Питание горячим воздухом, плюсы и минусы зимой и летом Опции

[Тихий Дон]

Решил разобраться с этим вопросом, потому как многие знают, но молчат; а многие не знают, но упорно бродят по Европе © слухи о том, что подогревая воздух перед воздушным фильтром, мы повышаем КПД.

Подтверждение этих слухов - наличие жаровень на коллекторах более поздних машин (это 1980-е годы).

Особенную актуальность приобретает этот вопрос в холодное время года, вот даже лично я заметил уже второй сезон, что в морозы выходит на круг гораздо больший расход топлива (в условиях чисто Киева - 16,5л/100 км в морозы против 12 л/100 км в жару).

Я раньше думал, что разница в пределах 1 литра (так у меня на жигулёвском двигателе), но как видно по движку ЗМЗ-21, я жестоко ошибался.

Поэтому кто желает обосновать эти тезисы?
1) За счёт каких ресурсов и как именно повышается КПД двигателя? Ведь в конце такта сжатия у нас всё равно большая температура, на которой 20-40 градусов разницы - мелочь.
2) Если первый пункт достаточно обоснован, но отсюда вывод: и летом есть смысл подогревать воздух и экономить топливо. Но ведь не делают же так.
3) Что из жаровень и как можно примостырить на родной квадратный коллектор и ваш опыт как в установке подогрева, так и в его эксплуатации.

[Vov65]

У меня на 2412 на воздушном фильтре был отвод для всасывания горячего воздуха с выпускного коллектора. Но я его подсоединил, когда на ходу в мороз просто замёрз карбюратор и машина заглохла. После подключения таких казусов больше не было. Потому я считал, что эта функция нужна только для подогрева карбюратора. А про КПД двигателя, даже и мыслей не было

[ADK-XXI С-Пб]

Меня терзают смутные подозрения, что подача зимой холодного воздуха повышает исключительно КПД карбюратора. Если считать его полезным действием распыление и испарение топлива при изготовлении топливо-воздушной смеси.
Для улучшения наполняемости цилиндров этой самой смесью, смесь желательно охлаждать, чтоб попало ее побольше в камеры сгорания.
А на КПД двигателя сказывается температура самого двигателя.

[BY-61]

У меня с 412 была аналогичная ситуация. В мороз карбюратор внутри весь покрылся льдом. После подсоединения патрубка подогрева все было ОК!

[Century XXI]

Для повышения КПД воздух на входе в карбюратор надо охлаждать. Плотность воздуха увеличивается и соответственно его объемная часть. Другое дело когда зимой делается подогрев чтобы в карбюраторе водяные пары воздуха не приводили к обледенению. Посмотрите, на машинах с турбонаддувом специально ставят интеркулер для охлаждения подаваемого воздуха в цилиндры, а не неагревают его.

[Саша]

Для повышения КПД на машинах с турбонаддувом специально ставят интеркулер для охлаждения подаваемого воздуха в цилиндры, а не неагревают его.

На Волге не встречал…

[Hellbomb]

Походу, холодный воздух ощутимо охлаждает и сам карб, из-за чего бензин до конца не испаряется и толком не сгорает. Отсюда и повышенный расход.

[Nikita]

Имеются вот какие сведения.
Оптимальная (не побоюсь этого слова) температура воздуха (топливо-воздушной смеси), подающегося в ДВС составляет около 298 градусов Кельвина (25 по Цельсию), после этого ещё произойдёт подогрев в коллекторе и в цилиндре при впуске. Если температура ниже, то имеет место более низкая температура в конце такта сжатия, испаряемость топлива ухудшается.
Если выше, то, действительно, снижается КПД из-за плотности и т.д. (помпаж). Поэтому для ДВС с наддувом актуальны интеркуллеры, а для ДВС без наддува - устройства для подогрева воздуха на впуске.

Кроме того, температура поршня, цилиндра и ГБЦ также имеет значение. Чем ниже - тем меньше КПД (охлаждение смеси более интенсивное), а чем выше, тем КПД больше (но тоже только до опред. значения, потом опять начнёт снижаться, даже у керамических ДВС).

Первый раз слышу о КПД карбюратора

[Hellbomb]

Применительно к карбюратору уместно, скорее, выражение "эффективность работы", так как карб сам по себе не преобразовывает энергию.

[Nikita]

Вот это уже ближе к делу. Главные критерии - это коэффициент избытка воздуха и степень однородности смеси (хотя ещё в коллекторе и в цилиндре топливо испаряется и перемешивается с воздухом). Хотя тема совсем не об этом.

[ADK-XXI С-Пб]

Применительно к карбюратору уместно, скорее, выражение "эффективность работы", так как карб сам по себе не преобразовывает энергию.

Если бы вы обратили внимание на мое трактование полезного действия карбюратора, вы бы не стали повторяться.

Если вам требуется наукообразие, можно постараться и вычислить коэффициент формирования качественной горючей смеси в зависимости от температуры внешнего воздуха.

Первый раз слышу о КПД карбюратора

Интересно, почему Вас не шокирует название темы "Питание горячим воздухом"?

[Тихий Дон]

Интересно, почему Вас не шокирует название темы "Питание горячим воздухом"?

Ай, зря буквоедством занимаетесь. Здесь всё правильно: полный рацион состоит из 15 частей воздуха и 1 части бензина. Питание бензином, питание воздухом, расход бензина, воздуха - совершенно нормальные термины в применении к двигателям.

Применительно к карбюратору уместно, скорее, выражение "эффективность работы", так как карб сам по себе не преобразовывает энергию.

Ну дык количественно выраженная эффективность работы и есть КПД. Вот например, по-молдавски КПД - нет такой аббревиатуры вообще. Термин КПД = "рандамент" - дословно "производительность".

[ADK-XXI С-Пб]

Интересно, почему Вас не шокирует название темы "Питание горячим воздухом"?

Ай, зря буквоедством занимаетесь. Здесь всё правильно: полный рацион состоит из 15 частей воздуха и 1 части бензина. Питание бензином, питание воздухом, расход бензина, воздуха - совершенно нормальные термины в применении к двигателям.

Это я от НИКИТЫ отшучиваюсь. Вашу тему я, вроде, понял сразу. Просто эффективность работы двигателя зависит от многих факторов. В частности - от конструкции.

К примеру, даже в инжекторных двигателях, где распыление топлива в воздушном потоке осуществляется под давлением, иногда используется забор теплого воздуха, а без этого зимой двигатель работает неустойчиво. Мне недавно рассказывал приятель как ему удалось победить обмерзание инжекторов на Гелендвагене, сделав самопальный кожух вокруг выхлопных коллекторов и хобот для подачи воздуха оттуда к воздушному фильтру.

А на движках с непосредственным впрыском подогрева нет. Там распыление выполняется непосредственно в теплой камере сгорания.

[Тихий Дон]

Просто эффективность работы двигателя зависит от многих факторов. В частности - от конструкции.

Правильно. И вот на какие мысли меня натолкнула уточняющая информация от Nikitы. Между прочим, стыкующаяся со сведениями, которые я запомнил из нашумевшей в своё время статьи, рекламирующей К-151 на движках 2,445 л. (Эту статью обсуждали на форуме, я даже ссылку не буду искать).

Во-первых, я тоже заметил, как я писал выше, радикальную разницу в расходе топлива летом и зимой (более 4 литров). Причём на жигулёвском движке она меньше (около 1 литра).
А автор той статьи утверждал, что крайне нерекомендуется устанавливать на движки 2,445 л жигулёвские карбюраторы, так как нормальный режим жигулёвского движка находится в области более обогащённых смесей. Этот автор говорил: посмотрите, жигулёвские карбы обогреваются "водой". Волговские карбы обогреваются выпускным коллектором (температура выше), что позволяет повысить степень обеднения смеси. Именно поэтому соотношение "рабочий объём/расход" у этих движков разное, причём в пользу Волги!

Для "жигулей": 1,6 литра/9 (л/100 км) = 0,177 км;
Для "волг": 2,445 л/13 (л/100км) = 0,188 км.

Физическая суть этой величины - сколько километров проедет приведённый к единичному объёму цилиндров двигатель в жигулёвском и в волговском режиме обеднения на условном количестве топлива (если пренебречь влиянием той или иной массы автомобиля). Условно можно сказать (без учёта массы автомобиля), что
(0,188-0,177)/0,177 = 6,2%, то есть волговский двигатель питается на 6% более бедной смесью.

Проверим расчёты другим путём.
1,6 л/ 80 л.с. =0,02 л/л.с.
2,445 л/ 100 л.с. = 0,02445 л/л.с. (это я взял двиг 2,445 с той же степенью сжатия, что и жигулёвский).

(0,02445 - 0,02)/0,02 = 22%, то есть удельная мощность движка волговского меньше на пятую часть. С одной стороны, это - меньшая форсировка обеспечивает больший ресурс (это мы и видим), и с другой стороны эта низкая форсировка позволяет больше извращаться с обеднением смеси. Почему цифры разные - потому что эксплуатационный расход мы считали не в предельном режиме эксплуатации двигателей (а брали средний реальный расход, я брал цифры из лично своей статистики по ВАЗ-2106 и по ГАЗ-21), а последнее соотношение - это именно предельный режим движка, т.к. максимальную мощность ещё нужно снять.

Далее. Возьмём ВАЗ-2106 1984 года с ГП=4,1 и ГАЗ-24 того же года с ГП=4,1. Легко видеть, что если пренебречь диаметром колеса (это нужно сделать чтобы одновременно пренебречь разницей масс автомобилей - лапоть туда - лапоть сюда), то на 1000 оборотов коленчатого вала машины проедут примерно одинаковые расстояния. 100 километров - прикидка даёт 225 тыс. оборотов коленчатого вала.
Соответствующие двигатели засасывают за это время:
225 тыс. оборотов Х 1,6 литра/4 такта = 90 тыс. литров смеси;
225 тыс. оборотов Х 2,445 литра / 4 такта = 137,5 тыс. литров смеси.

137,5/90 = 1,52, то есть Волга на 52% потенциально больше сожрёт. Но реальные цифры не дают 52%, а реальные цифры в смешанном цикле 13/9 = 1,44 (44%).

Опять получается, что смесь в Волге более бедная, на 8%.

Это я так долго расписывал, чтобы показать следующие вещи:
- запихивая более горячий воздух в двигатель Волги, чем в двигатель жигулей, мы обедняем смесь и менее эффективно используем рабочий объём;
- двигатель Волги менее эффективен за счёт меньшей плотности воздуха в смеси (меньшая эффективность = больший ресурс);

А реально мы используем такой огромный рабочий объём - 2,445? Ведь ту же мощность мы ныне снимаем с иномарочных двигателей и при 1,4 л объёма. Вот и возникла мысль ещё менее эффективно использовать рабочий объём волговского двигателя, что эквивалентно его уменьшению. А значит, стараться экономить топливо.

Короче, я понял, что нужно греть, и это более критично, чем для "жигулей".

[Саша]

Короче, я понял, что нужно греть, и это более критично, чем для "жигулей".

Полностью согласен. Хотя и для Жигулей, это - критично.

[Elviis]

Сейчас на серийных мотоциклах уже почти по 300 лошадок с 999 кубиков снимают… А с гоночных или просто в смерть фаршированых и гораздо больше (это так, к теме).
А если реально, чем эффективно греть (есть рубашки на выпускные коллектора) под ней воздух греется и через трубопровод подается в карбюратор- это самый простой способ а чем нагревать эффективней? Электрического подогрева думаю не хватит… Радиатор с охлаждающей жидкостью установленный перед карбюратором-похоронит все надежды на тепло в салоне …

[Mayor]

У меня вот так уже много лет. При снижении за бортом ниже +5 гофру ставлю, при повышении снимаю. Зимой без неё даже прогретый мотор не сразу нормально работает. А с нею не глохнет на ХХ даже не дойдя ещё до 60.

[Vov65]

Ну так на 402-х движках это реализовано. Только к выпускному подключается спереди от карбюратора. А смысл тоже.

[Mayor]

Походу, холодный воздух ощутимо охлаждает и сам карб, из-за чего бензин до конца не испаряется и толком не сгорает. Отсюда и повышенный расход.

Правильно. Но примите во внимание ещё и то что на испарение тоже тратится энергия - вполне конкретное количество теплоты. И оно (это количество) отнимается в результате именно от карба где это испарение и начинается. В результате ситуация усугубляется ещё больше.

карб сам по себе не преобразовывает энергию.

Да. Карб этим не занимается. НО. В его обязанности входит дросселирование. А этот процесс связан с сжатием потока перед диффузорами с последующим расширением за ними. А при расширении что происходит…? А? Это как в форточке. Дующий из неё поток всегда прохладнее наружнего воздуха.

Вот и ещё одна причина снижения т-ры карба в дополнение к вышеуказанным, которые вызывают конденсацию влаги вплоть до обмерзания при ещё плюсах за бортом. Ну и как следствие капризы мотора и перерасход топлива.

Ну так на 402-х движках это реализовано. Только к выпускному подключается спереди от карбюратора. А смысл тот же.

Правильно. Но я использовал то что было под рукою. А под рукою была жаровня от мотора ВАЗ классика.

Добавлю ещё, что на 402м моторе ЭТО появилось вместе с карбом К-151. И это имеет связь. Дело в том что наличие системы АСХХ на К-151 ещё более провоцировало сбои на холоде. В ней распыливание топлива проитсходит в потоке воздуха движущегося с околозвуковой скоростью. И обмерзание этого узла многим знакомо. Карб К-126 без ЭПХХ переваривал холод и так, в том числе и за счёт бОльшего обогащения…

[ADK-XXI С-Пб]

Помнится, я уже писал о использовании автоматического термостата-тройника, который в зависимости от температуры внешнего воздуха, смешивает холодный воздух с воздухом от выпускного коллектора и подает эту термостабилизированную смесь в карбюратор.

Девайс использовался в этой разработке от семерки жигулей. Использовался на 3110 с 402-м двигателем и 151 карбюратором