В чем секреты мощности силовых установок «Мерседес»
В «Формуле-1» грядет новый сезон, в котором, судя по всему, нас ждут очередные 20 серий франшизы «Доминируй, унижай» с MERCEDES AMG PETRONAS Formula One Team в главной роли. Блог «В погоне за секундой», засучив рукава, покопался в гибридной силовой установке «серебряных стрел», с целью выяснить – в чем заключаются секреты превосходства агрегатов из Бриксуорта.
Первый секрет – это время начала разработки. За 7 лет до официального вступления в силу технического регламента на силовые установки новейшей турбоэры у «Мерседеса» уже была готовая отработанная технология мощного безинового мотора при ограниченном потреблении топлива.
В 2007 году летом немецкий автоконцерн выкатил концепт Mercedes-Benz F 700. Автомобиль набирал сотню с места за 7,5 с, максималка составляла 200 км/ч (ограничена электроникой), а средний расход топлива — 5,3 л/100 км. Шикарно для машины длиной более 5 м и весом свыше 2 тонн, не правда ли?
Под капотом концепта красовался новейший экспериментальный мотор трtхлучевых. Двигатель с непосредственным впрыском, созданный в рамках концепции «DiesOtto», имел 4 цилиндра, был оснащен одноступенчатым турбокомпрессором и системой изменения фаз газораспределения и с рабочего объема 1,8 л выдавал 238 л.с. и 400 нм крутящего момента (жирным курсивом специально выделены технологии из нынешнего технического регламента «Формулы-1» на двигатели внутреннего сгорания – ICE). Реализовать столь впечатляющие характеристики в соотношении мощность-тяга/расход на бензиновом турбомоторе позволило применение дизельных технологий,а именно изменяемой степени сжатия. При малых нагрузках воздушно-топливная смесь воспламенялась от сжатия (цикл Дизеля), а при высоких – от привычной системы зажигания (цикл Отто).
Концепция «DiesOtto» позволяла экономить до 30% топлива по сравнению с обычным турбомотором того же литража и мощности (любопытно, что при переходе с атмо-2,4 V8 на турбо-1,6 V6 заявлялось о снижении потребления топлива на треть). Единственным ее недостатком был малый ресурс при работе на обычном топливе – 10000 км. И вот тут мы перейдем ко второму секрету - топливо «Петронас».
По словам научного консультанта «Тоталь» Филиппа Жерара, в Монце моторы «Мерседес» заводской конюшни раскручивались до 12500 об/мин. Чтобы уложиться в мгновенный расход 100 кг/ч при таких оборотах – двигатель должен работать на ультраобедненной смеси. По Жерару, топливо при этом должно быть максимально плотным, чтобы уложиться в ограничение в 100 кг на гонку, высокоэнергетичным и мгновенно сгорающим, т.е. обладать взаимоисключающими характеристиками.
Не знаю в курсе ли мсье Жерар концепции «DiesOtto», но, чтобы уравновесить взаимоисключающие требования к топливу для моторов «Рено», бензин «Тоталь» состоит из 200 компонентов..
Третий секрет. Если твой двигатель, работая на парах хитровыдуманного бензина в двухцикличном режиме, раскручивается на 1500 об/мин сильнее, чем у конкурентов, то и твой MGU-H преобразует больше нелимитированной энергии выхлопа в электричество в режиме генератора и, соответственно, больше возвращает в режиме мотора.
Глубокоуважаемый мной технический директор «Форс-Индии» Энди Грин говорит, что новая силовая установка «Мерседес» станет шагом вперед, а это значит, что вся интрига предстоящего чемпионата – станет ли Росберг-мл. Чемпионом Чемпионовичем..
Почему я скептически отношусь к свистелкам-перделкам моторов и мотористам. Что такое мотор? Это механическая реализация термодинамического цикла тепловой машины. Заметь, неидеальная до сих пор. То есть технология у тебя – это термодинамический цикл. А мотор – это реализация. Как бы ты ее не крутил, за предел не выйдешь. Что такое цикл – нагреватель – расширение – холодильник – сжатие. В чем проблема ДВС? В том, что идеальная диаграмма давления у них должна быть прямоугольной. Поршневые делают синусоидальную, а роторные –треугольную. Но есть же еще вторая фундаментальная проблема – проблема топлива. Оно же сгорает не одномоментно, поэтому давление должно стоять, пока топливо не сгорит. У поршневых двигателей хоть какая-то площадочка, и эта площадочка тем больше, чем ниже обороты, а у роторных ее нет. А теперь почитай всех этих сумасшедших конструкторов 100500 вариантов моторов про роторные моторы – меньше деталей, больше момент и тд. Какая разница, если он сразу хуже? Поэтому ездили и будут ездить на керосинках Бенца. Понятно, когда делают, например, цикл сжатия с промежуточным охлаждением – на диаграмме сразу рост кпд. Да, это работает. Почему Стрилинг – идеальный мотор – так между состоянием газа и работой фазовый сдвиг 90 градусов, так там два цилиндра со смещение 90 градусов ставят и все.
Теперь про топливо. Идеальное топливо должно сгореть мгновенно в в.м.т. Но мотористы же это не приветствуют, потому что у них топливо горит и по 20 градусов на оборот, представляешь, какой это низкий кпд от энтальпии топлива? Да и проблема управления точностью зажигания есть. Проблема фундаментальная, называется горение углеводородов по цепному механизму. Воспламенение топлива включает время индукции, нарастающее с обеднением смеси. Более того, обедненной смесью эти жулики называют смеси, близкие к стехиометрическим. Поэтому когда нужно дать газ и получить управление мощностью и вывести двигатель на другой режим, а там и инерция мотора, и инерция воспламенения, смесь обогащают раз в 5, чтобы время индукции упало и тепло сгорания выросло. Но это же коммерческие топлива. А в гонках ты можешь брать топлива, горящие не по цепному механизму. Естественно, это авиационные спиртовые топлива начала 30-х, на метаноле. В мотоспорте в спидвее, в гонках на льду это не новость какая-то. Спортивные Мерседесы в 30-е именно на таком топливе и ездили, тем более оно на турбонаддуве проблем не создает. Обычно метаноловые топлива 105 где-то. Чтобы оно на тесте детонировало на 100, ну добавят какой-нибудь изооктан.
Почему у наших мотористов все время карго-культ моторов? А это историческая причина, СССР самостоятельно не сделал ни одного мотора и дизеля, по-моему. Более того, наверху периодически принимались идиотские решения. Например, копировали немецкие ракетные технологии, заменили спиртовое топливо из Фау-2 на керосин. Появилось время индукции, горение стало колебательным, да еще и зависящим от чистоты жидкого кислорода, азот же ингибитор, с вибрациями борются и сетуют на них 50 лет. А все почему – какой-то грузинский чекист в пенсне пожалел 3 цистерны спирта, это же сколько бутылок водки. Например, такое говно мамонта 1928 года БМВ-VII, что ли, это все танковые дизеля, моторы на штурмовиках, до сих пор на речном транспорте, на тепловозах и т.д. Все эти «уникальные» танковые дизеля «Чаромского» из Харькова – это цельнотянутые дизеля 30-го года Юнкерс-205.
Если взять реалии, то конечно, в идеале ДВС приличного объема должен работать на постоянной частоте оборотов, может быть, с отключаемыми цилиндрами, (что, трудно реализовать пневматическое управление клапанами?), с какой-нибудь гидромеханической трансмиссией. А имеем мы микротурбомотры с ДСГ сцеплениями и в перспективе 10-скоростными коробками. Немцы продолжают пилить швейцарские часы, хотя могли поставить кварц.
Уникальный автор. Спасибо!
Именно в этом проблема.
Технологии гражданских авто здесь полезны мало. Да и всеми этими нововведениями - непосредственным впрыском, многоклапанными турбомоторами малого объема и обедненными смесями - конструкторы разных автоконцерном занимаются много лет, так что вопрос проработан хорошо и не является тайной для конкурентов. Просто гражданские подходы для мотора ф-1 почти не применимы.
"Во всяком случае "НЕ подыгрывание" никто не доказал. А следовательно перестаньте писать чушь."
Как говорится, "Учение Маркса всесильно, потому что оно верно. А верно оно потому, что всесильно". Вот так по кругу вокруг зомбака сто лет и бегаем
Насчёт дурака. Воздержусь от оценки. Мне кажется она не нужна. "Судите о нём, по коментам его".
Лучше бери пример, для разнообразия, с Бродского : "Но пока мне рот не забили глиной, из него раздаваться будет лишь благодарность".
Findan
Ответ на комментарий пользователя doctor.morge
Мнение свое выражают несколько другими словами, например, "ИМХО", в противном случае это называется клевета
Без твоей имхи все твои посты - клевета. Ты это правило сам придумал, так соответствуй ему.
Как Вы увязали технологии DiesOtto с нынешним поколением формульных моторов?
Никто не рискнул бы использовать технологию изменяемой степени сжатия на гоночном моторе, особенно учитывая то, что не все гладко у Мерс’ов с ней.
Кстати, проект DiesOtto очень плотно увязан с разработками НАМИ в области изменяемой степени сжатия.
Если Вам интересно поищите журнал Авторевю №2 за 2002 год, или №3,4,5 за 2014года журнал "АБС авто".
Среди ключевых технологий, позволивших достичь великолепной производительности, экономичности и экологичности концепта, указываются:
• «даунсайзинг», уменьшение количества цилиндров и рабочего объема;
• турбонаддув (двухступенчатая система в составе турбокомпрессоров низкого и высокого давления);
• непосредственный впрыск бензина;
• управляемый ГРМ;
• регулируемая степень сжатия;
• гибридный модуль стартера/генератора.
p.s.: http://www.abs-magazine.ru/article/stepenj-svobodi-okonchanie-nachalo-v-35-2014
Ты написал "Почти непрерывно клевещешь". Дак давай отвечай за свои слова.
Подтверждай фактами, где и на кого я клевещу? Или ты как телка - балаболка опять ляпнул и решил съехать?
Про топливо какая-то фигня, не бывает "топлива на метаноле". Это тот же бензин, с более высоким ОЧ. Получить топливо с более высоким ОЧ - не проблема, это вопрос целесообразности... тут, короче, каша какая-то в логике.
Про СССР - тоже что-то непонятное. Конечно, в СССР есть ДВС своей разработки. Причем тут вообще ракетные двигатели - хз?
А последний абзац - просто пробел в голове афтора. Турбомоторы - экономичнее по определению, ибо выше КПД термодинамического цикла. Идеальный мотор — это трубонаддувный дизель. ДВС, где экономия реально ценится (стационарные генераторы, грузовые, судовые дизели) - только турбодизели!
Но дело еще и в том, что гражданская машина — это не только хороший мотор и экономия бензина. Вот прикинь, когда создали вариатор, то хотели заставить работать мотор почти на постоянных оборотах, как и предлагает афтор цитируемого текста. Только пользователи отметили, что мотор неприятно (непривычно) гудит на постоянных 3000. А потом и вовсе захотели, чтобы мотор набирал обороты по мере разгона, чтобы было привычное ощущение... затем и вовсе сделали имитацию переключения передач…
Есть - "Система изменения фаз газораспределения". У Митсубиси она называется - Mivec (у меня такой мотор), у Хонды - VVtec (вроде, или как то так...), у Тойоты тоже как-то похоже.