнований и спецификации топлива
- Расчет степени сжатия
- Зазор в верхней части блока цилиндров и зона завихрения в легковых автомобилях
- Зона завихрения в гоночных двигателях
- Толщина днища поршня, положение поршневого кольца и длина шатуна
Что необходимо знать о турбокомпрессорах
- Что необходимо знать о турбокомпрессорах
- Как турбокомпрессоры увеличивают мощность на выходе
- Отношение турбины A/R и выбор корпуса
- Факторы, влияющие на выбор компрессора
- Факторы, которые следует учитывать при выборе одного или нескольких турбокомпрессоров
- Гибридные турбокомпрессоры
- Основные принципы ухода за турбокомпрессором
Управление давлением наддува турбокомпрессора
- Управление давлением наддува турбокомпрессора
- Впускные вентиляционные клапаны
- Перепускной клапан выхлопных газов
- Датчик манометрического давления и датчик абсолютного давления
- Электронное управление давлением наддува
- Выбор внешнего перепускного клапана
Стратегия предотвращения турбоям в турбокомпрессорах
Что необходимо знать о турбокомпрессорах
- Что необходимо знать о турбокомпрессорах
- Выбор между нагнетателем и турбокомпрессором
- Привод и смазка нагнетателя
- Управление давлением наддува и клапаны сброса давления
Охлаждение впускного заряда
- Охлаждение впускного заряда
- Воздушный и водяной промежуточные охладители
- Конструкции с двумя охладителями
- Трубопроводы и соединения
Впрыск воды и другие альтернативные решения
- Впрыск воды и другие альтернативные решения
- Расположение распылителей
- Смесь воды и спирта
- Вспомогательные системы впрыска
Топливо и топливные присадки
- Топливо и топливные присадки
- Химический состав топлива и другие стандарты
- Использование нитрометана и смеси
Система подачи топлива
- Система подачи топлива
- Проверка пропускной способности и классификация форсунок
- Топливный насос и фильтр
- Расположение топливных форсунок
Система впуска воздуха
- Система впуска воздуха
- Воздушные фильтры с высокими техническими характеристиками
- Модификации головки блока цилиндров
- Выбор распредвала
Впрыск закиси азота
Система выпуска отработанных газов
- Система выпуска отработанных газов
- Изготовление коллектора трубчатого типа
- Размышления о размере выхлопных труб
- Конструкция выпускного коллектора
- Изготовление и обработка коллекторов
- Конструкция и выбор глушителя
Процесс горения и система зажигания
- Процесс горения и система зажигания
- Контактные системы зажигания
- Емкостная система зажигания
- Роль датчика детонации
- Тепловой коэффициент свечи зажигания
- Типы электродов свечи зажигания и материалы
- Полярность катушки зажигания
- Крышка распределителя и контакт ротора
Система управления двигателем
- Система управления двигателем
- Датчик массового расхода воздуха
- Системы измерения интенсивности потока воздуха
- Система Alpha-N
- Использование двух блоков и система Piggy-back
- Выбор подходящего динамометрического стенда
Повышение износостойкости двигателя
- Повышение износостойкости двигателя
- Расточка цилиндров
- Хонингование цилиндра
- Основная подготовка и балансировка
- Конструкция и производство поршней
- Поршневые кольца
- Демпфер крутильных колебаний
- Маховик
Система смазки
- Система смазки
- Вязкость и мощность
- Масляные насосы
- Система сухого картера
- Масляный бак
- Сапуны двигателя и разрежение в картере
- Масляные экраны и отражатели
- Вакуумный насос картера
Система охлаждения
- Система охлаждения
- Система охлаждения под давлением
- Охлаждение высокомощных двигателей
- Техническое обслуживание и конструкция радиатора
Модификация заводского двигателя с наддувом
Проверка теории на практике
- Проверка теории на практике
- Тест на соотношение топливовоздушной смеси и детонацию
- Тест для проверки эффективности компрессора
- Тест технических характеристик турбокомпрессора
- Проверка эффективности промежуточного охладителя
- Расчет эффективности промежуточного охладителя
- Проверка на наличие утечек под давлением и проблемы в конструкции воздуховодов
- Проверки водяного промежуточного охладителя
- Другие «похитители» мощности
И еще несколько размышлений
Система охлаждения под давлением
Обычно пользователи нашего сайта находят эту страницу по следующим запросам:
схема системы охлаждения, вентилятор охлаждения, радиатор охлаждения, схема системы охлаждения, конструкция радиатора, охлаждение высокомощных двигателей
Система охлаждения под давлением
Во втором случае появление пузырьков воздуха или паровых карманов можно предотвратить, создав в системе необходимый уровень давления, чтобы избежать закипания охлаждающей жидкости. Точка кипения воды – 100°С (на уровне моря), именно поэтому необходимо увеличить точку кипения, увеличив давление, так как рабочая температура большинства легковых автомобилей, использующихся в условиях городского движения, составляет 90°С, а в случае с гоночными автомобилями температура обычно составляет 70–75°С.
Прежде всего, давление в системе создается для того, чтобы предотвратить закипание охлаждающей жидкости после выключения двигателя. Как только охлаждающая жидкость перестает циркулировать по системе, ее температура начинает резко возрастать с температуры 90°С примерно до 110°С, что значительно превышает точку кипения воды на уровне моря под давлением 1,014 бар. Если вода будет закипать каждый раз после выключения двигателя, значительное количество охлаждающей жидкости будет испаряться, и, если вы не выполните прокачку системы охлаждения, это может привести к образованию воздушных карманов.
Во-вторых, независимо от показаний датчиков температура в каналах системы охлаждения вокруг камеры сгорания будет очень высокой. Запомните, что указатель показывает только температуру охлаждающей жидкости, циркулирующей в системе охлаждения, а не температуру охлаждающей жидкости вокруг седла выпускного клапана, где она обычно намного выше точки кипения. Чтобы предотвратить закипание охлаждающей жидкости вокруг камеры сгорания и образования парового кармана, в системе охлаждения необходимо создать давление. Если охлаждающая жидкость закипит в этом участке, может произойти локализированный нагрев металла, создавая термические концентраторы напряжения, что приведет к растрескиванию металла.
При создании в системе давления, используя крышку радиатора с давлением закрытия 0,97 бар, точка кипения охлаждающей жидкости увеличится до 125°С на уровне моря. Кроме предотвращения закипания охлаждающей жидкости после выключения двигателя крышка радиатора также предотвращает образование пузырьков воздуха в некоторых других ситуациях. Например, в двигателе легкового автомобиля дроссельная заслонка может часто полностью открываться при низкой частоте вращения, что приведет к резкому увеличению температуры в камере сгорания, выпускном канале и в области клапанов. При низкой частоте вращения двигателя водяной насос вращается медленно, поэтому интенсивность потока охлаждающей жидкости будет ограничена, а водяной насос не будет создавать давления в блоке и головке блока цилиндров. Только крышка радиатора способна предотвратить это локализированное закипание.
Примерно то же происходит во время пит-стопов гоночных автомобилей. Верхняя часть двигателя будет чрезвычайно горячей, так как движение по треку осуществлялось при полностью открытой дроссельной заслонке, а затем, когда двигатель будет работать на холостом ходу при выполнении всевозможных настроек и замены шин, охлаждающая жидкость в двигателе закипит без крышки радиатора.
Несколько замечаний по поводу водяного насоса
Когда частота вращения водяного насоса превышает максимально допустимое значение эффективной частоты вращения 3000–5000 об/мин, закипание будет предотвращать не крышка радиатора, а давление воды, создаваемое водяным насосом. Даже многие специалисты по тюнингу гоночных автомобилей, кажется, не понимают того, что независимо от давления закрытия крышки радиатора водяной насос, работающий соптимальной эффективностью, будет создавать давление около 2–2,75 бар в блоке цилиндров и головке блока цилиндров, когда поток охлаждающей жидкости из головки блока будет ограничиваться термостатом или пластиной ограничителя. Это давление будет задерживать охлаждающую жидкость вокруг верхней части головки блока цилиндров и вокруг камер сгорания, чтобы понизить температуру и предотвратить образование пузырьков газа в этих участках.
В-третьих, пузырьки газа, образовавшиеся вследствие кавитации водяного насоса, также могут быть устранены. В этом случае определяющими факторами будут конструкция насоса и частота его вращения. Даже высококачественные насосы подвергнутся кавитации, если они будут вращаться очень быстро, но некоторые заводские насосы начинают образовывать пузырьки воздуха при относительно низкой частоте вращения вследствие несоответствующей конструкции, а также технологии производства, на которой захотел сэкономить производитель. В прошлом водяные насосы отливались с крыльчаткой закрытого типа, а зазор между корпусом насоса и крыльчаткой был незначительным, чтобы обеспечить максимальную пропускную способность. Однако в наши дни крыльчатки заводских водяных насосов изготавливаются методом штамповки из легких сплавов металлов, поэтому крыльчатка насоса открытого типа часто будет расположена на значительном расстоянии от корпуса насоса. Подобная конструкция не только будет обладать меньшей пропускной способностью, что означает снижение давления в блоке цилиндров, но также будет способствовать образованию пузырьков в воде при низкой частоте вращения насоса.
Для наиболее распространенных двигателей в свободной продаже можно найти «гоночные» водяные насосы. В таком случае подбирайте литой насос с крыльчаткой закрытого типа с незначительным зазором. Некоторые так называемые гоночные водяные насосы действительно оснащены более прочными подшипниками и валом большего диаметра, но, так как конструкция корпуса и крыльчатки не всегда качественная, пропускная способность и сопротивляемость кавитации могут быть не лучше, чем в заводских насосах.
Если в наличии нет качественных гоночных водяных насосов, вам придется заняться модификацией заводского насоса. Возможно, вам удастся модифицировать насос с литой крыльчаткой закрытого типа. Конечно же, возможно, придется побывать на разборке, чтобы подобрать необходимые детали. В качестве альтернативного варианта вы можете модифицировать крыльчатку открытого типа в крыльчатку закрытого типа, приварив к ней опорную пластину. Затем, запрессовав крыльчатку обратно на вал насоса, прижмите ее еще сильнее, чтобы сократить зазор между корпусом насоса и лопастями крыльчатки.
Крыльчатка открытого типа малоэффективна: ее пропускная способность довольно низкая, к тому же она более склонна к возникновению кавитации уже при низкой частоте вращения. На самом деле то, что на первый взгляд кажется следами коррозии крыльчатки, является эрозией под воздействием кавитации.
Крыльчатка закрытого типа намного более эффективна и менее склонна к кавитации. Четыре отверстия оптимизируют интенсивность потока охлаждающей жидкости с целью смазки иохлаждения уплотнения.
Разобравшись с этим, необходимо обратить внимание на частоту вращения насоса. В насосах с удачной конструкцией интенсивность потока охлаждающей жидкости будет увеличиваться пропорционально частоте вращения насоса, но степень увеличения начнет резко падать, если охлаждающая жидкость будет ударяться о лопасти крыльчатки и корпус насоса. Поэтому при частоте вращения насоса выше 5000 об/мин больше мощности будет затрачиваться на перемещение меньших объемов охлаждающей жидкости. В гоночном двигателе мощностью 650 л.с. водяной насос, вращающийся со скоростью 5000 об/мин, будет потреблять примерно 15 л.с.; при увеличении частоты вращения до 7000 об/мин паразитная мощность возрастет до 25 л.с. при увеличении интенсивности потока всего на 15–20%.
По мере увеличения частоты вращения водяного насоса может возникнуть кавитация, при этом в систему не только начнет попадать воздух, но ипропускная способность сократится на 20–25%. Кроме чрезмерной частоты вращения и несоответствующей конструкции насоса и крыльчатки также на момент возникновения кавитации будут влиять температура охлаждающей жидкости и давление в блоке цилиндров. Так как в среднем температура в системе увеличивается до 85°С, частота вращения насоса, при которой начнется кавитация, снизится. То же касается и давления вблоке цилиндров: более низкое давление означает, что кавитация начнет происходить при более низкой частоте вращения. В случае с гоночными двигателями это означает, что нам придется ограничить частоту вращения водяного насоса и контролировать давление охлаждающей жидкости вблоке цилиндров, вместо того чтобы волноваться только о температуре охлаждающей жидкости.
Прежде всего я хотел бы поговорить о частоте вращения насоса. Хотя большинство насосов достигает оптимальной эффективности при частоте вращения 5000 об/мин, учтите, что это значение все-таки может варьироваться, поэтому проконсультируйтесь с производителем насоса или выполните проверку пропускной способности самостоятельно. Если пиковой мощности насос достигает при частоте вращения 5000 об/мин, амаксимальная мощность двигателя достигается при частоте вращения 7750 об/мин, я устанавливаю большой шкив на насос, чтобы увеличить передаточное отношение привода насоса (65% от частоты вращения двигателя). Поэтому при максимально допустимой частоте вращения двигателя 8500 об/мин насос будет вращаться со скоростью 5500 об/мин, а при снижении частоты вращения двигателя до 6000 об/мин скорость вращения насоса составит 3900 об/мин. В общем, я стараюсь сделать так, чтобы насос большую часть времени работал в диапазоне максимальной эффективности, т.е. 3000–5000 об/мин.
Контроль интенсивности потока охлаждающей жидкости
Теперь стоит рассмотреть размер ограничителя, чтобы контролировать интенсивность потока охлаждающей жидкости через двигатель и радиатор, а также чтобы создать в блоке цилиндров необходимое давление охлаждающей жидкости – около 2 бар. Скажем, мы установили ограничитель сотверстием 16 мм, при этом давление охлаждающей жидкости нас устраивает, но температура слишком низкая. В таком случае можно попробовать использовать ограничитель меньшего диаметра, снизить частоту вращения насоса или применить оба приема. Если вы выполняли проверки в жарких климатических условиях, я бы снизил частоту вращения насоса, чтобы сократить паразитную мощность, но при этом я бы следил за давлением охлаждающей жидкости в блоке цилиндров, так как оно не должно снижаться. Если проверки выполнялись в холодных климатических условиях, можно установить ограничитель меньшего диаметра. Если это привело к увеличению температуры, к тому же давление вблоке цилиндров резко увеличилось до 2,4 бар, я, скорее всего, попробовал бы слегка снизить частоту вращения насоса, а также установить ограничитель с отверстием среднего диаметра.