Как увеличить мощность атмосферного двигателя: основные методы, доработки силовой установки, турбинный наддув, малый и чип тюнинг, закись азота

30.11.2020 alexxlab 0 Comments

Содержание

основные методы, доработки силовой установки, турбинный наддув, малый и чип тюнинг, закись азота

Эксплуатируя своё автотранспортное средство, некоторые владельцы задаются вопросом: «Как увеличить мощность атмосферного двигателя?», не всех устраивают те характеристики, которые присущи их стандартным заводским агрегатам, причин, почему так происходит, может быть много. В основном, это владельцы, планирующие использовать своё транспортное средство в спортивных целях, либо любители, желающие сделать эксклюзив своими силами и средствами.

Проводя мероприятия, по улучшению настроек, необходимо подходить к этому вопросу с точки зрения комплексных мер. Только в этом случае тюнинг атмосферного двигателя будет иметь ощутимые результаты и сможет полностью оправдать ожидания. Под улучшением показателей мотора, подразумевается увеличение его мощности и разгонных характеристик, это вплотную подводит автомобиль к показателям спортивных агрегатов.

Только правильно проведенные работы смогут раскрыть весь потенциал двигателя, снизить затраты на выполнение вредной работы по преодолению сил трения, повысить коэффициент полезного действия и мощность установки в целом. При неправильном подходе к решению вопроса модернизации, можно нанести непоправимый урон агрегату. В этом случае, двигатель будет выдавать характеристики хуже, чем они были, либо вообще перестанет работать.

Решения по повышению мощности

К основным методам увеличение мощности атмосферного двигателя можно отнести:

Замена коленчатого вала, расточка цилиндров;
Установка облегчённых шатунов и поршней;
Изменение фаз газораспределения путём установки специального коленчатого вала;
Улучшение и доработка системы впуска;
Улучшение и доработка системы выпуска;
Чип тюнинг мотора;
Установка турбинного наддува.

Доработка силовой установки частичная либо комплексная

Любой силовой агрегат, не зависимо от того, на каком топливе он эксплуатируется, либо в каких целях используется, подлежит улучшению. При массовом производстве в заводских условиях невозможно идеально подогнать и настроить мотор.

Корректируя недоработки и правильно устраняя заводские дефекты, можно добиться того, что агрегат будет выдавать на 10, а то и 20% больше мощности по сравнению с исходным результатом.

Конечно, простой подгонкой узлов и агрегатов друг к другу желаемого результата не достичь, для этих целей требуются денежные вливания, которые будут потрачены на покупку некоторых улучшенных механизмов, которые можно использовать в более агрессивных условиях. Именно этот фактор является недостатком доработки двигателя.

«Железная» доработка

Такой вид модернизации силовой установки относится к сложным методам, поскольку требует от мастера, проводящего работы определённого опыта и сноровки, кроме того, потребуется понести большие затраты по времени, труду и деньгам. Предполагается выполнение следующих видов работ:

Замена коленчатого вала;
Расточка цилиндров силовой установки;
Замена поршней и шатунов;
Доработка головки блока цилиндров.

При условии правильного выполнения всех перечисленных работ, метод позволит добиться снижения потерь мощности в процессе работы мотора, увеличить коэффициент полезного действия. За счет расточки блока цилиндров произойдет физическое увеличение объёма двигателя, улучшится наполнение цилиндров рабочей смесью, повысится степень сжатия, повысится эффективность процесса газораспределения при различных условиях работы мотора.

Положительным моментом реализации метода является то, что его проведение может быть частичным, то есть замене подлежат не все детали, а только некоторые узлы агрегата. Однако есть и недостатки, так, прирост мощности напрямую зависит от количества проведенных изменений и доработок. Например, замена одних только поршней не даст ощутимого эффекта.

В то же время, проведение масштабных изменений потребует существенных вложений при непропорциональной отдаче. С этой точки зрения, разумней будет применить комплексный подход, при котором соотношение цена-качество будет соизмеримо.

Применение такого подхода повлияет и на дальнейшую эксплуатацию силовой установки. Агрегат будет более капризным, требовать использования качественного топлива и дорогого моторного масла, значительно снизится ресурс и увеличится детонация.

Турбинный наддув

Этот вид увеличения мощности так же является достаточно сложным и затратным. Однако, стоит отметить, что установка турбинного наддува на атмосферный движок является более эффективным методом, в сравнении с «железной» доработкой. Если же применить эти два подхода в комплексе, то есть, установить усиленные детали и механизмы параллельно с турбинным наддувом, то полученные результаты будут значительными.

К недостаткам метода можно отнести значительные финансовые расходы, сложность с выбором и подгонкой деталей и механизмов, а так же последующей тонкой настройкой всех систем друг под друга и силового агрегата в целом. В связи с тяжелым характером такого рода работ, сложно найти мастера для их выполнения. Специалист такого уровня должен обладать высокой квалификацией и богатым опытом в данной сфере.

Малый тюнинг атмосферного мотора

Способы увеличения мощности, описанные ранее, подходят не всем. Очевидно, что такие манипуляции со своим автомобилем позволит себе сделать не каждый, в виду сложности работ и дороговизны проектов. Поэтому, обычные автолюбители, желающие усовершенствовать свой агрегат, очень часто прибегают к простым и дешёвым методам повышения мощности. Эти способы пользуются большой популярностью и доступностью.

Одним из способов модернизации силовой установки, является применение на агрегате воздушного фильтра нулевого сопротивления, который за счет улучшенных свойств, имеет меньшее аэродинамическое сопротивление и даст мотору получить больше воздуха. Заметить сильные изменения рядовому авто владельцу будет сложно, поскольку прирост в данном случае минимален, всего от 0,5 до 2,5%, тем не менее, выполнить такие манипуляции можно.

Недостатком такого способа является некачественное выполнение фильтром своих функций. Таким образом, обратной стороной является попадание грязного воздуха в силовой агрегат и загрязнение его, стоит ли применять новшество на практике, решать хозяину авто.

На этом фоне более целесообразным будет применение модернизации выхлопа, она подразумевает: ликвидацию катализатора, изменение геометрии выпускных труб, монтаж специального глушителя с прямым током. Задача манипуляций, устранение как можно большего количества препятствий на пути отработанных газов. За счет этого, движение выхлопа происходит без преодоления дополнительного сопротивления, на которое так же необходимо тратить энергию.

Разница будет заметна, поскольку прирост мощности такие изменения дают существенный, в районе 5%. По итогу, тюнинговый двигатель будет давать лучшую разгонную динамику по сравнению с периодом до внесения изменений, набор оборотов будет проходить быстрей и резвей. Безусловно, способ требует вложений, но в сравнении с полной доработкой мотора и установкой турбины, детали, которые должны стоять на системе выхлопа, намного дешевле.

Чип тюнинг

Наиболее популярным, самым простым и доступным способом повышения мощности силового агрегата можно считать чип тюнинг. Простота этого метода заключается в том, что на уровне железа ничего менять не придется. При проведении мероприятий по усовершенствованию, вносятся изменения только на уровне программной части в прошивке электронного блока управления, который в настоящее время есть у всех современных моторов.

Нужно отметить, что чипуются атмосферные, силовые установки с турбиной, бензиновые и дизельные агрегаты.

Положительной стороной внесения изменений можно считать:

Увеличение мощности и крутящего момента на программном уровне;
Отклик на нажатие педали газа со стороны мотора происходит быстрей;
На моторах с установленным турбинным наддувом уменьшается эффект провала;
Стабильная работа агрегата на холостом ходу;
Мощность не пропадет, если подключать сторонних потребителей, таких как обогрев зеркал, кондиционер, обогрев сидений и т.п.;
При проведении «гражданского тюнинга» нет потерь ресурса у силовой установки;
Нет проблем при прохождении технического осмотра автомобиля;

По соотношению цена-качество является самым оптимальным способом увеличить мощность;
Всегда можно вернуться к стоковым настройкам.

Минусами проведения изменений можно считать:

Рост требований к качеству топлива, в частности к октановому числу бензинового горючего и цетановому числу дизельного топлива;
Уменьшение ресурса силовой установки;
Опасность появления сбоев в электронном блоке управления и двигателе при некачественном выполнении работ. По этой причине, не рекомендуется выполнять чип тюнинг самостоятельно, правильней будет обратиться в профессиональные мастерские с опытом выполнения подобных работ;
Удаление катализатора и фильтра сажи требует перехода на нормы Евро-2, что существенно увеличивает выбросы СО в атмосферу.

Стоит ли чиповать свою силовую установку, каждый решает для себя сам. Еще один вопрос, который интересует потенциального клиента: «Какой же прирост мощности он получит после выполнения всех работ?». Конечно, все зависит от того, какая силовая установка стоит под капотом авто и в каком техническом состоянии она находилась до начала работ по модернизации.

В среднем, при условии качественного внесения изменений, цифры по приросту мощности следующие:

Бензиновая атмосферная силовая установка от 7 до 10%;
Бензиновая силовая установка с турбиной от 7 до 15%;
Дизельный силовой агрегат без турбины до 19%;
Дизельный силовой агрегат с турбиной до 30%.

Закись азота

Этот способ увеличения мощности можно отнести к экстремальному методу, поскольку его применение резко уменьшает ресурс мотора и зависит от состояния силовой установки. Суть заключается в том, что закись азота используется как дополнительный окислитель топлива. Попадая в камеру сгорания силовой установки, закись азота под воздействием тепла распадается в ней на кислород и азот.

Кислород повышает содержание кислорода, поступившего из воздуха, а азот не даёт возникнуть детонации в моторе. Впрыск азота ни в коем случае нельзя осуществлять на постоянной основе. Его применение ограничено коротким промежутком времени. Существует несколько систем впрыска: сухая, мокрая, система прямого впрыска.

Повысить мощность таким способом можно значительно, от 25 до 150 лошадиных сил и более в зависимости от силовой установки. Однако с целью сохранения мотора не рекомендуют превышать эту величину более, чем на 50 лошадиных сил.

Происхождение лошадок: как правильно форсировать атмосферный мотор

Два слова о мощности

В таком вопросе нельзя без щепотки теории, поэтому позвольте пару слов о природе мощности, чтобы смысл всяких «железных» доработок был понятнее. Подробно на этом вопросе я останавливался в одном из прошлых материалов, а тут лишь обозначу коротко по сути. Мощность для любого двигателя внутреннего сгорания может быть выражена как крутящий момент, умноженный на обороты, с коэффициентом.

Не волнуйтесь, на выходе это все та же работа в единицу времени, просто так куда удобнее оперировать цифрами из технических характеристик машины.

Поэтому очевидно: для увеличения мощности нужно увеличивать крутящий момент и обороты. Ну или один из этих параметров.

На словах задача выглядит просто. Казалось бы, какая разница, 5 тысяч оборотов или 8? На практике зависимость нагрузок на цилиндропоршневую группу от оборотов – квадратичная. Если по-простому, то безоглядно поднимать рабочие обороты нельзя – мотор быстро получит необратимые механические повреждения. Поэтому нужно либо «затачивать» мотор под высокие обороты, либо все-таки идти путем увеличения крутящего момента.

Чуть о природе крутящего момента

С ним тоже не так все просто. При поднятии момента нагрузка на поршневую группу растет уже не квадратично, а линейно, но увеличивается нагрузка иначе. Сильнее нагружаются коленчатый вал, шатуны, поршневые пальцы и сам блок цилиндров.

Ну хорошо, будем увеличивать момент осторожно. А что для этого надо сделать? «Вогнать» в мотор больше воздуха для окисления большего количества топлива. Как известно, для сжигания одного килограмма бензина нужно 14,7-15 килограммов воздуха. В пересчете на литры это выглядит куда внушительнее: 1,4 литра бензина против 12 кубометров, или же 12 тысяч литров воздуха. Поэтому-то, как вы понимаете, не так сложно подать в мотор нужное количество бензина, как обеспечить его воздухом.

Поэтому крутящий момент будет зависеть от количества воздуха, подаваемого в цилиндр за такт, а мощность – от того, сколько мотор может переварить в единицу времени.

Выводы напрашиваются сами собой: для форсировки нужно либо увеличивать рабочий объем, либо применить наддув!

Крутящий момент и объем

Так уж получилось, что в отношении почти любого атмосферного двигателя действует эмпирическое правило: 85-100 ньютон-метров приходятся на 1 литр рабочего объема. Моторчик объемом 1,6 литра будет иметь 140-160 Нм, двухлитровый – 180-200. Это фактический предел.

Правило это довольно универсальное и применимое к моторам как давним, так и совсем новым. Мощным и совсем слабеньким. Разве что совсем старые моторы отклоняются от него. Вот МеМЗ-968, мотор от Запорожца, его рабочий объем 1,2 литра, момент – 80 Нм. Но при этом ВАЗ-2101 – те же 1,2 литра, но уже 87 Нм. И это старые карбюраторные двигатели с совершенно ужасными по современным меркам характеристиками системы питания и зажигания!

У современного моторчика Skoda Fabia 1,2 выдает уже 112 Нм. Тойотовский 1ZZ-FE на 1,8 литра объема выдает 171 Нм, а куда более мощный 2ZZ-GE – всего 180 Нм. Мерседесовский М111 2,3 литра выдает 220 Нм, а куда более новый и мощный М272 3,0 – ровно 300 Нм. Экстремально форсированный Honda K20A 2,0 имеет момент 215 Нм – чуть лучше «среднего». Ну и так далее.

Кстати, даже формульные атмосферные моторы 2,4 имели момент в пределах 260 Нм. При оборотах за 18 тысяч этого хватало для получения очень высокой мощности.

Причина столь малого разброса в «форсировании по моменту» именно в том, что он зависит от степени наполнения, площади поршня и хода поршня. Степень наполнения ограничена атмосферным давлением и еще немного можно выжать за счет хорошо проработанной системы впуска. Поэтому сильно поднять крутящий момент без увеличения рабочего объема не только нельзя, этого попросту не нужно.

Вот моторы с турбонаддувом делают, что хотят. Хотите 250 Нм с мотора 1,4? Пожалуйста, двигатель 1,4 TSI EA111 на Skoda Octavia это может. На Fabia RS тот же мотор мощнее, но момент такой же. А на Мерседесах мотор M274 2,0 DE20 AL может иметь как 350 Нм, так и 370. В общем, любые варианты возможны. Турбина наддует столько, сколько выдержит механическая часть мотора.

На фото: двигатель M274, мощность: 245 л.с., крутящий момент: 370 Н*м при 1 300-4 000 об/мин

Главный вывод, который нужно сделать: без наддува нет момента. Даже самые серьезные изменения дадут лишь небольшой прирост. И то в основном на высоких оборотах.

Про форсировку турбомоторов я подробно расскажу в следующей статье. Но если вы противник турбин и все же решились «допилить» свой атмосферный мотор, двинемся дальше. Что такого происходит с мотором, что с атмосферного 1,6 какой-нибудь Fiesta получают 180-220 лошадиных сил без всякого наддува, а мощность скромных двухлитровых с турбонаддувом переваливает за 400 или даже 800 сил? И что придется поменять в вашем совершенно обычном двигателе, чтобы он выдавал хотя бы 180-200 «лошадей»? Глобально вроде бы все понятно: либо «дуть» во имя момента, либо «крутить» во имя оборотов. А что придется менять в конструкции для достижения фантастических результатов?

Работы по «железу»

Даже если мотор остается атмосферным, хлопот немало. Увеличение рабочих оборотов – дело сложное и затратное. В первую очередь заботятся о том, чтобы поршневая группа вообще выдержала нагрузки. Улучшения идут в двух направлениях: увеличивают прочность и вместе с тем снижают массу поршневой группы.

Нам необходимы: кованый коленчатый вал, кованые Н-образные шатуны, Т-образные поршни пониженной высоты, особо прочные болты шатунов. Ну а более производительный маслонасос позволит снизить потери и обеспечить приемлемую прочность. У особенно форсированных двигателей для гонок поршень может остаться всего с двумя поршневыми кольцами для снижения массы, а для снижения потерь на трение их делают минимальной толщины.

Если в ваших планах – обороты свыше 10 тысяч в минуту, шатуны придется делать из титановых сплавов, хотя это не самый лучший материал для деталей двигателя. Несмотря на высокую прочность, его сплавы слишком пластичны, а в ДВС точность изготовления идет на микроны. Очень высокая нагрузка приходится на нижнюю головку шатуна, и потому требования к их шпилькам или болтам очень высоки, и тюнинговые детали стоят крайне дорого именно по этой причине.

Конечно, новой поршневой группой изменения не ограничиваются. Требования к механизму ГРМ тоже растут. С ростом оборотов должна возрастать упругость клапанных пружин, чтобы они успевали возвращать тарелки в закрытое положение. Тут нужно снижать массу клапанов, а заодно и их возможности по теплоотдаче. К тому же с более агрессивными распределительными валами скорость открытия и закрытия клапанов увеличивается, и растет нагрузка на все компоненты механизма. В общем, клапаны обычно заменяют на облегченные и особо прочные. Титановые детали изредка применяют и тут, но чаще в ход идут высокопрочная сталь и металлокерамика.

Ну а дальше вопрос в настройке резонансных явлений на впуске и выпуске мотора с помощью впускного коллектора, выпуска и распредвалов. Разумеется, расширяют «узкие места» в виде дросселя, а то и переходят на многодроссельный впуск, с отдельной заслонкой для каждого цилиндра.

Если действовать по уму, то оптимизации обычно требует также форма каналов в ГБЦ и остальных местах впускного тракта. Для этого мотор «продувают» и ищут точки потери давления – места с повышенным сопротивлением течению воздуха. Процессы доработки впуска на практике ничуть не проще доработки поршневой группы мотора, а при «легком» тюнинге и вовсе съедают основную долю бюджета доработок.

Вот, например, мотор Opel C20XE. Двигатель дорабатывался специалистами Lotus и является типичным примером «двигателя для омологации» – мотора, изначально подготовленного к переделкам самим производителем. Не зря его использовали в WTCC команды Opel, а затем Chevrolet и Lada добрых полтора десятка лет. Его конструкция неплохо переносит форсирование, и потому список необходимых изменений выглядит достаточно скромным.

С мотором изначально менее «прочным» бюджет был бы выше, причем в разы. Стоковый C20XE имеет объем 2,0 литра и мощность 150 л. с. Английские компании набрали большой опыт по подготовке этого двигателя к различным гонкам и существуют так называемые «киты», которые можно купить и установить на свой мотор. Разумеется, двигатель должен быть идеально собран и не иметь значительного износа. Для примера воспользуемся продуктами компании Qedmotorsport.

Любой комплект доработок включает в себя впускной коллектор с индивидуальными дросселями на каждый цилиндр диаметром 45 мм, новый регулятор давления топлива, топливную рампу, новую систему управления двигателем (ECU), двухступенчатый ограничитель максимальных оборотов и поставляется в сборе с комплектом проводки. Система омологирована для применения в автоспорте.

Минимальный уровень доработок гарантирует мощность 190-200 л. с. при установке распределительных валов с большой высотой кулачков и более крепких болтов шатунов. Цена такого комплекта – 1 800 фунтов. Небюджетно, зато все рассчитано не в гараже на коленке, а профессионалами.

Хотите больше? Набор доработок C20XE до 210 л. с. включает в себя замену поршней для работы на более высоких оборотах, разрезные шестерни ГРМ для тонкой настройки фаз и еще более «агрессивные» распределительные валы. Цена такого комплекта уже 2 300 фунтов.

Для получения еще 10 л.с. сверху, с пределом мощности 215-220 л.с., комплект получает новые распредвалы, предназначенные для работы без гидрокомпенсаторов, новые толкатели, новые клапанные пружины. Цена такого комплекта уже 2 550 фунтов.

Топовый комплект, с максимальной мощностью до 245 л.с., включает в себя тот же набор, что и предыдущий, но настроенный на более высокие обороты и нагрузку. Цена – 2 750 фунтов. Готовый же двигатель с сертификатом стенда на 240-260 л.с. имеет цену порядка 3 500-5 000 фунтов, в зависимости от производителя.

Максимальный уровень мощности, который имели заводские гоночные команды с таким мотором, – порядка 280-320 лошадиных сил при неограниченном бюджете.

Другой пример – очень популярный на раллийных Fiesta и Focus мотор 2,0 Duratec. Те же 2 литра и 150 л.с., но более современная конструкция. Для примера возьмем английские доработки Omex Technology Systems.

Мотор с комплектом доработок до мощности в 180 л.с. стоит 5 995 фунтов без учета налога с продаж. В комплект входит новый впускной коллектор с индивидуальными впускными патрубками и дроссельными заслонками, система управления, «злые» распределительные валы, усиленные болты шатунов и выпускная система. Максимальные обороты – 7 800 в минуту, максимальная мощность достигается при 6 500.

Мотор с комплектом доработок до 200 л. с. включает в себя уже доработки ГБЦ и камер сгорания. Цена такого мотора – 6 895 фунтов без учета налогов. Максимальная мощность достигается при 7 000 оборотов.

Максимальный уровень доработки до мощности 260 сил – это кованые поршни для высочайших нагрузок, Н-образные кованые шатуны, более эластичные пружины клапанов и комплект облегчения ГРМ, более производительные форсунки и другие доработки. Максимальные обороты 8 700, максимальная мощность при 8 500 оборотах. Цена такого двигателя уже 11 595 фунтов.

В общем, как видите, правильный «атмосферный тюнинг» – это довольно дорого, сложно, а отдача на выходе не то чтобы ошеломляющая.

Эффект

Даже при небольшом увеличении максимальных оборотов можно существенно прибавить в мощности, если уменьшить падение крутящего момента или даже чуть увеличить его на максимальной скорости вращения.

При сохранении величины крутящего момента за счет его переноса в зону более высоких оборотов можно получить рост мощности на 30-40%. Фактически именно перестройка впуска является залогом высокой мощности атмосферного двигателя, а ограничением здесь выступают возможности поршневой группы.

Предел конструкции

Чем выше степень форсирования атмосферного мотора, тем больше усилий нужно прилагать. Обороты до 7 тысяч не требуют особых усилий, если максимум стокового мотора был на уровне 6 тысяч.

Каждая тысяча оборотов сверх дается дорогой ценой. Все элементы должны становиться легче и прочнее, а это не просто сложно, а очень сложно сочетать. Уже 10 тысяч оборотов для стандартной поршневой группы типичного «квадратного» мотора – недостижимая мечта. Большая часть сильно форсированных двигателей ограничивается оборотами 8 500-9 000 в минуту. Конструкции с особо коротким ходом поршня могут попытаться получить и более высокие обороты. Скажем, малоразмерные мотоциклетные моторы вполне неплохо себя чувствуют на оборотах за 13 тысяч, но форсировать до такой степени «гражданский» автомобильный мотор нереально.

Все ухищрения бесполезны, потери в поршневой группе возрастают слишком быстро. И даже серьезные переделки механизма ГРМ для повышения КПД уже не помогут, хотя для мотоциклетных и гоночных короткоходных есть еще пути. Скажем, есть такая штука как десмодромный клапанный механизм, где не используются пружины – они выдерживают экстремально высокие обороты. Но это дорого и неоправданно – сейчас такой механизм используют только на мотоциклах Ducati, и в основном ради имиджа. А на машинах формулы использовали «пневмопружины» клапанов, позволяющие «играть» упругостью в широких пределах.

Словом, еще раз повторю уже сказанное выше. Серьезно поднять мощность мотора без применения того или иного наддува невозможно. О «наддувном тюнинге» я расскажу во второй части рассказа о форсировке.

Опрос

Вы когда-нибудь пробовали форсировать атмосферный мотор?

Всего голосов:

Как поднять мощность мотора без переделок и чип-тюнинга? | Обслуживание | Авто

Автомобиль имеет скрытый потенциал, который можно реализовать двумя нехитрыми способами. О секретах современных моторов рассказывает технический эксперт Porsche Максим Неупокоев.

Инженеры умудряются снимать высокую мощность со сравнительно небольших двигателей. Но взамен выдвигают повышенные требования к качеству топлива. Если открыть крышку топливного бака, то на подавляющем большинстве современных автомобилей с турбированными агрегатами можно увидеть надпись «АИ-98 (min 95)». Это значит, что повседневный режим эксплуатации предполагает использование горючего с октановым числом 98. На нем достигаются паспортные характеризуется и снимаются показатели эффективности во время испытаний и сертификации.

Между тем, многие водители, воодушевленные разрешением время от времени пользоваться АИ-95, стараются экономить и используют самый распространенный девяносто пятый бензин постоянно. А для него в памяти блока управления прописаны специальные программы работы, и характеристики мотора значительно искажаются. Поэтому машины перестают ехать хорошо.

«Дело в том, что программное снижение мощности при переходе с Аи-98 на АИ-95 вызвано соображениями безопасности, — объясняет Неупокоев. — Современные моторы имеют степень сжатия выше 11 единиц, сложный впрыск и мощный турбонаддув».

Сгорание топливо-воздушной смеси в них происходит под более высоким давлением. Для нормальной работы мотора важно, чтобы топливо поджигалось искрой в строго определенный момент. Только тогда можно обеспечить правильное сгорание со строго нормированным выделением нужного количества энергии для достижения высокой мощности и экономичности. А выдерживать эти показатели может только бензин с высокой детонационной стойкостью, которая характеризуется октановым числом. Чем оно выше, тем лучше мотор сопротивляется детонациям, то есть преждевременным подрывам смеси в период возвращения поршня в верхнее положение.

Чаще всего современные турбированные моторы детонируют на АИ-92. После 3000 оборотов доносится сильный звон из-под капота, начинаются провалы в тяге, растет температура, детали двигателя переживают колоссальные нагрузки и, как результат, под большой нагрузкой оплавляются поршни, залипают кольца. Поэтому использовать бензин АИ-92 на турбированных агрегатах со степенью сжатия больше 10 нельзя.

Если повезет, то мотор перейдет в аварийный режим работы и не даст газовать. Но это только на дорогих премиальных моделях с программными функциями защиты.

Но на продвинутых моторах детонации могут возникать и на АИ-95. Если вместо АИ-98 заливать «разрешенный» девяносто пятый бензин, то мотору приходится активировать программы адаптации. Блок управления перенастраивает систему опережения зажигания и делает его более ранним. Тогда риск возникновения детонаций снижается, но мощность мотора падает примерно на 10-15 %.

Если же ездить на АИ-95 постоянно, то мотор работает в щадящем режиме. Естественно, тогда не достичь заявленных характеристик. Поэтому для увеличения мощности современного турбированного агрегата нужно просто залить в бак высокооктановое топливо. Мотор почувствует хорошее питание и мгновенно выкрутит угол опережения зажигания в правильное положение, изменит работу фаз газораспределения, и его мощность заметно подрастет. Другими словами, блок управления загрузит другие прошивки и автоматические совершит операцию чип-тюнинга.

Больше воздуха
Еще одним способом увеличения мощности является прочистка системы впуска. После нескольких месяцев эксплуатации зимой и осенью фильтр забивается пылью, грязью и даже мелкой сухой листвой. А так как техническое обслуживание требуется проходить раз в год, то под конец планового периода мотор испытывает дефицит воздуха. Фильтр не пропускает достаточное его количество, отчего кислородный датчик выдает предупреждение в блок управления, а тот корректирует процесс приготовление смеси, чтобы обеспечить ее правильное сгорание.
Количество топлива становится меньше. В итоге мотор на высоких оборотах «задыхается» и не может выйти на штатные режимы работы максимальной мощности даже с высокооктановым бензином в баке. Поэтому простая замена воздушного фильтра на новый с нулевым сопротивлением и переход на рекомендуемый производителями девяносто восьмой бензин помогут мотору вздохнуть свободно и вернуться к паспортным значениям мощности и крутящего момента. Эти нехитрые операции помогут увеличить мощность мотора примерно на 15% по сравнению с прежними значениями во время эксплуатации на АИ-95.
Разбудить ураган: как правильно форсировать турбомотор
Как турбомоторы победили атмосферники
Тюнинг атмосферников долгое время был крайне востребованным, ведь в автоспорте наддув был под запретом, как «читерский» способ увеличения мощности, к тому же слабо применимый к гражданским машинам. Но все поменялось к концу 90-х годов. Турбонаддувные моторы прочно прописались сначала под капотами премиальных и спортивных машин, а затем, после введения моды на тотальный даунсайз, и под капотами малолитражек.
Сейчас в Европе атмосферные моторы – просто исчезающий класс. Более того, моторов объемом больше 1,6 литра на машинах до D-класса включительно попросту больше нет. Турбонаддув стал массовым явлением, к которому волей-неволей приобщаются все покупатели европейских машин. Конечно, можно купить японский. Но стоит ли? Ведь и в обычной эксплуатации «турбосилы» проявляют себя хорошо, а уж при тюнинге…
Будем честными. Затраты на тюнинг атмосферных моторов не оправдывают себя, значительные вложения приводят к росту мощности, но вместе с тем внешняя характеристика мотора – ВСХ – становится крайне неудобной для передвижения, ведь мотор придется ожесточенно «крутить».
Неудивительно, что сейчас большую часть высокофорсированных моторов предпочитают наддувать. Тюнинг атмосферных двигателей остается лишь там, где турбонаддув все еще запрещен – например, в некоторых дисциплинах автоспорта. Если же ограничений нет, то преимущество у этого метода подавляющее.
Общий смысл турботюнинга
Если мотор форсируется наддувом, то мы наращиваем мощность за счет массы воздуха и, как следствие, крутящего момента. Вы наверняка уже знаете, что мощность – это расчетный показатель, который зависит от момента и скорости вращения коленвала, а значит без труда сделаете вывод: если есть момент, то обороты можно особо не наращивать. Стало быть – облегченная поршневая группа, как у атмосферников, нам тут ни к чему.
И даже если высокие обороты нужны, то… нужно просто усилить конструкцию – за счет снижения КПД высокие обороты все равно достижимы, и этот путь форсирования не закрывается. Поскольку нагрузка на наддувный мотор больше, то конструкцию максимально усиливают, ведь она должна передавать больший крутящий момент.
Значит, нам понадобятся усиленные стальные шатуны, хорошо противостоящие детонационным ударам, а также усиленные поршневые пальцы и кованые поршни, способные выдержать большой тепловой поток и нагрузки.
При высокой нагрузке требуется хорошее охлаждение, поэтому пригодятся более толстые поршневые кольца, толстое же днище поршня, более высокий жаровый пояс, усиливающие вставки, более мощные маслофорсунки.
Клапаны, особенно выпускные – особо жаростойкие, с натриевым наполнителем и никакого титана – он при таких нагрузках точно «потечет». Максимум специальная металлокерамика в гоночных конструкциях – она лучше металла держит температуру и выдерживает высокие механические нагрузки.
Даже сам блок цилиндров часто требует усиления, особенно в нижней своей части, которая непосредственно воспринимает нагрузку от коленчатого вала и коробки передач. Особая роль у коленчатого вала. Он должен выдержать все: и высокую нагрузку, и горячее масло, и деформации блока под нагрузкой, а значит его придется сделать с очень большим запасом прочности.
Казалось бы, это все достаточно сложно, много элементов требуют усиления – куда больше, чем при форсировании мотора по оборотам. Но поскольку нагрузка на поршневую группу при увеличении оборотов растет квадратично, а при увеличении наддува – линейно, и лишь поршням достается сильнее, то игра стоит свеч. Это банально проще выполнить. Да и турбированный мотор «в стоке» часто имеет уже оптимизированную по этим параметрам конструкцию, при дальнейшем форсировании доработки потребуются лишь при очень значительном повышении мощности. Не зря столь популярен и эффективен чип-тюнинг.

Ладно, железо мы доработали. А что со впуском? Помимо общего улучшения продувки его конструкцию почти не усложняют. Резонансные явления играют свою роль, но при работе «в бусте» особой роли не имеют. Тонкая проработка требуется или для получения максимальной экономичности, или для реализации максимальной мощности при наличии ограничений на степень наддува или применяемые типы турбин.
За степень наполнения отвечает в основном турбокомпрессор и согласование его характеристик с двигателем, а также точность настройки на всех режимах работы двигателя. Вот впускные каналы прорабатывают тщательно: закрутить нужный «вихрь» в камере куда важнее лучшего наполнения. Ведь это обеспечит лучшее сгорание, меньшую детонацию, высокую степень сжатия и наддув. А значит будет выше и мощность. Потерями на всасывание можно пренебречь – турбина наддует.
Кстати, столь популярный в атмосферном тюнинге «портинг» ГБЦ на турбомоторе должен выполняться с большой осторожностью именно потому, что заводская конфигурация впуска эти нюансы учитывает. А сделав каналы шире, можно убрать столь необходимое закручивание потока на каких-то режимах работы или же изменить соотношение между вертикальными и горизонтальными вихрями. В итоге при настройке мощность будет меньше, чем была бы без подобной доработки.
Короче, за тюнинг турбомотора нужно браться только в том случае, если вы действительно специалист. Дилетанты и недоучившиеся автомеханики могут запороть мотор, не добившись существенного эффекта.
Детали, которые мы поменяем
Если вы собираетесь поднимать мощность на 30-50%, то помимо чип-тюнинга вам понадобятся новая турбина для наполнения на высоких оборотах, хороший интеркулер и доработка топливной системы. Железо мотора рассчитано обычно с запасом, его можно не трогать.
А вот если вы задумали поднять отдачу вдвое или даже больше, то без замены блока цилиндров, шатунов и коленвала вряд ли обойтись. Все будет больше похоже на постепенное замещение почти всех деталей мотора на более крепкие.
Но что, если вы ожидаете прирост от 50 до 80%? Тогда все не так страшно, но с железками повозиться придется. Про коленвал уже сказано было – он нужен усиленный, с лучшим охлаждением.
Сам блок цилиндров может остаться штатным, но его усиливают, а также принимают специальные меры по подготовке. Если конструкция блока так называемый Open-deck, то есть с открытой сверху рубашкой охлаждения цилиндра, то ставят термофиксаторы – элементы, повышающие жесткость блока и связывающие цилиндры с наружным корпусом блока или даже специальную усиливающую пластину. Сами цилиндры могут быть загильзованы высоколегированным чугуном, более прочным и химически стойким.
Специально подготовленный блок цилиндров может иметь увеличенную жесткость за счет большей высоты стенок. Тут будут более толстые бугели крепления коленвала, более прочная резьба в блоке цилиндров…
Головка блока цилиндров дорабатывается не менее тщательно. Убираются все компромиссные элементы серийного изготовления, каналы впуска и выпуска растачиваются для получения оптимальной пропускной способности и степени завихрения. Оптимизируется течение жидкости в ГБЦ, направляющие и седла клапанов изготавливают из усиленных материалов с более высокой точностью и индивидуально проверяют.
При повышении давления и температуры в камере сгорания нагрузка на прокладку ГБЦ растет многократно. Прокладку, соответственно, нужно применять цельнометаллическую. И очень прочно ее закреплять. Плотность газового стыка можно обеспечить только перейдя на шпильки – они более прочно держатся в блоке цилиндров, меньше деформируя резьбу при затяжке. Еще для улучшения газового стыка с ГБЦ делают канавки под одноразовые медные уплотнительные кольца или буртик на гильзе для надежной фиксации цельностальной прокладки.

Шатуны тоже обзаводятся шпильками, если вдруг ранее использовалась конструкция с болтами. Логика такая же, как с крепежом ГБЦ: меньшая деформация при затяжке и лучшая работа резьбы при высокой нагрузке.
Полный список доработок даже у изначально турбированного двигателя может оказаться куда больше, ведь максимальная мощность бывает более 1 000 сил при изначальных 200, а ресурс мотора определяется по самому слабому звену.
Фактически, при высокой степени форсирования количество элементов, оставшихся без доработки, стремится к нулю.
Естественно, качество работы по установке и подготовке элементов должно быть максимально высоким, поэтому серьезный тюнинг – дело крайне затратное. Сложные сплавы и высокая точность мехобработки, точный расчет деталей вряд ли когда-нибудь упадут в цене.
Примеры
Впрочем, не будем тратить слова – обратимся к кейсам. Сколько стоит качественный атмосферный тюнинг, вы уже знаете. Теперь поищем удачные варианты для моторов с турбонаддувом. Примеров опять же будет два: с весьма популярным вариантом доработки фольксвагеновского EA888 и куда менее популярным, но не менее интересным мотором от «классиков наддувного жанра» Saab.
Именно шведы были пионерами применения наддува на гражданских машинах. Porsche 911 Turbo мог купить далеко не каждый, а вот «победитель турбоямы» Saab 99 Turbo был уже куда более массовой и доступной машиной. Динамика Saab 9000 с наддувным мотором на дорожных скоростях была лучше, чем у того же Porsche, за счет внедрения новых идей его регулировки. Линейка моторов Saab начала двухтысячных годов – вся с турбонаддувом.
Точка отсчета – двигатель B205E, мощность 150 л. с., крутящий момент 240 Нм. В спортивных состязаниях почти не засветился, разве что в Hill Climb. Зато в заезде Long Run на треке Talladega в США машина с более ранней версией этого двигателя B204L прошла 25 тысяч миль на скорости 227 километров в час без проблем с мотором.
Поскольку мотор шведский, то и тюнинг на него пусть будет шведский. Например, от MapTun Performance.
Получить на этом моторе 225 лошадиных сил не стоит почти ничего. Это чистый чип-тюнинг, мотор в исполнении BioPower это позволяет. Всего 447 евро – и сертификат ваш. Гарантия и разрешение на движение по дорогам с таким мотором – тоже. Итог – 225 л. с. и 340 Нм момента. Максимум, на что вам придется потратиться, это на новые, более «холодные» свечи, но это расходники, так что в счет их не включаем.

А вот 240 лошадиных сил уже даются сложнее, некоторые комплекты чип-тюнинга доходят и до этой планки, но MapTun рекомендует уже с «кит» за 688 евро, который включает в себя новые форсунки производительностью 630 «кубиков» в минуту, комплект для их установки и новые свечи. Собственно, все. На выходе уже 240 л. с. и 360 Нм на топливе Е85 и 225 л. с и 340 Нм на обычном АИ-98.

Настоящий тюнинг начинается с планки 245-250 л. с. Если в вашем распоряжении нет чудесного топлива Е85, не расстраивайтесь. Всего за 1 002 евро вы можете получить 245 л. с. и 365 Нм на АИ-98. Комплект дополнительно включает в себя новую систему выпуска после катализатора и новый турбокомпрессор Mitsubishi TD04-15.

Следующий лимит, 270 л. с., дополнительно включает в себя уже спортивный воздушный фильтр, полностью новую выхлопную систему и небольшую доработку впуска. Стоить это будет уже 2 364 евро.
Пропустим еще несколько градаций по мощности. А вот уже 315 лошадиных сил и 420 Нм момента стоят 3 899 евро для АИ-98 и 3 553 евро для Е85 и дополнительно потребуют новый интеркулер, а турбину для бензина придется сменить на увеличенную, тоже Mitsubishi, но TD04-HL-XT6.
И, наконец, максимум для этого мотора, который предлагает MapTun, – это 360 л. с. и 450 Нм за скромные 4 559 евро. Впрочем, на обычном 98-м результат будет хуже, «всего» 335 лошадей. К комплекту прибавляется новый комплект поршней (кованые Wossner) и иные распределительные валы от более старого мотора Saab B234.

Обратите внимание, блок и ГБЦ остались фактически неизменными, а исходные 150 сил кажутся смехотворными. Да, «турботюнинг» – он такой.
Ладно, это редкий мотор, и второй пример будет совсем «народным», как и машины, на которых такие моторы применяются. Семейство двигателей EA888 включает в себя более десятка различных вариантов 1,8-2,0 TSI. Они немного отличаются поршневой группой, системой питания, впуска и турбокомпрессорами, и даже блоком цилиндров и коленвалом, разделяясь на три основных поколения, обозначаемых Gen I – Gen III. Более того, они серьезно различаются по мощности. На разных машинах они выдают от 152 до 275 лошадиных сил, а встретить их можно на всех марках концерна. И они заслуженно пользуются популярностью как очень хорошо тюнингуемые моторы.
Посмотрим, какие цифры обещают для двухлитрового мотора на Audi A4 В7, который в стандарте выдает уже 211 л. с. и 349 Нм.
На этот раз будем сравнивать на примере продукции компании Revo, которая хорошо представлена в России и славится невысокой ценой решения, особыми ценами для россиян и агрессивными настройками моторов по сравнению с основными конкурентами – APR и BSR.
Первая стадия, или Stage 1 – это именно чип-тюнинг. В зависимости от состояния двигателя и топлива обещают сразу…257-286 л. с. и 430-471 Нм. Большой разброс обусловлен широкой адаптацией прошивки к условиям эксплуатации и наличием пресетов под высокооктановый бензин, до 104-го включительно. По возможностям это топливо сравнимо с европейским Е85. Цена такого решения – скромные 399 евро.
Stage 2 – это уже от тех же 257 л. с. до 300 л. с. Цена софта – 499 евро, плюс еще 245 евро за выпускную систему и 193 евро за комплект тюнинга впуска. Итоговая минимальная цена комплекта уже 937 евро, но работа индивидуальна, да и количество модификаций двигателей довольно велико, так что возможны дополнительные затраты. Скорее всего, будет рекомендовано заменить интеркулер и ТНВД двигателя. В сумме до тысячи евро.
Stage 3 включает в себя еще апгрейд топливной системы и турбины. Обновление программного обеспечения обойдется уже в 799 евро, но к ним придется добавить еще затраты на новую турбину К04 за 1 683 евро и 351 евро на новый топливный насос. Результат – примерно 350 л. с. и 470 Нм момента. И не забывайте об обязательном новом интеркулере, это порядка 1 000 евро. Минимальная стоимость такого комплекта получится 3 833 евро, не считая дополнительных непредвиденных расходов.
Что в итоге?
Как можно убедиться, турботюнинг, особенно до мощности порядка 300 л. с., практически на порядок дешевле атмосферного при сохранении «гражданских» характеристик двигателя. А дальнейшее повышение мощности пусть и стоит дорого, но все еще сильно дешевле аналогичного для атмомотора. При этом двигатель остается «road legal» – со всеми катализаторами и системами экологического мониторинга, что крайне важно для обычных серийных машин. Мне кажется, цифры достаточно убедительно объясняют, почему тюнинг атмосферных моторов ныне непопулярное дело.
Опрос
Вы тюнинговали свой турбомотор?
Всего голосов:
Атмосферный двигатель – насколько популярен такой вариант?
Атмосферный двигатель: что значит это понятие и стоит ли применять его в модернизации своей машины? Ведь многие слышали о том, что оптимальный способ увеличить мощность автомобиля – это изменить конструкцию мотора, но тот ли это вариант? Давайте разберемся.
Что такое атмосферный двигатель и в чем его особенность работы?
Под атмосферным двигателем понимают самый первый мотор, созданный руками человека. Его название связывают с атмосферой, находящейся вокруг нас, она-то и участвует в сжигании двигательных смесей, которые появляются в результате непосредственного проникновения воздуха в поршень. На следующем этапе работы движка он смешивается с горючим (дизельное топливо или бензин). Из всего этого можно сделать вывод о том, что такой вид двигателя является наиболее простым по своему механическому устройству. Также важно отметить, что в современном производстве используется установка турбины на атмосферный двигатель, так как она обладает способностью делать смеси более сбалансированными.
У этого вида двигателей есть ряд особенностей, которые необходимо учитывать при его эксплуатации. Основной из них является необходимость правильного расчета питания, где нужно учитывать соотношение между горючими жидкостями и воздухом из атмосферы, причем делать это необходимо с учетом их оптимального типа. Если двигатели были произведены в соответствии со всеми нормами, то баланс смесей для атмосферных двигателей равен отношению одного к четырнадцати.
Стоит отметить, что этот показатель одинаков для всех двигателей внутреннего сгорания. Таким образом, при создании и эксплуатации такого вида устройства следует учитывать оптимальное соотношение всех вышеперечисленных элементов.
Чем грешит конструкция атмосферного двигателя?
Неудобство в использовании такого мотора возникает тогда, когда происходит осуществление оборотов различной степени интенсивности, это может спровоцировать резкое изменение способности затягивать атмосферный воздух, и требуемый баланс 1:14 пропадает. При небольших оборотах не будет поступать нужный объем воздуха. Ведь частота и вращательные движения деталей в цилиндрах не могут обеспечить появления нужного количества этого компонента в системе. Со временем эти сбои станут заметны водителю и приведут к ремонту двигателя.
Атмосферный мотор является одним из популярнейших устройств среди устанавливаемых в современные автомобили, даже несмотря на подверженность проблемам с насыщаемостью воздухом. Благо, инженеры свели эту проблему к минимуму. К тому же, такие моторы по показателям конструкции питания, пригодности к различным видам ремонтных работ, по уровню надежности и своей предсказуемости значительно превосходят все остальные типы.
Как увеличить мощность атмосферного двигателя и чем это обернется?
Если вас интересует, как увеличить мощность атмосферного двигателя, то мы приоткроем некоторые технологические решения заводов автопрома. Для увеличения этого показателя проводятся следующие действия:
увеличивают объем цилиндра;
заменяют кулачковый вал и клапан стандартного типа;
используют патрубок;
устанавливают усовершенствованные воздушные фильтры.
Время показало, что если правильно произвести процедуры по данным изменениям, то атмосферный дизельный двигатель сможет увеличить показатель своей мощности в среднем на 30%. Но, зачастую, бывают случаи, когда и этот достигнутый результат не устраивает, тогда рекомендуется провести установку механического нагнетателя (одного или нескольких), обладающего таким типом передачи, как турбо. В гаражах многие любители экспериментируют со своими автомобилями именно таким образом.
Необходимо отметить, что после увеличения мощности двигателя, значительно увеличивается уровень потребления топлива. Это особенно актуально на трассе, где скорость автомобиля в разы выше, чем в населенном пункте. Кроме того, стоит учитывать и тот факт, что при высоких скоростях традиционная тормозная система не справляется со своей задачей. Следовательно, ее также необходимо модернизировать. В силу этих причин большинство специалистов не рекомендуют автовладельцам производить подобные изменения в своей машине без квалифицированной помощи или хотя бы консультации.
Оцените статью: Поделитесь с друзьями!
Как повысить мощность двигателя: описание, особенности
Многие владельцы автомобилей мечтают повысить мощность двигателя своего транспортного средства. Но, не все до конца понимают, как проводится данный процесс. В этой статье рассмотрим общепризнанные принципы увеличения лошадиных сил силовых агрегатов.
Причины повышения мощности силового агрегата
Почему же так автолюбители стремятся добавить мощности в двигатель? Это связано с тем, что многие автолюбители пересмотрели фильмов о гонках, особенно касается молодого поколения, и хотят выглядеть также. С другой стороны повышение мощности на рабочих лошадках позволяет легче преодолевать подъемы, при загруженном автомобиле и быстрее развивать скорость на обгоне.
Стоит помнить, что автопроизводители рассчитывают оптимальную мощность для своих моделей, а поэтому повышение мощности двигателя можно расценивать, как конструктивное вмешательство в устройство транспортного средства.
Особенно, когда меняются конструктивные детали, что несет за собой наказание, согласно законодательства большинства стран.
Увеличение мощности двигателю делают для участия в автомобильных непрофессиональных или уличных гонках, или же для повышения тяговых способностей. Но, общепризнанного практического применения выявлено не было. Согласно статистики 60% автомобилей с повышенной мощностью попадают в ДТП, из них 40% водителей погибают.
Возможные варианты проведения доработки
Как повысить мощность двигателя любого транспортного средства? Для этого существуют специальные нормы. Если брать Германию и США, то там существуют специальные авто-ателье тюнинга, которые рассчитывают каждый показатель. В странах СНГ, таких организаций единицы, а в основном водители делают все самостоятельно, чем зачастую платят сгоревшим мотором.
В мировой практике разделяют доработку мотора на две группы — механический тюнинг и программная модернизация (больше известная как чип-тюнинг). Установка данных показателей направлена, чтобы увеличить мощностные характеристики силового агрегата.
Механический тюнинг
Механика доработки мотора сложна, а поэтому не всем понятно, как необходимо проводить данный процесс. Например, установка «нулевого» фильтра — это не может считаться полноценной доработкой, и она не добавляет мощности, а наоборот может заставить двигатель задыхаться. Итак, рассмотрим, какие действия необходимо сделать, чтобы получилась повышенная мощность движка.
Первым делом стоит полностью разобрать силовой агрегат. Чтобы правильно повысить технические характеристики, сначала стоит рассчитать все и еще лучше изложить в чертежах на бумаге, где будут прописаны все показатели.
Далее, блок цилиндров стоит расточить. Чтобы правильно провести процесс, необходимо приобрести поршневую группу, которая будет легче стандартной, но при этом способна выдержать возлагаемые на нее нагрузки. Так, рекомендуется посоветоваться с профессионалами, которые уже проводили данные процессы и знают, где и какие запасные части можно заказать.
Стоит отметить, что не нужно заказывать поршни слишком большого диаметра, поскольку истонченные стенки блока цилиндров могут не выдержать возложенной нагрузки и лопнуть, что приведет к покупке нового мотора.
Кроме поршневой группы, стоит заказать коленчатый вал облегченного или спортивного типа, а также коренные и шатунные вкладыши стандартного размера к нему.
Сборка поршневой группы и коленчатого вала проводится по стандартной схеме и не требует никаких новшеств. Конечно, может потребовать расточка блока, но без этого никуда.
Когда блок цилиндров готов, стоит перебрать головку блока. Для этого вместо стандартных направляющих втулок следует установить бронзовые. Например, американская компания K-line предлагает широкий выбор направляющих медных и бронзовых втулок разного диаметра. Также, придется установить облегченные клапаны и седла.
После сборки основных узлов, рекомендуется приступить к модернизации системы охлаждения, поскольку силовой агрегат будет работать мощнее, а при этом неизбежно будет расти рабочая температура. Поэтому, стоит установить 3-х рядный спортивный алюминиевый радиатор, вентилятор с повышенными оборотами, спортивную помпу и силиконовые патрубки системы охлаждения. Известная мировая компания Brembo предлагает большое количество полных вариантов спортивных и модернизированных систем охлаждения для большинства современных автомобилей.
Следующим этапом модернизации становится система впрыска топлива. Также, на рынке запасных частей можно найти массу вариантов улучшения данного процесса. Зачастую, уличные гонщики предпочитают устанавливать новую систему «монопод» с прямым непосредственным впрыском топлива в цилиндры.
Еще один вариант, которые рискуют ставить не все автолюбители — точечный впрыск воды непосредственно в цилиндры. Это создает дополнительное давление за счет испарения Н2О, но может стать причиной гидроудара. Поэтому, используют другую проверенную систему — окись азота (N2O), которая также убивает мотор, но постепенно.
Конечно, стоит подумать и системе искрообразвания. Этот комплекс достаточно легко заказать в интернете, поэтому проблем автолюбители не встречают.
Турбонагнетатель. Этот компонент достаточно широко развит для установки в США, но не прижился в России из-за слишком высокой цены. Не все мажоры и уличные гонщики способные приобрести качественный нагнетатель воздуха. Данная система хорошо подходит для карбюраторных двигателей, где подача воздуха проходит напрямую. А вот для инжекторных моторов рекомендована установка турбины или модернизированных улиток. Но, есть один негативный фактор — увеличенный расход горючего.
Без модернизации выхлопной системы никуда, поэтому — эту доработку оставляют на закуску. Именно в данном случае, если правильно рассчитать длину и искривления выхлопной трубы можно на выходе получить до 50 л.с.
Программная доработка
Окончательной доработкой и повышением мощности двигателя остается чип-тюнинг или установка дополнительного компьютера, который будет помогать водителю в процессе разгона и управления автомобилем. Но, стоит начать по порядку.
Чип-тюнинг — это внесения изменений в стандартное программное обеспечение, направленное на увеличение мощностных характеристик мотора.
Так, меняется соотношение воздушно-топливной смеси, которое впрыскивается в цилиндры, а также проводится расчет оптимальных оборотов коленчатого вала и переключения передач.
Установка дополнительного бортового компьютера в салон автомобиля. Такая система, распространенная при расточке стандартных или установке спортивных двигателей. Блок управления считывает данные и при помощи датчиков, а также механических заслонок оптимизирует работу двигателя, чем заставляет коленчатый вал крутиться быстрее.
Также, система имеет достаточно большое количество измерителей, которые указывают на состояние поршневой системы, коленчатого вала и других показателей. Такая компьютерная система управления процессами в двигателе обойдется владельцу в 2000 долларов.
Вывод
Повышение мощности двигателя стоит доверять профессионалам. Если увеличиваете лошадиные силы своими руками, то лучше несколько раз все рассчитать и проверить, чем при первом запуске спалить двигатель.
Согласно статистике средняя стоимость полного тюнинга мотора составляет около 5000 долларов, при этом готовый двигатель можно заказать за 3500-4000 долларов в зависимости от модели. Такие силовые агрегаты обладают усиленной мощностью и не требуют доработок.
Атмосфера и производительность Руководство по сгоранию двигателя
В дополнение к математике конструкции и сборки двигателя полезно знать несколько вещей о сгорании и влиянии атмосферного давления на настройку и производительность двигателя. В частности, я обсуждаю соотношение воздух / топливо, поправочные коэффициенты для динамометрических испытаний и влияние высоты на работу двигателя. В этой главе всего несколько формул, но они важны для вашего понимания того, как работает ваш двигатель и как его следует настраивать.
Этот технический совет взят из полной книги PERFORMANCE AUTOMOTIVE ENGINE MATH. Подробное руководство по этому вопросу вы можете найти по этой ссылке:
УЗНАТЬ БОЛЬШЕ ОБ ЭТОЙ КНИГЕ
ПОДЕЛИТЬСЯ ЭТОЙ СТАТЬЕЙ: Пожалуйста, не стесняйтесь поделиться этой статьей на Facebook, на форумах или в любых клубах, в которых вы участвуете. Вы можете скопировать и вставить эту ссылку, чтобы поделиться: https://musclecardiy.com/performance/atmospherics руководство по производительности двигателя сгорания /

Доступные по цене гусеничные метеостанции, такие как устройство PerformAIRE Pocket от Altronic, распространены на всех уровнях гонок, от Pro Stock до субботних ночных гонок.
Влияние атмосферы на работу двигателя
Двигатели
демонстрируют наилучшие характеристики на уровне моря, поскольку именно там атмосферное давление и плотность воздуха наиболее высоки, несмотря на атмосферные колебания. Обычным эталоном для атмосферных условий является стандартная температура и давление (STP) или «стандартный день». STP определяется как 60 градусов по Фаренгейту, 29,92 барометрического давления и сухой воздух (нулевая влажность). Поскольку компоненты STP меняются в зависимости от погоды, плотность воздуха также меняется в лучшую или в худшую сторону.По этим стандартам STP соответствует 100-процентной плотности воздуха, но нулевой плотности на высоте. При изменении температуры, барометра (атмосферного давления) и влажности соответственно изменяется и плотность воздуха.
Каждые 5-градусное изменение температуры (от стандартного) равняется 1-процентному изменению плотности воздуха. Следовательно, при 90-градусном дне плотность воздуха составит 94 процента, если не принимать во внимание другие факторы. Изменение не является полностью линейным, так как оно всегда сопровождается изменениями барометра и влажности. Тем не менее, это близко.Температура обычно оказывает большее влияние, чем влажность; что-то порядка 2: 1. Действие барометра линейно с плотностью, следующей за процентами. Если барометр упадет на 1 процент, плотность воздуха упадет на 1 процент. С влажностью сложнее из-за взаимосвязи между температурой и водяным паром. Воздух способен удерживать больше воды при повышении температуры, поэтому 50-процентная влажность при 90 градусах по Фаренгейту вызывает почти двойную потерю плотности воздуха по сравнению с тем же процентом влажности при 60 градусах по Фаренгейту или STP.

Программа DENSITY
Racing Systems Analysis — это мощное программное обеспечение, которое выполняет сложные вычисления для точной корректировки погоды на трассе. Он просматривает ваше конкретное приложение для автоспорта и производит расчеты на основе высоты, барометра, температуры, влажности, точки росы, давления паров, типа топлива, карбюратора или форсунок, без наддува или наддува, размера жиклера и данных механических форсунок. Он также обеспечивает анализ данных прогона с соответствующими исправлениями.
Эти эффекты взаимосвязаны. Если вы бежите на большей высоте, и барометр упадет на 2 процента до, скажем, 29,32, вы потеряете 2 процента плотности воздуха. Затем температура поднимается до 90 градусов по Фаренгейту, и вы теряете еще 6 процентов. А при 50-процентной влажности вы теряете еще 2 процента. Теперь вы столкнулись с 10-процентным падением плотности воздуха и, исходя из общепринятого отношения мощности к плотности от 75 до 80 процентов, вы видите примерно 8-процентную потерю мощности. Для вашего удобства опубликованные NHRA поправочные коэффициенты для прошедшего времени и скорости, основанные на изменении высоты, перечислены на странице 116.Умножьте свой ET и скорость на соответствующее преобразование для вашей высоты, чтобы определить ваши прогнозируемые характеристики на уровне моря.
Плотность Высота
Плотность высоты можно представить как высоту, измеренную с точки зрения плотности воздуха, а не расстояния. В основном это барометрическая высота с поправкой на нестандартную температуру и влажность. Когда температура и влажность повышаются, высота по плотности в данном месте может быть значительно выше, чем фактическая высота в футах.Например, в Бонневилле вы можете мчаться на высоте 4200 футов над уровнем моря, но высота по плотности может составлять 6500 футов в зависимости от атмосферных условий. Следовательно, вы мчитесь на высоте 6500 футов, и можно ожидать соответствующей потери мощности. Вот стенд
.
Двигатели
Что такое аэронавтика? | Динамика полета | Самолеты | Двигатели | История полета | какой такое UEET?
Словарь | Весело и игры | Образовательные ссылки | Урок ланы | Индекс сайта | Дом
Двигатели
Как работает реактивный двигатель?
НОВИНКА!
Видео «Как работает реактивный двигатель».
Мы считаем само собой разумеющимся, насколько легко самолет весом более половины миллион фунтов отрывается от земли с такой легкостью. Как это бывает? Ответ прост. Это двигатели.
Позвольте Терезе Бенио из Исследовательского центра Гленна НАСА объяснить подробнее …
Как показано на НАСА Пункт назначения завтра.
Реактивные двигатели перемещают самолет вперед с большой силой, создаваемой огромная тяга и заставляет самолет лететь очень быстро.
Все реактивные двигатели, которые еще называют газовые турбины, работают по тому же принципу. Двигатель всасывает воздух спереди с помощью вентилятора. Компрессор повышает давление воздуха. Компрессор сделан с множеством лезвий, прикрепленных к валу. Лезвия вращаются на высокой скорости и сжимают или сжимают воздух. Сжатый затем воздух распыляется с топливом, и электрическая искра зажигает смесь. В горящие газы расширяются и выбрасываются через сопло в задней части двигателя.Когда струи газа летят назад, двигатель и самолет движутся вперед. Когда горячий воздух попадает в сопло, он проходит через другую группу лопастей. называется турбина. Турбина прикреплена к тому же валу, что и компрессор. Вращение турбины вызывает вращение компрессора.
На изображении ниже показано, как воздух проходит через двигатель. Воздух проходит ядро двигателя, а также вокруг ядра.Это вызывает некоторую часть воздуха чтобы было очень жарко, а некоторым было прохладнее. Затем более холодный воздух смешивается с горячим воздух на выходе из двигателя.
Это изображение того, как воздух проходит через двигатель
Что такое тяга?
Тяга это передняя сила, которая толкает двигатель и, следовательно, самолет вперед. Сэр Исаак Ньютон обнаружил, что «каждому действию соответствует и противоположная реакция. «Двигатель использует этот принцип. Двигатель принимает в большом объеме воздуха. Воздух нагревается, сжимается и замедляется. Воздух проходит через множество вращающихся лопастей. Смешивая этот воздух со струей топлива, температура воздуха может достигать трех тысяч градусов. В сила воздуха используется для вращения турбины. Наконец, когда воздух уходит, он выталкивается из двигателя назад.Это заставляет самолет двигаться вперед.
Детали реактивного двигателя
Поклонник — Вентилятор — это первый компонент в ТРДД. Большой вращающийся вентилятор всасывает большое количество воздуха. Большинство лезвий Вентиляторы изготовлены из титана. Затем он ускоряет этот воздух и разбивает его на две части. Одна часть продолжается через «ядро» или центр двигателя, где на него действуют другие компоненты двигателя.
Вторая часть «в обход» ядра двигателя. Проходит через воздуховод который окружает ядро до задней части двигателя, где он производит большую часть сила, которая толкает самолет вперед. Этот более прохладный воздух помогает успокоить двигатель, а также добавление тяги к двигателю.
Компрессор — Компрессор первый компонент в ядре двигателя. Компрессор состоит из вентиляторов с множеством лопастей. и прикреплен к валу.Компрессор сжимает попадающий в него воздух в постепенно уменьшаются площади, что приводит к увеличению давления воздуха. это приводит к увеличению энергетического потенциала воздуха. Сдавленный воздух попадает в камеру сгорания.
Камера сгорания — В камере сгорания воздух перемешивается с топливом, а затем воспламеняется. Имеется до 20 форсунок для распыления топлива. воздушный поток. Смесь воздуха и топлива загорается.Это обеспечивает высокую температура, высокоэнергетический воздушный поток. Топливо горит вместе с кислородом в сжатом состоянии. воздух, производящий горячие расширяющиеся газы. Внутри камеры сгорания часто делают из керамических материалов для создания термостойкой камеры. Жара может достигать 2700 °.
Турбина — Приближается высокоэнергетический воздушный поток из камеры сгорания попадает в турбину, в результате чего лопатки турбины вращаются. Турбины связаны валом для вращения лопаток компрессора и чтобы крутить впускной вентилятор спереди.Это вращение забирает некоторую энергию из поток высокой энергии, который используется для привода вентилятора и компрессора. Газы вырабатываемые в камере сгорания движутся через турбину и раскручивают ее лопатки. Турбины реактивного самолета вращаются тысячи раз. Они закреплены на валах между которыми установлено несколько комплектов шарикоподшипников.
Сопло — Сопло — вытяжной канал двигатель. Это та часть двигателя, которая на самом деле создает тягу для самолет.Поток воздуха с пониженным энергопотреблением, который проходил через турбину, в дополнение к более холодный воздух, проходящий мимо сердечника двигателя, создает силу при выходе из сопло, которое толкает двигатель и, следовательно, самолет вперед. Комбинация горячего и холодного воздуха удаляется и производит выхлоп, который вызывает прямую тягу. Соплу может предшествовать смеситель , который сочетает в себе высокотемпературный воздух, поступающий из сердечника двигателя, с более низкая температура воздуха, обводимого вентилятором.Миксер помогает сделать двигатель тише.
Первый реактивный двигатель — А Краткая история первых двигателей
Сэр Исаак Ньютон в 18 веке был первым предположил, что взрыв, направленный назад, может привести в движение машину вперед с огромной скоростью. Эта теория была основана на его третьем законе движение. Когда горячий воздух проходит через сопло назад, самолет движется вперед.
Анри Жиффар построил дирижабль, который приводился в движение первым авиадвигателем, паровым двигателем мощностью три лошадиные силы. Это было очень тяжелый, слишком тяжелый, чтобы летать.
В 1874 г. Феликс де Темпл построил моноплан. который пролетел всего лишь короткий прыжок с холма с помощью угольного парового двигателя.
Отто Даймлер , в конце 1800-х изобрел первый бензиновый двигатель.
В 1894 году американец Хирам Максим пытался привести свой трехместный биплан в движение двумя угольными паровыми двигателями.Это только пролетел несколько секунд.
Первые паровые машины приводились в действие нагретым углем и обычно слишком тяжелый для полета.
Американец Samuel Langley изготовил модель самолетов которые приводились в действие паровыми двигателями. В 1896 году он успешно пилотировал беспилотный самолет с паровым двигателем, получивший название Aerodrome . Он пролетел около 1 мили, прежде чем выдохся. Затем он попытался построить полную размерный самолет Aerodrome A, с газовым двигателем.В 1903 г. разбился сразу после спуска с плавучего дома.
В 1903 году братьев Райт летал, Flyer , с бензиновым двигателем мощностью 12 л.с. двигатель.
С 1903 года, года первого полета братьев Райт, до конца 1930-х гг. газовый поршневой двигатель внутреннего сгорания с воздушным винтом. единственное средство, используемое для приведения в движение самолетов.
Это был Фрэнк Уиттл, , британский пилот, который разработал и запатентовал первый турбореактивный двигатель в 1930 году.Двигатель Уиттла впервые успешно полетел в мае 1941 года. Этот двигатель имел многоступенчатый компрессор и систему внутреннего сгорания. камера, одноступенчатая турбина и сопло.
В то время, когда Уиттл работал в Англии, Ганс фон Охайн работал над подобным дизайном в Германии. Первый самолет, который успешно использовать газотурбинный двигатель был немецкий Heinkel He 178, август 1939 года. Это был первый в мире турбореактивный двигатель. рейс.
General Electric построила первый американский реактивный двигатель для ВВС США Реактивный самолет . Опытный самолет XP-59A впервые поднялся в воздух в октябре 1942 года.
Типы реактивных двигателей
Турбореактивные
Основная идея турбореактивный двигатель просто.Воздух забирается из отверстия в передней части двигателя сжимается в 3-12 раз от исходного давления в компрессоре. Топливо добавляется в воздух и сжигается в камере сгорания до поднять температуру жидкой смеси примерно от 1100 ° F до 1300 ° F. Образующийся горячий воздух проходит через турбину, которая приводит в действие компрессор. Если турбина и компрессор эффективны, давление на выходе из турбины будет почти вдвое выше атмосферного давления, и это избыточное давление отправляется к соплу, чтобы создать высокоскоростной поток газа, который создает тягу.Существенного увеличения тяги можно добиться, если использовать форсаж. Это вторая камера сгорания, расположенная после турбины и перед сопло. Форсажная камера увеличивает температуру газа перед соплом. Результатом этого повышения температуры является повышение примерно на 40 процентов. тяги на взлете и гораздо больший процент на высоких скоростях, когда самолет в воздухе.
Турбореактивный двигатель — реактивный двигатель.В реактивном двигателе расширяющиеся газы сильно надавите на переднюю часть двигателя. Турбореактивный двигатель всасывает воздух и сжимает или сжимает его. Газы проходят через турбину и заставляют ее вращаться. Эти газы отскочите назад и выстрелите из задней части выхлопной трубы, толкая самолет вперед.
Изображение турбореактивного двигателя
Турбовинтовой
А турбовинтовой двигатель это реактивный двигатель, прикрепленный к пропеллеру.Турбина на спина поворачивается горячими газами, и это вращает вал, который приводит в движение пропеллер. Некоторые малые авиалайнеры и транспортные самолеты оснащены турбовинтовыми двигателями.
Как и турбореактивный, турбовинтовой двигатель состоит из компрессора, камеры и турбины, давление воздуха и газа используется для запуска турбины, которая затем создает мощность для привода компрессора. По сравнению с турбореактивным двигателем, турбовинтовой двигатель имеет лучшую тяговую эффективность на скоростях полета ниже примерно 500 миль в час.Современные турбовинтовые двигатели оснащены гребными винтами, которые иметь меньший диаметр, но большее количество лопастей для эффективной работы на гораздо более высоких скоростях полета. Чтобы приспособиться к более высоким скоростям полета, лопасти имеют форму ятагана со стреловидными передними кромками на концах лопастей. Двигатели с такими винтами называются пропеллеры пропеллеры .
Изображение турбовинтового двигателя
Турбовентиляторы
А турбовентиляторный двигатель имеет большой вентилятор спереди, который всасывает воздух.Большая часть воздуха обтекает двигатель снаружи, что делает его тише. и дает большую тягу на низких скоростях. Большинство современных авиалайнеров оснащены двигателями турбовентиляторными двигателями. В турбореактивном двигателе весь воздух, поступающий во впускное отверстие, проходит через газогенератор, который состоит из компрессора, камеры сгорания и турбина. В турбовентиляторном двигателе только часть поступающего воздуха попадает в камера сгорания. Остальное проходит через вентилятор или компрессор низкого давления, и выбрасывается непосредственно в виде «холодной» струи или смешивается с выхлопом газогенератора. для получения «горячей» струи.Цель такой системы байпаса — увеличить тяга без увеличения расхода топлива. Это достигается за счет увеличения общий массовый расход воздуха и снижение скорости при той же общей подаче энергии.
Изображение турбовентиляторного двигателя
Турбовалы
Это еще одна разновидность газотурбинного двигателя, который работает как турбовинтовой. система.Он не управляет пропеллером. Вместо этого он обеспечивает питание вертолета. ротор. Турбовальный двигатель спроектирован таким образом, чтобы скорость вертолета ротор не зависит от скорости вращения газогенератора. Это позволяет скорость ротора должна оставаться постоянной, даже если скорость генератора варьируется, чтобы регулировать количество производимой мощности.
Изображение турбовального двигателя
Рамджетс
г. ПВРД — это Самый простой реактивный двигатель и не имеет движущихся частей.Скорость реактивного «тарана» или нагнетает воздух в двигатель. По сути, это турбореактивный двигатель, в котором вращающийся оборудование было опущено. Его применение ограничено тем, что его степень сжатия полностью зависит от скорости движения. ПВРД не создает статического электричества. тяга и тяга вообще очень маленькая ниже скорости звука. Как следствие, ПВРД требует некоторой формы вспомогательного взлета, например другого самолета. Он использовался в основном в системах управляемых ракет.Космические аппараты используют это тип струи.
Изображение ПВРД
К началу
Что такое аэронавтика? | Динамика полета | Самолеты | Двигатели | История полета | Что такое UEET?
Словарь | Весело и игры | Образовательные ссылки | Урок Планы | Индекс сайта | Дом
.
Могут ли солнечные генераторы атмосферной воды снизить затраты на электроэнергию?
Солнечные генераторы атмосферной воды (AWG) могут быть отличным вариантом в жарких и влажных районах — особенно там, где электричество недоступно или ненадежно, а качество воды низкое. Они извлекают воду из влажного воздуха, используя энергию солнца вместо электричества. Использование солнечной энергии почти всегда дешевле, чем использование электроэнергии, но есть загвоздка. Солнечные технологии обычно дороже, чем сопоставимое оборудование, использующее электричество.
Несмотря на то, что существует ряд технологий по извлечению воды из воздуха, в наиболее распространенных для домашнего использования процессах используется процесс, аналогичный тому, как работают кондиционеры: теплый влажный воздух проходит через охлаждаемую поверхность, например пластину или змеевик. снизить его температуру. Поскольку холодный воздух не может удерживать столько воды, как более теплый воздух, образуется конденсат. В кондиционере влага направляется в сборную емкость или дренаж, а охлажденный воздух циркулирует обратно в комнату.В водогенераторе влага собирается и повторно фильтруется для удаления бактерий и твердых частиц. Чем влажнее воздух, тем легче водогенератору эффективно собирать водяной пар. Этот охлаждающий конденсационный метод сбора атмосферной воды популярен, но он требует больших затрат энергии.
Объявление
Там, где популярны генераторы воды, использующие хладагент в качестве основной части процесса извлечения воды, особенно для небольших объемов, используются другие технологии извлечения воды, которые могут быть более совместимы с солнечной энергией.Для промышленных и некоторых военных применений существуют генераторы воды, в которых используется химический процесс с использованием специальных солей, называемых осушителями. Эти осушающие соли поглощают влагу из воздуха, а оборудование затем извлекает влагу из соли. Производители конкретных процессов являются собственностью компании. Обычно это достигается путем кипячения солей для создания пара. Затем пар конденсируется и собирается. Этот процесс может быть очень энергоэффективным, когда в камере кипения используется вакуум, потому что вакуум снижает температуру кипения воды, требуя меньше энергии для генерации пара.Генераторы адсорбционной воды потребляют меньше энергии, чем генераторы охлаждающей воды, поэтому за ними следует следить.
Солнечный водяной генератор может быть очень рентабельным при прямом сравнении энергопотребления, но есть еще пара вещей, которые следует учитывать. Поскольку во многих регионах высокая влажность является сезонной, водогенераторы наиболее эффективно работают в летние месяцы. Это часто бывает тогда, когда наибольший спрос на электроэнергию. Солнечные элементы могут заряжаться при рассеянном свете, но работают лучше, когда дни длиннее.
Водогенераторы также нуждаются в относительной влажности около 40 процентов или более и температуре не менее нескольких градусов выше нуля для эффективной работы. Это означает, что могут быть случаи, когда у любого генератора воды могут возникнуть проблемы с извлечением воды из воздуха, и потребуются альтернативные источники воды. Если света просто не хватает, солнечные водогенераторы часто оснащаются резервным электрическим питанием. Они будут использовать солнечную энергию, когда она есть, и возвращаться к электричеству, когда ее нет.При использовании электричества в качестве резерва электрическая мощность, необходимая для работы водогенератора, предназначенного для домашнего использования, сопоставима с мощностью, необходимой для работы небольшого обогревателя или персонального компьютера.
.
атмосферный тепловой двигатель | … И тогда есть физика
В интересах развенчания (кажется, не слова) пламени или того, чтобы не раздувать его дальше, я подумал, что напишу, как мне кажется, интересную статью, представленную моему вниманию Уильямом Коннолли. Авторы: Лалиберте и др. (2015) назвали ограниченную производительность работы двигателя влажного атмосферного тепла в условиях потепления. Об этом также рассказывается в недавней статье Смитсоновского института.
Честно говоря, я не уверен, что понимаю это, поэтому надеюсь, что некоторые из моих более информированных (то есть меня) комментаторов смогут уточнить.Насколько я понимаю, идея состоит в том, что можно думать об атмосфере как о каком-то тепловом двигателе, энергия которого переносится с поверхности через атмосферу, где она может выполнять некоторую работу, а затем в верхние слои атмосферы, где она излучается. пространство. В этом сценарии игнорируется энергия, теряемая непосредственно в космос с поверхности через излучение, и нужно учитывать только энергию, переносимую посредством конвекции и испарения. Таким образом, можно написать, что работа, выполняемая в единицу времени, представляет собой разницу между общим количеством энергии, доступной в единицу времени, и энергией, связанной с испарением, а затем осадками (круговорот воды -).Другими словами,
Рисунок 4 от Laliberte et al. (2015)
В этой статье они использовали модели климата, чтобы рассмотреть, как эти величины изменятся по мере того, как мы потеплеем. Основной результат, по-видимому, состоит в том, что увеличение круговорота воды превышает увеличение общей доступной энергии, и, следовательно, количество энергии, доступной для выполнения работы и обеспечения реальной циркуляции атмосферы, уменьшается. Вывод, который они делают,
По мере потепления климата система может оказаться неспособной увеличить производство своей общей энтропии настолько, чтобы компенсировать неэффективность увлажнения, связанную с фазовыми переходами.Это говорит о том, что в будущем климате глобальная атмосферная циркуляция может включать в себя очень сильные штормы из-за взрывного выделения скрытого тепла, но в таком случае ограничение производительности труда, указанное здесь, приведет к меньшему количеству таких событий. Атмосферная циркуляция Земли, таким образом, страдает от «проблемы воды в газе», наблюдаемой при моделировании тропической конвекции, где ее способность производить работу ограничивается необходимостью превращать жидкую воду в водяной пар и обратно для получения топлива.
Следовательно, для работы будет доступно меньше энергии, что приведет к меньшему количеству штормов, но к тому, что они могут быть очень энергичными, когда они действительно произойдут.
Хотя я мог смутить себя этим, я подумал, что могу попытаться понять, почему это могло быть так. В базовом тепловом двигателе Карно вы берете энергию из резервуара при температуре, затем выполняете определенную работу, а затем передаете оставшуюся энергию в резервуар при температуре.Тогда максимальный КПД равен
.
Один из откликов, которые мы ожидаем по мере того, как нагреемся, — это обратная связь с задержкой. Здесь происходит то, что водяной пар испаряется с поверхности, а затем конденсируется в атмосфере, выделяя тепло. Однако это не происходит равномерно в вертикальной атмосфере, а предпочтительно происходит на больших высотах, а не на более низких. Следовательно, верхние слои атмосферы нагреваются сильнее, чем нижние слои атмосферы / поверхности, что приводит к изменению градиента температуры (вертикальный градиент температуры).Следовательно, если мы подумаем об этом как о тепловом двигателе, холодный резервуар (верхняя атмосфера) нагревает больше, чем горячий резервуар (поверхностный / нижний слой атмосферы), и поэтому максимальная эффективность снижается.
Так вот, я не знаю, правильно ли мое основное объяснение, приведенное выше, или мое понимание этого вообще верно. Так что, если кто-то понимает это лучше меня (что несложно), не стесняйтесь объяснять это в комментариях. Это также может быть интересной темой, учитывая небольшой фурор по поводу недавней метели на северо-востоке США.
Нравится:
Нравится Загрузка …
Связанные
.