Технические вопросы

[Alex Faraon]

Всё-таки, какие числа брать в расчет: 2-3 градуса или 12-13 градусов?

Ведь другие команды могли исп-ть неохлажденное топливо или охлажденное, например, на 5 градусов от t воздуха.

[Style]

Проконсультировался со знакомым, который в своё время МАДИ закончил.

Итак.

Бензин начинает испаряться при температуре 18 градусов.

Оптимальная температура бензина, для образования смеси - 24-28 градусов.

За счёт присадок (повышение октанового числа), температуру, необходимую для образования смеси, можно снизить до 20-22 градусов.

Соответственно горючее стараются держать при температуре 20-22 градуса.

Выводы делайте сами.

Соответственно речь идёт об образовании оптимальной смеси, а не как наши жигули зимой, пол часа "чихает", пока прогреется.

ЗЫ Как пример закись азота явно неподходит. Закись впрыскивают в цилиндр чтобы увеличить там количество кислорода и подать больше горючего соответственно. При нагревании, в момент начала горения смеси, закись азота распадается на азот и кислород. И само собой закись хранится в балоне под большим давлением.

1. N2O подаётся в цилиндр, уже перемешанная с топливовоздушной смесью. При сжатии и воспламенении топливовоздушной смеси закись азота разлагается на азот и кислород (2N2O->2N2+2O) под воздействием температуры (~350C). В результате высвобождается атомарный кислород, который позволяет окислить (сжечь) дополнительное количество топлива. Кислорода, содержащегося в N2O, в 1.6 раза больше, чем в воздухе (по массе).

2. Кроме того, азот, который так же высвобождается, работает как антидетонатор, не давая процессу горения идти лавинообразно.

3. Закись хранится в баллоне в сжиженом состоянии. Высвобождаясь при расжирении, начинает кипеть, резко охлаждаясь. А поскольку Тпл и Ткип рядышком, то, едва вскипев, замерзает и переходит в твердое состояние и летит дальше в виде кристаллов (снега). Стремительно отбирая тепло у окружающей среды, система работает как интеркулер на наддувных двигателях (резкое понижение температуры смеси в коллекторе даёт увеличения потока топливовоздушной смеси и, собственно, плотности заряда).

[keshon]

Всё-таки, какие числа брать в расчет: 2-3 градуса или 12-13 градусов?

Ведь другие команды могли исп-ть неохлажденное топливо или охлажденное, например, на 5 градусов от t воздуха.

Надо брать 2-3 градуса, чтобы понять - будет ли преимущество перед другими командами, которые охлаждают топливо максимум на 10 градусов.

[keshon]

Адриано Чимарости. "Полная история автогонок Гран-При."

...Расход топлива был главным вопросом 35-го Чемпионата Мира, поскольку в 1984 г. команды вынуждены были довольствоваться 220-ью литрами вместо прежних 250-ти. Кроме того, были запрещены дозаправки горючим. Новое ограничение дало много пищи для размышлений. Инженеры вынуждены были с помощью модификаций электронных системы зажигания и системы впрыска топлива пытаться достичь максимально возможных характеристик, в то же время гарантируя их использование с максимально возможной экономией топлива. Тем временем, составители правил волновались о том, как проконтролировать количество используемого топлива, поскольку не исключалась возможность сокрытия небольших баков внутри монокока. К началу сезона они были осведомлены о том, что команды собираются охлаждать топливо, плотность которого менялась с изменением температуры. Кроме того, команды подготовили специальные топливные смеси, поскольку их использование правилами не запрещалось, но их октановое число было ограничено (ROZ 102).

FISA снизила количество топлива на борту автомобиля с целью обуздать рост мощностей, поскольку увеличение числа миль на галлон (или снижение числа литров на километр) неизбежно приводило к снижению мощности.

...Проблема расхода топлива имела теперь главное значение, вынудив специалистов потратить огромные суммы на поиск ее разрешения. В новых высокотехнологичных двигателях компьютер управлял различными процессами на основе характеристик двигателя – определял угол опережения зажигания, регулировал впрыск топлива, определял время впрыска и количество впрыскиваемого топлива. Поскольку химикам были предоставлен огромный простор для маневрирования в пределах правил касаемо топлива, ими были разработаны специальные – и потому дорогостоящие – топливные смеси с высокими антидетонационными свойствами. По сути, ограничение топливных баков до 220-ти литров было нацелено на улучшение конструкции двигателя, поскольку, несмотря на весомое ограничение мощности в течение гонки, оно вынудило предпринять шаги к увеличению удельного веса топлива. Поскольку следствие введения нового правила можно было минимизировать охлаждением топлива перед стартом гонки, команды постепенно обзавелись рефрижераторами, которые устанавливались в боксах с тем, чтобы можно было получить преимущество от изменения плотности, вызванного изменением температуры: снижение температуры топлива на 1° давало 1%-ое увеличение его плотности. В большинстве случаев топливо охлаждалось примерно до минус 30°, а в некоторых случаях – до минус 50° и ниже. Так, благодаря увеличению плотности можно было 235 литров топлива "сжать" до законных 220-ти, охладив его до минус 53°, и обеспечить дополнительные 15 литров топлива, которых хватало примерно на пять кругов среднестатистической трассы. Во время гонки эта разница могла легко быть сопоставима с разницей между пересечением финишной черты и преждевременной выработкой топлива.

На первом Гран-при сезона в Бразилии те команды, которые заправили свои автомобили заранее охлажденным топливом, испытали несколько беспокойных моментов, поскольку старт был отложен примерно на полчаса. Они боялись, что жаркое солнце постепенно расширит топливо, и топливные баки взорвутся. Однако, их опасения были необоснованными, поскольку бензин имеет свойство нагреваться медленно.

[vlad_krsk]

Всё-таки, какие числа брать в расчет: 2-3 градуса или 12-13 градусов?

Ведь другие команды могли исп-ть неохлажденное топливо или охлажденное, например, на 5 градусов от t воздуха.

Думаю, 2-3 градуса от максимально позволенного отклонения до якобы замеренного.

[Red_Baron]

Есть рабочий фтп?, скину сетап по настройке виртуального боллида ф1, там все. если нет выложу сюда, ну или

Если говорить о давлениии в покрышках, то хочеться сказать, что оптимальное давление резко пересекается со скоростными свойствами трассы, плюс со свойствами дорожного покрытия. Есть и другие второстепенные параметры, в числе которых стиль пилотирования.

Скинь пожалуйста в форум или в личку, если не сложно...заранее спасибо

[Style]

Адриано Чимарости. "Полная история автогонок Гран-При."

Непутай условия и время, когда это было.

И несравнивай современные системы питаня и топливные смеси, с теми, что было больше 20 лет назад.

Современные системы питания при любых условиях подадут в цилиндры горючего в разы больше, чем необходимо. А тогда эта мера была необходима, чтоб за счёт уменьшения объёма топлива, подавать его больше в цилиндры.

[mechanic_cat]

Непутай условия и время, когда это было.

И несравнивай современные системы питаня и топливные смеси, с теми, что было больше 20 лет назад.

Современные системы питания при любых условиях подадут в цилиндры горючего в разы больше, чем необходимо. А тогда эта мера была необходима, чтоб за счёт уменьшения объёма топлива, подавать его больше в цилиндры.

Утверждение неверное - Нельзя подавать топливо столько сколько хочешь, не сгорит. От увеличения плотности/уменьшения объема НИЧЕГО НЕ ВЫИГРАЕШЬ при впрыске в цилиндр!!!! Количество топлива зависит от количества воздуха постающего в цилиндр.

[Style]

Утверждение неверное - Нельзя подавать топливо столько сколько хочешь, не сгорит. От увеличения плотности/уменьшения объема НИЧЕГО НЕ ВЫИГРАЕШЬ при впрыске в цилиндр!!!! Количество топлива зависит от количества воздуха постающего в цилиндр.

Проснулся ...

Почитай, что я в частности писал выше.

Перечетай статью, которую привели. Она касается 84 года, когда был расцвет турбомоторов. И в те времена системы питания топливом могли несправляться с подачей топлива. Плюс очень сильное охлаждение позволяло чуть больше топлива заливать в баки.

[Arty911]

ИМХО ..

Те кто пишут об увеличении плотности холодного топлива, и следовательно его можно впрыснуть в цилиндр больше, чем скажем более теплого за тот же промежуток времени - пишут чушь. Количество впрыскиваемого топлива зависит от количества поступившего воздуха, а не наоборот. Поэтому там стоят датчики для определения количества поступившего воздуха и датчики температур двигателя, поступившего воздуха и ТОПЛИВА. Исходя из их показаний и расчитывается количество топлива необходимое для впрыска, т.е время открытия форсунки и давление впрыска (хотя насчет давления я не уверен - регулируют ли там).

Дальше знаменитое соотношение 1/14.7 - это соотношение при котором происходит ПОЛНОЕ сгорание топлива, но это не соотношение при котором выделяется максимальное количество энергии/достигается мощность. Чтобы добится максимальной мощности это соотношении должно быть меньше 1/12 скажем (точно не знаю), но это соотношение нам ни к чему вообще, это нужно знать компьютеру двигателя.

Предпологаемая добавка мощности

1. Впрыскиваемое холодное топливо может охлаждать поступающий воздух, следовательно большую массу воздуха можно загнать, и следовательно большую масс топлива можно сжечь. Но уменьшение допустимой температуры топлива на 3-4 градуса ... э .. не думаю что так уж сильно охладит воздух. Я бы понял если бы оно было градусов на 20-30 меньше, тогда я думаю, стоило бы разговаривать. Поэтому то и ограничено регламентом разница скажем в 10 градусов, просто потому что ее как-то надо было ограничить, иначе бы все команды заливали бы кто как смог охладить. Но нарушение регламента на пару градусов .. не думаю, что повлияет ИМХО

2. КПД Двигателя. Тут правильно некоторые написали, что КПД двигателя зависит от температуры поступившей смеси, т.е. чем больше будет разница между температурой поступившей смеси и температурой так скажем "взрыва" этой смеси то КПД будет выше. Но это применимо на 100% только к идеальным тепловым машинам (см. цикл Карно). А в реальном двигателе еще присутствуют очень много потерь энергии , поэтому опять же ИМХО, не произойдет сильного увеличения КПД двигателя, такого о котором стоило бы говорить вообще, (напомню мы говорим о разнице в пару градусов).

3. Охлаждение двигателя. Топливо может охлаждать скажем головку блока, (to Style такое бывает, скажем в дизельных двигателях common rail поступающее топливо охлаждает форсунки), но это дополнительное охлаждение создают в двигателях для улучшения условий работы некоторых механизмов (скажем тех же форсунок), но в это все влияет на надежность работы этих механизмов, но не на прирост мощности.

Вывод:

Охлажденое топливо даст прирост мощности только в первом случае - охлаждение поступающей смеси. НО, насколько даст прирост разница в пару градусов??!! Это я думаю надо долго считать, и не нам, а людям которые создают эти двигатели, и знают различные тонкости их конструкции.

ЗЫ Аппеляция - чисто политическая акция, серьезного обоснования для какой-бы то ни было дисквалификации нет! Я думаю максимум денежный штраф.

Всё так по механике, но зачем так подробно? Выше всё это уже писалось. А так, согласен, в том числе и про то, что прирост надо считать именно специалистам по данному конкретному мотору а не нам. Тема вообще флудная получается, в таких двигателях действительно много тонкостей, возможно это охлаждение и даёт небольшой ноль с плюсом к надёжности и мощьности. Можно процитировать советского авиаконструктора который говорил что самолёт состоит из основной (распространённой на данный момент конструкции) части и множества нулей со знаком плюс или минус. У кого нулей со знаком плюс больше, тот и получает лучший самолёт. Так что тема политическая, это не вода в баках для охлаждения тормозов или что-то подобное имхо.

[vlad_krsk]

Плюс очень сильное охлаждение позволяло чуть больше топлива заливать в баки.

Я выделил слова, которые посчитал ключевыми.

[mechanic_cat]

Проснулся ...

Почитай, что я в частности писал выше.

Перечетай статью, которую привели. Она касается 84 года, когда был расцвет турбомоторов. И в те времена системы питания топливом могли несправляться с подачей топлива. Плюс очень сильное охлаждение позволяло чуть больше топлива заливать в баки.

Чтобы система питания не справлялась с подачей топлива, -- такого не было никогда. Это называется конструкторская ошибка.

[AndyT]

Всё так по механике, но зачем так подробно? Выше всё это уже писалось. А так, согласен, в том числе и про то, что прирост надо считать именно специалистам по данному конкретному мотору а не нам. Тема вообще флудная получается, в таких двигателях действительно много тонкостей, возможно это охлаждение и даёт небольшой ноль с плюсом к надёжности и мощьности. Можно процитировать советского авиаконструктора который говорил что самолёт состоит из основной (распространённой на данный момент конструкции) части и множества нулей со знаком плюс или минус. У кого нулей со знаком плюс больше, тот и получает лучший самолёт. Так что тема политическая, это не вода в баках для охлаждения тормозов или что-то подобное имхо.

Не думаю, что тема флудная - здесь находятся те, кому интересны технические аспекты. И если кто-то, прочитав это, разберется в принципах работы ДВС, например, то что в этом плохого? И скандал с топливом здесь не обсуждается - это, плиз, в http://www.f1news.ru/forum/index.php?showtopic=10218 там про политику можно порассуждать. Здесь никакой политики - люди пытаются разобраться, что может привести к прибавке/потере мощности и привело ли в данном примере.

Вообще, мне непонятны рассуждения некоторых форумчан о том, что болиды Ф1 - это некие космические объекты, где "совсем не такой бензин", "совсем другие двигатели", "совсем другие принципы работы" и т.п. Да, многого в деталях не известно и посчитать точно сложно. Но основопологающие вещи вполне понятны и доступны нашему скудному мозгу, не принадлежащему профессиональному инженеру от Ф1. Хотелось бы напомнить, что эти автомобили, как и другие, разрабатывается по одним и тем же законам техники и физики. И, например, 1-й закон термодинамики применим абсолютно одинаково к ДВС на формульном болиде и на БелАЗе, как бы обидно для Ф1 это ни звучало. И если об этом помнить, то многое становится ясно, и не нужно будет прибегать к рассуждениям, увлекшись которыми, некоторые приходят к опровержению фундаментальных законов физики

[corsair]

Вообще-то я с тонкостями двигателестроения Ф1 не знаком, AndyT правильно сказал что законы физики одинаковы, и например КПД тепловой машины будет тож вычисляться одинаково, и для болида и для запорожца. Так что по любому понижение температуры выхлопа на 10 грдусов при 30-градусной жаре в идеале может прибавить примерно до 3% к мощности.

[keshon]

Мож, конечно, рассуждаю неправильно - так поправьте тогда.

Объем=масса/плотность.

При охлаждении топлива на 1°С получаем изменение его плотности на 1%

Плотность бензина от 720 кг/м3 до 780 кг/м3. Для расчета примем усредненное (ибо, я один черт не знаю какое на самом деле значение плотности формульного бензина) 750 кг/м3.

Изменив температуру топлива на 2°С, получим изменение плотности на 2%.

Т.е плотность1=750кг/м3*1,02=765кг/м3.

Заливаем на пит-стопе 50л.

Если мы его не охлаждали, то получается, что мы залили 50л*750кг/м3=0,05м3*750кг/м3=37,5кг бензина.

А если мы его охладили на 2°С, то получается, что мы залили 0,05м3*765кг/м3=38,25кг бензина

У нас образовался "излишек" топлива в 750г. Микропроцессор управления впрыском настроен так, что в зависимости от данных, получаемых от датчика температуры топлива, может изменять и степень открытия дроссельной заслонк при одинаковом положении педали газа. Т.е. на "холодном" топливе, при одинаково нажатой с случаем "теплого" топлива педали газа, в впускной коллектор попадает чуть больше топлива (ибо мы видим, что плотность увеличилась), и чуть больше воздуха (ибо процессор дал команду чуть более приоткрыть дроссельную заслонку). Т.е. по сравнению с "теплым" топливом, в цилиндры начнет поступать другая смесь - имеющая чуть большую энергию (и топлива в ней больше - нам же надо расходовать "излишек"бензина(!!!), и воздуха в ней больше - для обеспечения максимального его сгорания)

Предположим, что мы идем на 2 пит-стопа, и этап разбит на 3 равных отрезка. Длина каждого 100км, проезжаем каждый в среднем за 30мин.

Большую часть гонки движок работает в зоне высоких оборотов. Предположим, что усредненное значение - это 15000 об/мин.

За 30 мин. отрезка от пита до пита вал двигателя совершит 15000об/мин*30мин=450000 оборотов(тактов)

На "теплом" топливе сжигается 37,5кг/450000об=0,0833г топлива за 1 такт.

750г "излишка" позволят впрыснуть дополнительно 750г/450000об.=0,0017г топлива за 1 такт. Т.е в цилиндр попадет 0,0833+0,0017=0,085г.

Дальше, видимо ошибаюсь, потому что времени подумать и вспомнить физические формулы, нет (полетел принтер в одном отделе - поскакал разбирацца )

Пропорция:

0,0833г - 800 л/с

0,085г - Х л/с

Откуда: Х=800*0,085/0,0833=816,33 л/с

ПыСы. Если можно - то без стёба. Подумайте, плиз, если интересно. Мож, есть ошибки-то!

[Style]

ПыСы. Если можно - то без стёба. Подумайте, плиз, если интересно. Мож, есть ошибки-то!

Основная ошибка одна. Количество воздуха = константа, так как двигатель атмосферный. И изначальный расчёт мощности идёт при полностью открытом дросселе, и никакого дополнительного приоткрытия дроссельной заслонки быть неможет. Соответственно прибавка топлива в такте ничего не даст, кроме перегрева мотора.

[keshon]

Основная ошибка одна. Количество воздуха = константа, так как двигатель атмосферный. И изначальный расчёт мощности идёт при полностью открытом дросселе. Соответственно прибавка топлива в такте ничего не даст, кроме перегрева мотора.

А зачем тогда на атмосферных двигателях датчик массового расхода воздуха нужен?

[Style]

А зачем тогда на атмосферных двигателях датчик массового расхода воздуха нужен?

Изменилось давление, выросла скорость, упала скорость, машина попала в зону попутного ветра, это всё изменяет наполнение цилиндров воздухом. Соответственно компьютеру надо знать, сколько воздуха точно попало в цилиндры, чтобы подать необходимое количество горючего.

Но под дополнительное поступление топлива в данном случае ничего недаст, так как давление в системе постоянно, меняется лишь количество, которым пилот или команда не в состоянии управлять.

В атмосферном моторе смесь рассчитывается не от количества топлива, а от количества воздуха.

Вот на наддувных моторах противоположная картина - надо поднять мощность - увеличили подачу воздуха, уменьшить - уменьшили подачу воздуха.

[vlad_krsk]

Мож, конечно, рассуждаю неправильно - так поправьте тогда.

Объем=масса/плотность.

При охлаждении топлива на 1°С получаем изменение его плотности на 1%

Это откуда? Или при охлаждении на 10°С у нас плотность уменьшится на 10%? А если начнём замораживать в азоте, то на этом топливе можно и вовсе летать, как на воздушном шаре?

[keshon]

Это откуда? Или при охлаждении на 10°С у нас плотность уменьшится на 10%? А если начнём замораживать в азоте, то на этом топливе можно и вовсе летать, как на воздушном шаре?

Последние постов 15 почитай - узнаешь.

Причем, плотность при уменьшении температуры не уменьшается, а увеличивается.

[GrayJ]

Во первых, у нас охладилось топливо на 3 градуса, а уж потом оно охлаждает смесь,

дальше разница в 3 градуса все равно уменьшится пока топливо по топливопроводам поступит до форсунки,

дальше - мы должны выяснить на сколько градусов охлаждается смесь топливом на пару градусов (пусть 3) меньше чем запланированно. И вот уже вот эту разницу учитывать при подсчетах,

еще раз нам надо считать разницу в температурах не топлива а СМЕСИ которую охладит это топливо, а этого как раз никто не знает, даже специалисты. дальше ты грубо подсчитываешь проценты, но в твую пропорцию добавь пожалуйста понижающий коэффициент - КПД РЕАЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ, а не идеальной тепловой машины (у которой он равен 100%).

Так что твоя прибавка снизится до таких микроскопических цифр, что о них разговаривать смысла нет

Ты упустил, что все это воздействет и на топливо, которое на 1% теплее!

И поэтому в итоге 1% прироста КПД в сравнении с топливом, которое было на 1% теплее сохранится.

[GrayJ]

Последние постов 15 почитай - узнаешь.

Причем, плотность при уменьшении температуры не уменьшается, а увеличивается.

Не верно.

Жидкости вообще мало поддаются температурному сжатию и тем более в степени более высокой, чем газы (у газов там четко - при равном давлении - 1% роста температуры = 1% роста объема). А у тебя получается 0,3% роста температуры равно 1% роста объема!

[vlad_krsk]

Не верно.

Жидкости вообще мало поддаются температурному сжатию и тем более в степени более высокой, чем газы (у газов там четко - при равном давлении - 1% роста температуры = 1% роста объема). А у тебя получается 0,3% роста температуры равно 1% роста объема!

У меня создаётся впечатление, что кое-кто Цельсия в Кельвина не переводит...

[Variante Alta]

2000-09-04/13:32:00

http://formula-1.kulichki.net/

Немецкая газета "Бильд" сделала предположение о том, что команда Феррари на недавних тестах в Монце испытывала новую систему охлаждения топлива для своих болидах, которая может быть использована для увеличения мощности машин на быстрых трассах.

Охлажденное топливо может поглощать большее количество газа и, следовательно, может содержать большее количество кислорода, что приводит к более эффективному сгоранию в двигателе. Это дает в распоряжение пилота больше мощности. Как предполагают журналисты, это изменение увеличивает мощность двигателя на три-четыре лошадиных силы.

В то время, когда охлаждение топлива непосредственно на борту болидов - запрещено правилами ФИА, нет никакого определенного толкования об охлаждении топлива прежде, чем оно будет залито в машину. В этом случае топливо будет охлаждаться в боксах перед пит-стопом, и после этого заливаться в бак машины.

Однако, будущее такой системы не ясно, поскольку технические регламент ФИА гласит следующее:

5.3 Температура и давление загрузки болидов:

5.3.1) Любой прибор, система, процедура, конструкция и/или эффект, который уменьшает температуру впускного воздуха и/или загрузки (воздух и/или топливо) двигателя запрещается.

5.3.2) Внутреннее и/или внешнее распыление воды или любой субстанции запрещается (иной, чем топливо для нормального сгорания в двигателе).

Однако ФИА будет брать пробы топлива и также проверять его температурные изменения начиная лишь с американского гран-при, оставляя командам лазейку в Монце.

Впрочем, подобные тенденции введения различных новинок при дозаправке уже просматривались в прошлом, когда команды пытались увеличить скорость подачи потока топлива из насоса в болид, что уменьшало время пит-стопа. Однако ФИА ужесточила меры в отношении этого пункта правил. Так что несомненно и то, что и в нынешней ситуации все без исключения команды очень быстро начнут использовать систему охлаждения топлива, если, конечно, она будет разрешена ФИА.

Представители Феррари пока не подтвердили эту информацию, и в настоящее время это остается только предположением.

[lesnoy]

Не судите строго: могу ошибаться......

Условием работы теплового двигателя является не только получение некоторого кол-ва тепла от нагревателя, но и передача части этой теплоты холодильнику. КПД ТД зависит от разности температур нагревателя и холодильника. Чем больше разность, тем больше КПД. Если термодинамическая температура нагревателя Т1, а холодильника Т2, то КПД не может быть больше чем n=(T1-T2)/T1. Это значит, что чем меньше температура топлива, тем сильнее охладится холодильник (стенки цилиндров, поршни), а значит тем больше КПД. ИМХО так............