Ученые Новгородского государственного университета совместно со специалистами Санкт-Петербургского и Российского государственных аграрных университетов усовершенствовали математический расчет детонации в бензиновых двигателях. Новые формулы позволяют определять условия, при которых можно повышать мощность и экономичность моторов без риска их повреждения. Об этом ТАСС рассказал один из авторов исследования, доцент кафедры автомобильного транспорта НовГУ, инженер-механик Александр Капустин.
Читайте: Россиянам готовят новые запреты: что изменится уже в ближайшее время
Для прогнозирования детонации применяются математические модели, одной из наиболее известных среди которых является формула Дауда и Ейза. Однако она рассчитана прежде всего на стехиометрическую топливно-воздушную смесь. Для бензина такое соотношение составляет примерно одну часть топлива на 14,7 частей воздуха.
Состав смеси непосредственно влияет на работу двигателя. При увеличении доли бензина она становится богатой, что позволяет получить большую мощность, но одновременно повышает расход топлива. В бедной смеси, напротив, содержится больше воздуха и меньше бензина. Такой режим экономичнее и характеризуется меньшим риском детонации, поэтому современные двигатели все чаще рассчитывают на работу именно с бедными смесями. Применение прежней формулы в таких условиях могло приводить к ошибкам.
Исследователи скорректировали расчеты, включив коэффициент избытка воздуха, который показывает отклонение состава смеси от стехиометрического соотношения. Кроме того, ученые учли турбулизацию заряда — искусственное завихрение топливно-воздушной смеси внутри цилиндра. По словам Капустина, этот фактор был включен в подобные расчеты впервые.
Завихрение способствует более быстрому и равномерному сгоранию смеси, благодаря чему могут повышаться мощность и экономичность двигателя. Одновременно ускорение процесса горения способно привести к детонации при неправильных расчетах. Учет этого параметра позволил получить новые формулы для бензина с октановыми числами 92 и 100.
Разработанный метод предназначен для диапазона бедных смесей, в котором прежние расчеты давали ошибку. Речь идет о режимах, когда воздуха содержится на 20–80% больше по сравнению с идеальной пропорцией. Авторы работы считают такие расчеты особенно актуальными в условиях дефицита топлива.
Формулы могут сократить расходы при разработке новых бензиновых поршневых двигателей. Вместо изготовления десятков опытных образцов с различными степенями сжатия и проведения дорогостоящих стендовых испытаний разработчики смогут предварительно рассчитать параметры в программе, определить оптимальный вариант, а затем проверить один-два двигателя.
Разработка также может применяться при переводе серийных дизельных двигателей на природный газ — метан. В таких установках используются бедные смеси, а дизельное топливо необходимо только для воспламенения. Предварительный расчет детонации способен уменьшить затраты на экспериментальную доводку таких агрегатов.
Капустин отметил, что ранее точных формул для бедных смесей не существовало. Новая методика позволяет определить условия отсутствия детонации и использовать эти данные при создании более экономичных, мощных и надежных двигателей без дополнительных расходов.
Читайте также:
- Сентябрь все изменит: что ждет россиян уже с 1 числа
- В платежках за ЖКХ появятся новые начисления: что уже изменилось для россиян
- Пенсии в России резко вырастут с августа: кто получит прибавку уже летом
