Бензиновый кризис отменяется: Найден способ экономии топлива без вреда для двигателя
Исследователи из НовГУ совместно с коллегами из петербургского и российского аграрных университетов уточнили математические формулы для расчёта детонации в бензиновых двигателях, добавив коэффициенты избытка воздуха и турбулизации заряда. Это позволит проектировать более мощные и экономичные моторы без дорогостоящих испытаний - особенно актуально в условиях топливного дефицита.
Учёные из Новгородского государственного университета вместе с коллегами из Санкт-Петербургского и Российского государственных аграрных университетов обновили математические модели для расчёта детонации в бензиновых двигателях. Об этом сообщил ТАСС один из авторов проекта. Результаты работы позволяют повысить мощность и экономичность моторов без риска поломки, что особенно важно в условиях топливного дефицита.
Доцент кафедры автомобильного транспорта НовГУ, инженер‑механик Александр Капустин пояснил, что топливно‑воздушная смесь сгорает в цилиндре двигателя. Без неё мотор не работает, как огонь без кислорода и дров. Смесь бывает разной. Нормальная, или стехиометрическая, - когда бензина ровно столько, чтобы сгорел весь кислород из воздуха. Для бензина это примерно одна часть топлива на 14,7 частей воздуха. Богатая смесь - бензина больше нормы: она даёт больше мощности, но расходует много топлива. Бедная - воздуха больше, а бензина меньше: это более экономичный режим, и риск детонации в такой смеси ниже.
Смесь бывает стехиометрической, богатой и бедной. Бедная - экономичнее, риск детонации ниже. Современные двигатели всё чаще работают на бедных смесях, поэтому старая формула Дауда и Ейза приводила к ошибкам,
- отметил Капустин.
Формула Дауда и Ейза - одна из самых известных математических моделей прогнозирования детонации в двигателе. Однако она корректно работает только для одного режима - стехиометрической смеси. Поскольку современные моторы всё чаще переводят на бедные смеси, применение старой формулы начало приводить к ошибкам в расчётах.
Чтобы решить эту проблему, учёные добавили в формулу коэффициент избытка воздуха - показатель того, насколько смесь беднее или богаче стехиометрической. Дополнительно исследователи впервые учли турбулизацию заряда - искусственное завихрение топливно‑воздушной смеси в цилиндре двигателя.
Когда смесь закручивается, она быстрее и равномернее сгорает, повышая мощность. Но завихрения ускоряют горение и могут спровоцировать детонацию. Турбулизацию нужно учитывать в расчётах, и мы сделали это впервые,
- говорит Капустин.
В итоге получились новые формулы для бензина с октановым числом 92 и 100. Они работают именно в том диапазоне бедных смесей, где старые расчёты выдавали ошибку, - когда содержание воздуха в смеси на 20–80% больше, чем в идеальной пропорции.
Новые формулы особенно ценны на фоне топливного дефицита - для экономии на этапе проектирования бензиновых поршневых двигателей. Разработчикам больше не нужно собирать десятки опытных образцов с разными степенями сжатия и проводить дорогостоящие стендовые испытания. Достаточно сделать расчёт по программе, выбрать оптимальный вариант и проверить всего один‑два двигателя.
Формулы также помогут при переводе серийных дизелей на природный газ - метан, где сжигаются бедные смеси, а дизтопливо служит лишь для воспламенения. Предварительные расчёты по детонации значительно снизят затраты на экспериментальную доводку таких двигателей.
Раньше для бедных смесей точных формул не было. Теперь мы точно определяем, когда детонации не будет, а значит, можно экономить топливо и проектировать более мощные и надёжные двигатели без лишних расходов,
- заключает Капустин.
Уважаемые читатели «Царьграда»!
Присоединяйтесь к нам в соцсетях ВКонтакте, Одноклассники, Telegram.
Подписывайтесь на наш канал в Дзене. Там все самое интересное.
Если вам есть чем поделиться с нами, присылайте свои наблюдения, вопросы, новости на электронную почту kuzbas@tsargrad.tv