Подключение дополнительного ДАД. Насосные потери.

вопросы по работе с программами, FAQ

Модератор: AB

Ответить
Сообщение
Автор
Contros

Подключение дополнительного ДАД. Насосные потери.

#1 Сообщение Contros »

Кроме механических и термодинамических потерь в двигателе существуют еще и насосные потери - они проявляются в тактах впуска и выпуска.
Если во время такта впуска давление в ресивере меньше давления в картере (давление в картере близко к атмосферному), то разность давлений будет тянуть поршень вверх, тогда как коленвал тянет поршень вниз - отсюда возникают потери мощности. Если же давление в ресивере будет больше давления в картере, то наоборот - давление смеси на поршень добавит двигателю мощности. Аналогично с тактом выпуска.
С помощью этого файла http://jc-tech.ru/download/files/gloss.xls можно произвести приблизительный расчет насосных потерь для 4-х тактного 4-х цилиндрового двигателя.

Давление в ресивере в системах управления с ДАД известно. Как узнать давление в выпускном коллекторе? Для этого нужно подключив дополнительный ДАД 47.3829 на 51-ю ногу Микаса.
В ПО M7SPORT версии 1.02 необходимо сделать следущее:
1. 51-я нога предназначена для датчика температуры коллектора, поэтому, чтобы в переменную TDTK в MOLT передавались данные с 51-ой ноги, в прошивке необходимо установить галочку "Комплектация датчиком t коллектора". Когда галочка не установлена, переменная TDTK=TWAT.
2. Тарировка датчика температуры коллектора в прошивке долждна быть задана линейно возрастающей от точки (0, -60) до точки (4.98, 195).
Изображение
3. Таблица "Коэффициент для вычисления температуры заряда" должна быть установлена в единицу. Т.е. температура заряда всегда будет равняться TAIR (это приведет к некритичному обогащению смеси). Это необходимо, чтобы показания дополнительного ДАД не влияли на приготовление смеси.
4. В MOLT в меню Опции надо установить галочку "Дополнительный ДАД на 51 ноге".

Опрос 51-ой ноги в ПО происходит реже, чем опрос основного ДАД, поэтому сигнал имеет ступенчатый вид.

Как осуществить соединение системы выпуска с ДАД? Предлагаю такой вариант: в ненужный датчик кислорода вваривается кусок тормозной трубки, а на тормозную трубку надевается бензомаслостойкий резиновый шланг, который другим концов подключается к ДАД. Чем ближе к выпускному коллектору будет вкручен датчик кислорода, тем больше должна быть длина тормозной трубки - она играет роль радиатора, чтобы шланг выдержал нагрев.


Примеры измерений, проведенных дополнительным ДАД.
Измерения проводились на двигателе ЗМЗ-4062 в такой конфигурации: степень сжатия 9, выпускной коллектор ЗМЗ-405, турбина TD04L, интеркулер от калдины, выпуск на 63мм трубе, оконечная банка — глушитель от выпуска евро-2.

1. Доп. ДАД подключен перед интеркулером, дроссель открыт на 100%, потери составляют 40мбар (0.04атм).
Изображение

2.Доп. ДАД подключен перед интеркулером, дроссель открыт на 50%, потери составляют 60мбар (0.06атм). Расход воздуха примерно такой же, как и в 1.
Изображение

3. Доп. ДАД подключен в выпускной коллектор перед турбиной, впуск снят (турбина дует в атмосферу), дроссель открыт на 100%. Давление в выпускном коллекторе достигает 2.2бар. Потери на привод турбины при 5000об/мин составляют ~13 л.с.
Изображение

4. Доп. ДАД подключен в выпускной коллектор перед турбиной, вестгейт отрегулирован на 0.4 избытка. Давление в выпускном коллекторе достигает 2.35бар. Дроссель открыт полностью.
Обратите внимание, что до открытия вестгейта давление в ресивере превышало давление в выпускном коллекторе — это значит, что потери на привод турбины отрицательны, т.е. она повышает КПД двигателя! Узнать при каких давлениях и расходах воздуха это превышение будет сохраняться, можно на двигателе с низкой степень сжатия.
Изображение

Сравним потери на привод турбины с потерями на привод компрессора Eaton M45.
При частоте вращения коленвала 5000об/мин, избытке 0.35бар и расходе воздуха 550кг/час потери на привод турбины составляют ~13л.с.
550кг/час - это около 250CFM (кубических футов в минуту).
Частота вращения компрессора Eaton M45 при таком же расходе воздуха и избытке - 11000об/мин.
Изображение
Потери на привод компрессора при такой частоте вращения и избытке 0.35кПа составляют 11л.с.

Изображение

Компрессор в этом примере имеет небольшое преимущество, т.к. турбина работает неоптимальных условиях. Но при избытке 0.69кПа и расходе воздуха 250CFM (550кг/час) потери на компрессоре составят уже 17л.с., в то время как для турбины TD04 на основе измерений можно спрогнозировать потери до 10л.с.

Использование большого компрессора картину потерь не поменяет, но нагрев воздуха значительно снизится.
http://www.not2fast.com/turbo/maps/M112flow.gif
http://www.not2fast.com/turbo/maps/M112power.gif
http://www.not2fast.com/turbo/maps/M112deltaT.gif
http://www.not2fast.com/turbo/maps/M45deltaT.gif


Выводы:

для получения максимальных значений крутящего момента и мощности необходимо
значительно снижать степень сжатия (7-7.5), чтобы была возможность поднять давление наддува и установить оптимальный УОЗ.
Высокое сопротивление системы впуска (неполное открытие дросселя в том числе), вызывает повышение давления на участке от турбины до дросселя, что повышает нагрузку на турбину и приводит к повышению давления в выпускном коллекторе, т.е. вызывает снижение мощности и экономичности.

Минусы высокой степени сжатия:
- приходится снижать давление наддува, что приводит к сильному снижению мощности, причем не пропорциональному уменьшению наполнения, а сильнее, что видно из графиков - потери на привод турбины при избытке 0.3 и расходе воздуха 500кг/час составляют около 10л.с.
- приходится снижать УОЗ, что приводит к снижению мощности, повышению температуры выхлопных газов, а высокая температура ОГ вызывает перегрев выпускных клапанов, повышает давление в выпускном коллекторе (опять снижение мощности), приводит к коксованию масла в картридже турбины, вызывает перегрев турбины, который в свою очередь, вызывает повышение температуры воздуха, а повышение температуры воздуха опять требует снижения УОЗ.
- низкий УОЗ + высокая СЖ сильно затрудняют искрообразование, т.к. его момент приходится на максимум давления в цилиндре.
- чтобы побороть детонацию приходится делать богаче смесь, что приводит к снижению мощности, и опять к повышению температуры ОГ (при сильном обогащении)
- снижение надежности двигателя, требовательность к качеству топлива

Минусы низкой степени сжатия:
- повышение расхода топлива (особенно на низких наполнениях)
- повышение вредных выбросов

Минусы высокого давления наддува:
- снижение ресурса турбины
- повышение нагрузок на ЦПГ
- увеличение нагрузок на трансмиссию (нагрузка на трансмиссию определяется максимальным значением крутящего момента, а не мощности)

Плюсы высокого давления наддува:
- возможность получить максимум мощности на более низких оборотах, где меньше износ ЦПГ и меньше мех. потери
- увеличение мощности и экономичности за счет превышения давления в ресивере над давлением в выпускном коллекторе.
Последний раз редактировалось Contros Вт авг 24, 2010 12:46 am, всего редактировалось 1 раз.

Contros

#2 Сообщение Contros »

Товарищи пользователи MOLT, если вы проведете подобные измерения - выкладывайте их в эту тему! Это поможет нам всем составить представление о величине потерь на разных турбинах, коллекторах и выпускных системах.
Тема на самом деле недостаточно изученая и интересная :)

nikll
Сообщения: 161
Зарегистрирован: Ср май 27, 2009 9:26 am
Откуда: Екатеринбург
Контактная информация:

Re: Подключение дополнительного ДАД. Насосные потери.

#3 Сообщение nikll »

хм, интересные результаты получаются, можно четко прогонять различные турбины с целью определения оптимальных параметров давления и обротов двигателя. Я конечно знал что турбонаддув в принципе способен поднять кпд двигателя (за счет разного профиля крыльчаток и разных обьемов газа до и после двигателя) но я не догадывался что это происходит на столь низких оборотах и давлениях. Видимо для более сущщественного результата надо турбину по больше, буст атмосферы полторы и степень сжатия 7,5.
И еще одно наблюдение, кпд существенно снижается когда турбина начинает давать больше чем способен переварить движок (и мы соответсвенно ограничиваем ее вестгейтом), непойму от чего так? Может из за слижком маленькой турбины? Давление на входе в движок неизменно, обьем газа растет линейно на входе и на выходе, а вот давление на выходе по мере увеличения потока после 3700об растет, видимо вылезли из отпимальной зоны работы турбины.
Соответсвенно вывод по этому графику, TD04 эффективна только до определенных расходов воздуха, причем турбина оптимальна для давлений явно выше 0,4 атм.
Пойду в гараж, засверлюсь на своей технике в выпуск с целью замеров давлений, давно пора проверить эффективность выхлопных систем :)
Кстати, вопросик есть по ДАДу, какое напряжение ему на вход подовать? 5 вольт?

Аватара пользователя
VAFER
Сообщения: 190
Зарегистрирован: Чт окт 02, 2008 10:33 am
Откуда: Екатеринбург
Контактная информация:

Re: Подключение дополнительного ДАД. Насосные потери.

#4 Сообщение VAFER »

Да, 5 вольт.

Contros

Re: Подключение дополнительного ДАД. Насосные потери.

#5 Сообщение Contros »

nikll писал(а):Я конечно знал что турбонаддув в принципе способен поднять кпд двигателя (за счет разного профиля крыльчаток и разных обьемов газа до и после двигателя) но я не догадывался что это происходит на столь низких оборотах и давлениях.
Если поднять давление на TD04, оптимальная зона расширится.
nikll писал(а): И еще одно наблюдение, кпд существенно снижается когда турбина начинает давать больше чем способен переварить движок (и мы соответсвенно ограничиваем ее вестгейтом), непойму от чего так?
В зоне больших расходов воздуха и низкого давления, КПД турбины низкий http://www.not2fast.com/turbo/maps/td04-13g.gif

Ответить