צפיה בהודעה בודדת
ישן 20-09-08, 21:01-24   #4
ים סוסנה
מנהל פורום טכני
 
תאריך הצטרפות: 20-09-08
הודעות: 984
ברירת מחדל

חלק ג'

http://www.nazzima.com/view_article.php?a=450
עבודה = מרחק X כוח.
תזמון ההצתה המושלם הוא בנקודה בה הבוכנה במרחק מסויים מהראש בו הלחץ הדינאמי המקסימלי יפעיל דחף מקסימלי על זרוע הארכובה לאורך כמה שיותר מרחק, ללא יצירת דטונציה.
הגדרת הכיוון המושלם הנ"ל מבוססת על הנוסחה הבאה - עבודה = מרחק X כוח.
למה פשוט לא ניתן להשתמש בתזמון ההצתה המקורי בהרכבת שיפורים מסויימים? למה הכיוון של היצרן לא מתאים?
וגם אם לא, למה לפחות אי אפשר לפחות להמשיך באותו תזמון?...במקרה הגרוע נקבל קצת פחות כוח.
מהו אותו משתנה שמחייב שינוי בכיוון ההצתה?
ובכן, 2 משתנים השזורים אחד בשני CP וPCP .
Compression Pressure ו Peak Cylinder Pressure לחץ דחיסה ולחץ צילינדר מקסימלי בהתאמה.
לחץ הדחיסה המקסימלי הוא ערך הקומפרסיה של המנוע.
לחץ צילינדר מקסימלי הוא ערך הלחץ הכי גבוה המתקבל בתא השריפה בעת שריפת התערובת.
כדי לשפר את עוצמת המנוע יש לשפר שני דברים בגדול - לחץ צילינדר מקסימלי ושיפור מקדם ההתנגדות , או במילים פשוטות להפיק הכי הרבה כוח ולהקטין את ההתנגדות הגוזלת חלק גדול מאותו כוח.
כדי להשיג לחץ צילינדר מקסימלי מגדילים את לחץ הדחיסה המקסימלי ו/או מעלים את יעילות השריפה ומילוי הצילינדרים.
ישנם כמה דרכים לעשות זאת , למשל - העלאת יחס הדחיסה, שינוי תזמון השסתומים, דחיסת אויר לתא השריפה ( טורבו ), שימוש בנייטרוס וכו...
התוצאה הסופית היא PCP גדול יותר בפיצוץ התערובת.
כפי שניתן להסיק מהכתוב דבר זה קורה תודות להקטנת חלל השריפה , הגדלת כמות/לחץ האויר ההתחלתי או שיפור במילוי הנפחי ויעילות השריפה.
כדי להבין מהי המגבלה שלא מאפשרת לנו לגרום לPCP לקרות בדיוק בTDC אנו צריכים להבין מהי בדיוק דטונציה משום שדטונציה היא הסיבה הראשונה לשינוי תזמון ההצתה, כאשר תפוקת כוח מקסימלית מגיעה במקום השני.
(TDC = TOP DEAD CENTER= הנקודה בה הבוכנה נמצאת בגבול העליון של המהלך )
דטונציה היא החולי הרע במנועים משופרים ובכלל ,משום שהיא מרסקת מנועים או ממיסה אותם - תלוי אם הזרקתם או הסנפתם...
ההבדל בין דטונציה לשריפה מוקדמת -
יש להבדיל בין 2 התופעות משום שיש להן סיבות שונות .
שריפה מוקדמת - שריפת התערובת לפני הצתה ע"י המצת, מתרחשת כתוצאה מלחץ דחיסה גבוה מידי , חום מצת/בוכנה/שסתום/מנוע גבוה מידי ודלק מהול/אוקטן נמוך מידי.
דטונציה - הצתת חזית להבה שניה לאחר הצתת התערובת ע"י הפלאג - מתרחשת כתוצאה מPCP גבוה מידי לאוקטן הדלק, הסיבות לתופעה קשורות בלחץ צילינדר מקסימלי ומפורטות מעלה בפיסקה.
צורת תא השריפה * ומיקום המצת הם המשתנים המובילים בקביעת יכולת המנוע להתנגד לדטונציה.
דטונציה מלווה בצליל מתכתי חד בעקבות התנגשות חזיתות הלהבה ועליית הלחץ המהירה בתא השריפה.
דטונציה חלשה מידי פעם , לרוב בהאצה מסל"ד נמוך במצערת מלאה - נחשבת "נסבלת" ולא גורמת לקיצור אורך חיי המנוע , מחקרים שנערכו בנושא מצביעים על כך שעל אף הפיצוץ האלים ביצועי המנוע משתפרים, אך באופן מועט מאוד ויחסית שולי לחלוטין( גם בדטונציה חזקה ביותר ).
לעומת זאת הלחץ המוגבר המופעל על חלקי המנוע השונים יחד עם הזעזוע הנוצר כתוצאה מדטונציה גורמים לבלאי מנוע מוגבר בהרבה וחימום יתר עד כדי תפיסת המנוע והמסת הבוכנות והרינגים.
חזרה לכיוון הצתה , עכשיו ברור לנו שמאוד מאוד מומלץ להמנע מדטונציה ושהסיבה לדטונציה היא PCP גבוה מידי.
ניתן להסיק מהכתוב כי מאז ומתמיד מבוצע "איחור הצתה" או "הגבלת קידום ההצתה" בהגדלת הPCP - גם במערכות ההצתה המיושנות.
כלומר ההצתה מאוחרת בסל"ד נמוך , מוקדמת בעליית הסל"ד ומאוחרת שוב בעומס גבוה במידת הצורך.
זהו בדיוק השינוי שנצטרך לבצע בשיפור המנוע בהתאם לקיצוניות ה"שיפור"(יותר מילוי נפחי+תערובת עשירה = יותר PCP).
המגבלה הראשונה שאנו עומדים בפניה היא הדטונציה , כלומר אנו צריכים לשמור על PCP נמוך מזה אשר יגרום לדטונציה.
משמעות איחור ההצתה היא הגעה ללחץ שריפה מקסימלי = PCP רחוק יותר מTDC , התוצאה היא PCP נמוך מגבול הלחץ הגורם לדטונציה כאשר בצילינדר יותר תערובת ופוטנציאל הכוח נשאר גבוה ביותר.
אילולא תערובת הדלק הייתה מוצתת בקידום הצתה המתאים למנוע לא משופר אותו פוטנציאל היה ממומש והתוצאה הייתה לחץ גבוה ביותר העולה על רף הדטונציה.
אותו "רף דטונציה" נקבע בהתאם לדלק המשמש את המנוע , למעשה למגבלה זו ניתן לייחס חלק גדול מחוסר היעילות של המנוע.
מגבלת אוקטן הדלק נשארה בעינה , היא לא משתנה כלל ולכן אין לנו אפשרות "לשבור" את רף הדטונציה ובכך להפעיל הרבה יותר לחץ על הבוכנות.
אם נחשוב על נצילות המנוע כעוגה , מגבלת האוקטן דופקת וואחד ביס תיאורתי בעוגה ( ע"ע PCP של מנוע דיזל!!! )
אתם וודאי מגלגלים את הסוגיה בראשכם וחושבים...מה בדיוק הרווחנו פה?
הרי אנחנו מסיימים פחות או יותר עם אותו PCP , כלומר אותו הלחץ מופעל על ראש הבוכנה, אז אמנם אין דטונציה... אבל איפה הרווח האמיתי פה?
הרי הגדרנו בהתחלה שהמרכיב העיקרי בשיפור מנוע הוא העלאת הPCP בגלל שהוא בעצם זה שדוחף את הבוכנה ומייצר "כוח" ואילו פה אנו בעצם משווים אותו לערך המקסימלי לפני התקנת השיפורים.
זוכרים את הנוסחה הראשונית? מרחק X כוח שווה "עבודה".
בארבעת התמונות המצורפות ניתן לראות בבירור איך משוואה זו מצדיקה את איחור ההצתה.
הרי כדי להשיג PCP גבוה יותר היינו חייבים לשפר את עוצמת השריפה, כלומר יש לנו פוטנציאל כוח גדול יותר אך אנחנו לא יכולים להביא אותו לידי ביטוי בצורת לחץ גדול יותר בצילינדר בגלל מגבלת הדטונציה.
המשמעות היא שיש גבול לPCP שאנו יכולים להפעיל על הבוכנה , אחרת נקבל דטונציה.
בואו נחזור למשוואה - כוחXמרחק = עבודה.
אם אמרנו שאין באפשרותינו להפעיל יותר כוח פשוט נגדיל את המרחק , דהיינו נפעיל את אותו כוח מוגבר ליותר מרחק.
כפי שנראה באיורים , אם יש ביכולתינו להגיע לאותו PCP רחוק יותר מTDC ע"י איחור ההצתה - נוכל להפעיל את אותו הכוח , למרחק רב יותר.
נוכל לעשות זאת מ2 סיבות -
1. משום שיש ברשותינו עוצמה גדולה יותר ( שורפים יותר תערובת ).
2. יחס ירידת הלחץ/למרחק תזוזת הבוכנה,קטן.
סיבה מספר אחת ברורה לחלוטין, היא הסיבה שבגללה אנו בכלל מאחרים את ההצתה, אנו שורפים יותר תערובת ו/או דוחסים אותה חזק יותר ומן הסתם מפיקים יותר אנרגיה!
על אותה כמות אנרגיה יש מחסום והוא מחסום הדטונציה ולכן אנו לא יכולים לנצל אותה מעבר לרף הלחץ ומאולצים לאחר את ההצתה( להרחיק את הבוכנה מTDC ).
כדי להסביר את סיבה מספר 2 אשתמש בדוגמא -
קחו 2 משאבות אויר באותו הקוטר אך עם מהלך שונה ואטמו את קו היציאה של המשאבה.
דחסו את המשאבה הארוכה יותר 5 ס"מ מהמהלך וכך גם את המשאבה הקצרה , היכן הלחץ יהיה גדול יותר?
כמובן שבמשאבה הקטנה יותר , משום שהיא דחסה יותר באופן יחסי.
אם מהלך המשאבה הגדולה היה 50 ס"מ ומהלך הקטנה 10 ס"מ המשאבה הגדולה דחסה סה"כ 10 % מנפח האויר ואילו המשאבה הקטנה דחסה 50%.
עכשיו בואו נשווה את תוצאות הניסוי עם המשתנים שלנו -
ברגע שהלחץ המקסימלי מגיע קרוב לTDC , חלל תא השריפה בו מתקיים הלחץ > קטן בהשוואה למקבילו , בו הלחץ המקסימלי רחוק יותר מTDC ושטח תא השריפה גדול יותר.
אם נוריד את הבוכנה הקרובה יותר לtdc -
5מ"מ אנו נגדיל ב20 אחוז את חלל תא השריפה והלחץ ירד בהתאם, בעוד אם נוריד את אותם 5 מ"מ ממצב הבוכנה המקביל לאחר איחור ההצתה נראה שחלל תא השריפה גדל רק ב5 אחוז , הלחץ, ישמר גבוה יותר בהתאם.
אם הלחץ ישמר למרחק תנועה ארוך יותר יהיה ניתן לדחוף את הבוכנה בחוזקה זמן רב יותר.



בפשטות מה שתאוריית כיוון ההצתה אומרת היא ככל שיש לך יותר כוח לנצל ואינך יכול להעלות את גבול הדטונציה , איחור הצתה יאפשר לך להגיע לPCP הגבוה ביותר שהדלק מאפשר לך כאשר תא השריפה בנפח גדול יותר ובצורה זו תוכל להפעיל את הכוח ליותר מרחק (עקומת ירידת הלחץ רדודה יותר ) ולייצר יותר עבודה.
יותר עבודה = יותר מומנט והספק.
איחור גדול מידי במטרה להמנע מPCP גבוה מידי יגרום לאיבוד כוח כתוצאה מ"חוסר" במהלך בוכנה לניצול לחץ הגזים.
אותו איחור גם יקרר את הבוכנות אך יגרום לטמפ' גזי פליטה גבוהה מאוד אשר תחמם את השסתומים וראש המנוע ,כמו כן פליטת המזהמים של המנוע תשתנה - ולכן יש להמנע מאיחור יתר של ההצתה.
במצב זה כדי להמנע מאיחור מוגזם יש להוריד את יחס הדחיסה ( ע"ע יחס דחיסה במנוע מוגדש ).
מקווה שנהנתם לקרוא
ים סוסנה
ים סוסנה לא מחובר   הגב עם ציטוט