Расчет объема коллектора

BMW 3 series Compact 318ti RallyCompact 2000Н › Logbook › Расчет длинны раннеров впускного коллектора. Кто как считает и как правильно?

Сразу скажу, тут будет мало картинок, но много скучных букв и расчетов.
Давеча, покуда я ещё не планировал переходить на жирный и тяжелый 36й кузов ( а соответственно на 6 цилиндров), я прикупил за дешман самодельный кольцевой ресивер от таза 16V.

Зачем оно мне надо было и почему от таза? Да потому что при настройке мотора было ясно видно, что после 6500 момент начинает заваливаться, и одной из причин этого, является впускной коллектор (хоть и самый правильный из возможных на моторах семейства m42/44 — ресивер от от м42 с е30). А от таза, потому что меж осевые расстояния впускных окон на 103 (и его потомках) моторах практически 1 в 1 совпадают с 42ой головой. Коллектор этот самопальный, алюминиевый но с дудками внутри, внушительного объёма с длинным рам пайпом (что хоть и незначительно но компенсируюет отсутствие конусности) и дросселем от м30 мотора.
И вот теперь, мне нужно все это дело приколхозить к штатному фланцу впускного коллектора. Соответственно, первый вопрос который при этом возникает, это на каком расстоянии, а точнее о длине трубок соединяющих впускной коллектор с фланцем. По басурмански сии трубки величаются — раннеры. Вот расчетом их длинны я и озадачился. В частности, чтобы получить приход в районе 7000 об/мин О муках выбора метода ентого расчета тут и пойдет речь. .
Погуглив (особоливо забугорные сайты), я понял что информации и подходов к этому дело довольно таки много. В этом посте я соберу наиболее популярные методы которые мне встретились в сети. И утверждать какой из них ближе всего к истине я не берусь, даже наоборот, хотел бы получить совет от тех кто предварял это в жизнь и проверял на опыте. Это чисто информационный пост. Сразу скажу, методы расчета длины раннера не предусматривающие зависимости от оборотов двигателя (вроде L=Vц*k/S, где длина зависит только от диаметра канала головы) я не рассматривал. Если лень читать, то я зашарил файл эксель с рабочими формулами и расчетами, в котором каждый метод подробно разжеван с цитатми из исходников и ссылками на них. Так же в нем есть формулы, и достаточно только подставить свои данные. Какой из них применять — решать Вам. И следует отметить, что тут идет речь о полной длине впускного канала — от края дудки до седла клапана. Если кто то знает ещё какие либо способы, а тем паче подтвержденные практикой, то буду очень рад совету или ссылочке.

Исходные данные следующие:

1. Первый метод описан Владимиром Шарандиным в его статьях (очень внушающих уважение!). Кратко теория и расчет сводится к следующему: Волна резонансного давления отражается несколько раз между тактами впуска. Также, каждый раз, когда волна отражается, она теряет немного своей силы. Следовательно, при работе двигателя на низких оборотах или при использовании коротких направляющих, резонансная настройка дает незначительный эффект. Также, каждый раз, когда волна отражается, она теряет немного своей силы. Следовательно, при работе двигателя на низких оборотах или при использовании коротких направляющих, резонансная настройка дает незначительный эффект. Для получения наибольшей пользы от отраженной волны в пике максимальных оборотов двигателя, часто лучшим выбором является использование для настройки системы впуска второго или третьего отраженного импульса. (1-й просто физически не представляется возможным использовать из-за очень большой длины).Также, возможно увеличить или уменьшить количество отраженных импульсов за счет уменьшения или увеличения длины направляющих впуска.Оптимальная длина направляющих на впуске для 2-го импульса в момент закрытия впускного клапана можно “грубо” вычислить, используя следующее уравнение: длина (дюймы) для 2-го импульса = 108000/обороты двигателя. Это формула неплохо работает для двигателей, у которых максимальный крутящий момент на достаточно высоких оборотах. Тем самым использовать ее для обычных машин проблематично в реальности. Поэтому, более часто, используют третий, четвертый или даже пятый обратный импульс, которые требуют намного меньше длины впускных направляющих.

длина (дюймы) для 3-го импульса = 97000/обороты двигателя

длина (дюймы) для 4-го импульса = 74000/обороты двигателя

длина (дюймы) для 5-го импульса = 54000/обороты двигателя

Я брал в расчет 3 и 4 волны. Для тетей волны длина раннера — 35,2 см, для четвертой — 26,85.

2. Второй расчет я провел на, случайно найденном в сети онлайн калькуляторе. По какой формуле там все это считается — неведомо, но в описании написано следующее “This is a tool made to calculate the optimum length of the intake runners, measured from the valve seat to funnel. This is merely a translation of the original script made by Williams. Вильямс короче какой-то.
Результаты получились следующие: 48,34 и 24,17 для каких то там порядков волн судя по всему — для 3 и 4 го.

3. Следующий метод от ДЭвида Визарда вроде. Его идея в том, что идеальная длина раннера для 10000 об/мин — это 17,8 см. И для понижения на каждую 1000 оборотов максимального прихода от резонансного наддува, нужно увеличивать длину раннера на 4,3 см.
Для моего случая (7000 об/мин) расчет выглядел следующим образом:
17,8+4,3х3 = 30,7 см.

4. Этот метод от “Стива Магната из журнала ХотРод”. Он гласить что произведение длины раннеров на обороты максимального момента равно 84000. Мой расчет по этому методу — 84000/7000 = 12, но это в дюймах! Переводим в родимые сантиметры и получаем 30,48.

5. Далее расчет резонанса по методу некого хондовода Rusko.
Данный товарищ ведет расчет исходя из фазы впускного вала. А именно. (полный текст можно посмотреть по ссылке или в моей экселевской таблице в шапке поста)
— Берём фазу открытия вала — в нашем случае это 272 гр.
— Считаем время за которое происходит один оборот колена — (60сек/7000об)=0,009 сек (округляю)
— Далее считаем время одного цикла (кто не помнит это два оборота колена или 720гр.) — 0,017 (не 18 потому что округлил время 1 оборота)
— Далее считаем сколько градусов впускной клапан закрыт! 720-272 = 448гр.
— Потом из пропорции находим это значение в секундах — 0,011 сек впускной клапан у нас закрыт.
— Исходя из скорости звука при температуре 70 гр по форенгейту тралала итд мы считаем на какое расстояние проходит волна за то время пока закрыт клапан. Получилось 144,384 дюйма.
-Нам же нужно время за которое волна пройдет туда и вернется обратно к клапану — 72,192 или 183,37 см. Дудки Метр восемьдесят КАРЛ!)))
Но это первая, самая узкая волна. Мы же ориентируемся на 4ую — 45,84см, и 5ую — 36,67 см.

6. Идем дальше. Теперь метод “ГиПерМат”. Судя по всему, какая то тюнинг контра. У них ну совсем какая то эмпирическая формула. Откуда она выведена я с трудом понимаю. И что то мне думается, что тут идет речь об открытых раннерах для дросселей, которые не используют резонансный эффект. Но тем не менее попробуем.
— Перво наперво, они предлагают почитать промежуточное значение — maximum rpm due to mass = 0.0056(cubic inches)2 — 8.89(cubic inches) + 11527
— Затем уже, посчитать длинну раннеров.
intake runner length = 137532/(0.15)(bore)[(0.7)(max rpm due to mass)]2
Для моих исходных данных получилось 15,37 см…

7.Теперь метод, который мне кажется самым правдоподобным. Нашел я его на одном из буклетов на сайте какой то частной американской конторы по тюнингу — Grapeaperacing.com. Надо сказать статьи у них очень дельные. Так вот. Метод их похож на описанную в п.5. Но есть нюансы. Тут используется так называемая полная фаза, а не рекламная (что идет в описаниях к распред валу). Полная фаза, это фаза измеренная при подъема клапана 0.05 дюйма. Как пишут авторы статьи — “We must take into account the intake duration, but you want the pressure waves to arrive before the valve closes and after it opens (air won’t pass though a closed valve). To do this you must subtract some duration, typically you take off 20-30° from the advertised duration. 30° works well for higher rpm solid cammed drag motors. . For smaller cams in the 270° range, subtracting 20° from advertised duration will give better”. Говорят что для драг валов с фазой под и за 300гр нужно вычитать 30 градусов, а для так себе валов, с фазой до 270 — 20. Я зарезал фазу на 20 гр.
— Далее расчет. Градусы, когда клапан закрыт EVCD= 720-(272-20) = 468.
— Затем по формуле L = ((EVCD × 0.25 × V × 2) ÷ (rpm × RV)) — ½D, где V = скорость звука =1300 м/с; RV — номер волны; D — диаметр раннера. (все в системе СИ).
— Получаем: 3 волна — 34,5 см, 4ая — 25,3 см.

8.Далее я пытался посчитать по популярной в интернете формуле акустического резонатора Геймгольца, Но что то у меня не задалось. Длина раннера, выведенная из этой формулы у меня получается — 4 см. И что то мне подсказывает, что я что то делаю не так. Сама формула вот такого вида: fb=100*K*(c*(Sb)^(1/4))/(2*Pi*(V*l)^(1/2)), где:
K — коэффициент формы, это тема отдельного разговора, чтобы не заморачиваться брал его равным 1.0
c — скорость звука в воздухе. с=342 м/с
Sb — суммарная площадь дудок в рессивере [см2]
Pi=3.14159265
V — объем ресивера [см3]
l — длина дудок [см]
(…)^(1/4) — корень 4-ой степени, (…)^(1/2) — соответственно квадратный корень.
чтобы получить обороты n=fb*60;
Формула для длины раннера у меня получилась следующая:

Онлайн калькулятор на основе этой формулы есть в моём файле тоже.

Как то так. Как считать лучше считать я ещё окончательно не определил. Собственно этот пост и сделан для того, чтобы спросить у людей понимающих кто как делал и каков был приход. И ещё раз скажу, что буду рад критике (но аргументированной) и полезным ссылкам и подсказкам по ещё каким методам оного расчета.

www.drive2.com

Расчет объема коллектора

Величина крутящего момента двигателя пропорционально поступившей массе воздуха, отнесенной к частоте вращения. Повышение наполнения цилиндра бензинового ДВС путем модернизации впускного тракта приведет к увеличению давления конца впуска, улучшенному смесеобразованию, росту технико-экономических показателей работы двигателя и снижению токсичности отработавших газов.

Основные требования, предъявляемые к впускному тракту, заключаются в обеспечении минимального сопротивления на впуске и равномерном распределении горючей смеси по цилиндрам двигателя.

Обеспечение минимального сопротивления на впуске может быть достигнуто путем устранения шероховатости внутренних стенок трубопроводов, а также резких изменений направления потока и устранения внезапных сужений и расширений тракта.

Значительное влияние на наполнение цилиндра обеспечивают различные виды наддува. Самый простой вид наддува заключается в использовании динамики поступающего воздуха. Большой объём ресивера частично создает резонансные эффекты в определённом диапазоне частот вращения, которые приводят к улучшению наполнения. Однако они имеют, как следствие, динамические недостатки, например, отклонения в составе смеси при быстром изменении нагрузки. Почти идеальное протекание крутящего момента обеспечивает переключение впускной трубы, при котором, например, в зависимости от нагрузки двигателя, частоты вращения и положения дроссельной заслонки возможны вариации:

— длины пульсационной трубы;

— переключение между пульсационными трубами различной длины или диаметра;
— выборочное отключение отдельной трубы одного цилиндра при наличии большого их количества;
— переключение объёма ресивера.

При резонансном наддуве группы цилиндров с одинаковым интервалом вспышек присоединяют короткими трубами к резонансным ресиверам, которые через резонансные трубы соединяются с атмосферой или же со сборным ресивером, действующим в качестве резонатора Гёльмгольца. Он представляет собой сосуд сферической формы с открытой горловиной. Воздух в горловине является колеблющейся массой, а объем воздуха в сосуде играет роль упругого элемента. Разумеется, такое разделение справедливо лишь приближенно, так как некоторая часть воздуха в полости обладает инерционным сопротивлением. Однако при достаточно большой величине отношения площади отверстия к площади сечения полости точность такого приближения вполне удовлетворительна. Основная часть кинетической энергии колебаний оказывается сосредоточенной в горловине резонатора, где колебательная скорость частиц воздуха имеет наибольшую величину.

Резонатор впуска устанавливается между дроссельной заслонкой и цилиндром. Он начинает действовать, когда дроссель прикрыт достаточно, чтобы его гидравлическое сопротивление стало сопоставимым с сопротивлением канала резонатора. При движении поршня вниз горючая смесь поступает в цилиндр двигателя не только из-под дросселя, но и из ёмкости. При уменьшении разрежения резонатор начинает всасывать в себя горючую смесь. Сюда же пойдет часть, и довольно большая, обратного выброса.
В статье анализируется движение потока во впускном канале 4-х тактного бензинового ДВС при номинальной частоте вращения коленчатого вала на примере двигателя ВАЗ-2108 при частоте вращения коленчатого вала n=5600мин-1.

Данная исследовательская задача решалась математическим путём с использованием программного комплекса для моделирования газо-гидравлических процессов. Моделирование проведено с использованием программного комплекса FlowVision. Для этой цели получена и импортирована геометрия (под геометрией понимаются внутренние объемы двигателя – впускные и выпускные трубопроводы, надпоршневой объем цилиндра) при помощи различных стандартных форматов файлов. Это позволяет использовать САПР SolidWorks для создания расчетной области.

Под областью расчета понимается объем, в котором определены уравнения математической модели, и граница объема, на которой определены граничные условия, затем сохранить полученную геометрию в поддерживаемом FlowVision формате и использовать ее при создании нового расчетного варианта.

В данной задаче использовался формат ASCII, binary, в расширении stl, тип StereoLithographyformat с угловым допуском 4.0 градуса и отклонением 0,025 метра для повышения точности получаемых результатов моделирования.

После получения трехмерной модели расчетной области задается математическая модель (совокупность законов изменения физических параметров газа для данной задачи).

В данном случае принято существенно дозвуковое течение газа при малых числах Рейнольдса, которое описывается моделью турбулентного течения полностью сжимаемого газа с использованием стандартной k-e модели турбулентности. Данная математическая модель описывается системой, состоящей из семи уравнений: два уравнения Навье – Стокса, уравнения неразрывности, энергии, состояния идеального газа, массопереноса и уравнения для кинетической энергии турбулентных пульсаций [1].

(1)

(2)

Уравнение энергии (полная энтальпия)

(3)

Уравнение состояния идеального газа:

(4)

Турбулентные составляющие связаны с остальными переменными через величину турбулентной вязкости , которая вычисляется в соответствии со стандартной k-ε моделью турбулентности.

Уравнения для k и ε

(5)

(6)

(7)

константы, параметры и источники:

(8)

(9)

(10)

σk =1; σε =1,3; Сμ =0,09; Сε1 =1,44; Сε2 =1,92

Рабочим веществом в процессе впуска является воздух, в данном случае рассматриваемый как идеальный газ. Начальные значения параметров задаются для всей расчетной области: температура, концентрация, давление и скорость. Для давления и температуры начальные параметры равны опорным. Скорость внутри расчетной области по направлениям X, Y, Z равна нулю. Переменные температура и давление во FlowVision представляются относительными значениями, абсолютные значения которых вычисляются по формуле [2,с.31]:

где fa – абсолютное значение переменной, f – рассчитываемое относительное значение переменной, fref – опорная величина.

Граничные условия задаются для каждой из расчетных поверхностей. Под граничными условиями следует понимать совокупность уравнений и законов, характерных для поверхностей расчетной геометрии. Граничные условия необходимы для определения взаимодействия расчетной области и математической модели. На странице для каждой поверхности указывается конкретный тип граничного условия. На входные окна впускного канала устанавливается тип граничного условия – свободный вход. На остальные элементы – стенка- граница, не пропускающая и не передающая расчетные параметры далее расчетной области. Кроме всех вышеперечисленных граничных условий, необходимо учитывать граничные условия на подвижных элементах, включенных в выбранную математическую модель.

К подвижным деталям относятся впускной и выпускной клапана, поршень. На границах подвижных элементов определяем тип граничного условия стенка.

Для каждого из подвижных тел задается закон движения. Изменение скорости поршня определяется формулой [1.с.30]. Для определения законов движения клапанов были сняты кривые подъема клапана через 0,50 с точностью 0,001 мм. Затем рассчитывались скорость и ускорения движения клапана. Полученные данные преобразованы в динамические библиотеки (время – скорость).

Следующий этап в процессе моделирования – генерирование расчетной сетки. FlowVision использует локально адаптивную расчетную сетку. Вначале создается начальная расчетная сетка, а затем указываются критерии измельчения сетки, в соответствии с которыми FlowVision разбивает ячейки начальной сетки до нужной степени. Адаптация выполнена как по объему проточной части каналов, так и по стенкам цилиндра. В местах с возможной максимальной скоростью создаются адаптации с дополнительным измельчением расчетной сетки. По объему измельчение проведено до 2 уровня в камере сгорания и до 5 уровня в клапанных щелях, по стенкам цилиндра адаптация выполнена до 1 уровня. Это необходимо для увеличения шага интегрирования по времени при неявном методе расчета. Связано это с тем, что шаг по времени определяется как отношение размера ячейки к максимальной скорости в ней.

Перед началом постановки на расчет созданного варианта необходимо задать параметры численного моделирования. При этом задается время продолжения расчета равное одному полному циклу работы ДВС – 7200 п.к.в., число итераций и частота сохранения данных варианта расчета. Для последующей обработки сохраняются определенные этапы расчета. Задается шаг по времени и опции процесса расчета. В данной задаче требуется задание шага по времени – способ выбора: неявная схема с максимальным шагом 5е-004с, явное число CFL – 1. Это означает, что шаг по времени определяет сама программа в зависимости от сходимости уравнений давления.

В постпроцессоре настраиваются и задаются интересующие нас параметры визуализации полученных результатов. Моделирование позволяет получать требуемые слои визуализации после завершения основного расчета, основываясь на сохраняемых с определенной периодичностью этапах расчета. Кроме того, постпроцессор позволяет передавать полученные числовые значения параметров исследуемого процесса в виде информационного файла во внешние редакторы электронных таблиц и получать зависимость от времени таких параметров, как скорость, расход, давление и т.д.

На рис.1 представлена установка ресивера на впускной канал ДВС. Объем ресивера равен объему одного цилиндра двигателя. Ресивер установлен максимально близко к впускному каналу.

www.science-education.ru

Расчет солнечного коллектора для ГВС

Солнечная энергетика – это не только свет, преобразованный в электричество. Это еще и горячая вода, и тепло в доме. Чтобы преобразовать энергию солнечного излучения в тепло, нужны специальные установки – солнечные коллекторы. В период с апреля по октябрь эти установки снабжают дома горячей водой, а в осенне-зимний период совместно с традиционными источниками энергии отапливают помещения.

Владельцам коттеджей, загородных домов использование солнечных коллекторов дает существенную экономию средств, так как горячая вода поступает в дом практически бесплатно. Но для того, чтобы эти установки работали в самом оптимальном режиме, перед тем, как выбрать тип установки, ее месторасположение, необходимо выполнить хотя бы приблизительный, прикидочный расчет солнечного коллектора для ГВС (горячего водоснабжения).

Пример расчета для плоского гелиевого конвертера

Для начала нужно установить, какое количество солнечной энергии попадает на поверхность, установленную перпендикулярно лучам солнца. Известно, что на один квадратный метр поверхности, находящейся за пределами атмосферы, попадает 1367 ватт энергии Солнца.

Проходя через атмосферу, солнечное излучение теряет в мощности от трехсот до пятисот ватт. Поэтому на поверхность Земли в ясную безоблачную погоду в средних широтах на один квадратный метр попадает от 800 до 1000 ватт мощности. Для расчетов принимается среднее значение – 900 ватт. Для упрощения расчетов в качестве модели используется условный солнечный конвертер площадью в один квадратный метр.


Схема тепловых потерь плоского солнечного коллектора

Модель коллектора, принятая для расчетов, представляет собой установку, рабочая поверхность которой защищена специальным закаленным противоударным стеклом с антибликовым покрытием. Абсорбер покрыт жаропрочной селективной черной краской. Тем самым обеспечивается практически 100% поглощение тепловой энергии. Тыльная сторона коллектора представляет собой слой теплоизоляции толщиной в десять сантиметров. Теплоизоляция чаще всего выполняется на основе минеральной ваты. Чтобы рассчитать потери тепла, неизбежно возникающие на теневой стороне, необходимо знать коэффициент теплопроводности минеральной ваты. Для легкой минеральной ваты этот коэффициент составляет 0.045.

Для расчета предполагается, что разница температур на лицевой и тыльной сторонах теплоизоляции составляет до 50°. Следовательно, при толщине теплоизоляции десять сантиметров потери тепла составят:

Примерно такие же потери тепла возможны с торцевых поверхностей коллектора и от труб. Таким образом, суммарные потери тепла составят 45 ватт. Для расчета необходимо внести корректировочные поправки на возможную облачность, загрязнение стекла коллектора, налипание посторонних предметов (например, листьев с деревьев). Поэтому в расчете следует принять нижнюю границу значения мощности солнечной энергии, приходящейся на один квадратный метр — 800 ватт на один квадратный метр. В качестве теплоносителя в плоских солнечных конвертерах используется вода. Чтобы нагреть один литр воды на один градус, необходимо затратить энергию в 4200 джоулей, что соответствует мощности в 1.16 ватта.

Зная эти величины, можно рассчитать то количество воды, которое будет нагрето в течение одного часа в условном солнечном коллекторе с рабочей площадью в один квадратный метр:

То есть за один час гелиевый коллектор площадью в один квадратный метр сможет нагреть на один градус почти 700 литров воды. Из этого расчета следует, что если необходимо нагревать воду на два, три, десять градусов, то расходуемую мощность необходимо соответственно увеличивать.

800 : (1.16 × 10) = 68.96

Следовательно, чтобы в течение часа нагреть воду на десять градусов, через условный солнечный коллектор нужно пропустить не более 69 литров воды (вес одного литра воды равен одному килограмму). Согласно санитарным правилам и нормам (СанПиН), принятым в 2009 году, температура горячей воды, подаваемой в дома, должна находиться в пределах от +60°С до +75°С.

Как показывает практика, для поддержания комфортных условий среды обитания на одного человека требуется в среднем примерно 50 литров горячей воды в день. Для расчета количества энергии принимаем это значение и верхнее значение температуры — +75°С. Поскольку холодная вода, поступающая в коллектор, имеет начальную температуру порядка +10°С, мы получаем ту разницу температур, на которую необходимо нагреть воду:

Коллектор следует расположить таким образом, чтобы угол наклона его примерно соответствовал географической широте местности, а ориентация была бы на юг. Возможны небольшие отклонения на юго-восток или юго-запад.

Для определения количества тепла, необходимого для нагрева 50 литров воды на 65°, применима формула:

W = Q × V × Tp = 1,16 × 50 ×65 = 3770 (ватт энергии)

Теперь остается вычислить площадь гелиевого коллектора. По таблицам метеорологов для данной конкретной местности следует уточнить то количество энергии Солнца, которое получает здесь один квадратный метр поверхности. Для нашего расчета это значение принято 800 ватт. Разделив вычисленное значение W количества энергии на 800 ватт, мы получим искомую площадь коллектора:

3770 : 800 = 4.71 (квадратных метров)

Это значение соответствует значению площади гелиевого коллектора, который обслуживает одного человека. Для нагрева воды для двух, трех или более человек эту площадь следует увеличить в соответствующее число раз. При стандартных размерах рабочей площади в 2.0 м² — 2.2 м² для нагрева воды на семью из трех человек необходимо установить шесть плоских солнечных коллекторов.

Аналогичным образом производится расчет площади и количества гелиевых коллекторов для организации отопления. Единственное, на что нужно будет сделать поправку, так это на объем теплоносителя, так как в данном случае его потребуется больший объем.

Графический метод расчета системы горячего водоснабжения

Поскольку для определения количества оборудования, которое необходимо приобрести для организации солнечного нагрева воды и подачи ее в дом, особая точность не требуется, многие изготовители и поставщики систем горячего водоснабжения разработали собственные методики расчета, воплотив их в простейшие графики.

По таким графикам любой потенциальный покупатель может самостоятельно определить свои потребности в тех или других компонентах системы нагрева воды. Ниже приведен один из таких графиков. Чтобы определиться с составом оборудования, необходимо выполнить несколько последовательных шагов.


Графическое определение состава оборудования для горячего водоснабжения

  1. Определить количество постоянных потребителей.
  2. Задать примерный объем расходуемой воды.
  3. На основании этих данных определить рекомендуемый объем бойлера.
  4. Задать оптимальную степень замещения суточных потребностей в тепле на энергию солнца.
  5. Выбрать грубо («Север» — «Юг») вашего месторасположения.
  6. Определить предполагаемую ориентацию гелиевых коллекторов.
  7. Задать угол наклона коллекторов по отношению к горизонту.

Выполнив эти действия, вы получите примерный состав оборудования, которое необходимо для удовлетворения ваших потребностей в горячей воде, а именно объем бойлера, количество коллекторов. А уж за вами остается решение, как именно использовать это оборудование – в качестве основной или вспомогательной системы горячего водоснабжения.

Зная состав системы ГВС, можно легко рассчитать стоимость всех компонентов, а также приблизительно рассчитать сроки окупаемости этого оборудования.

solarb.ru

Peugeot 205 MI16 атмо 220hp › Бортжурнал › Расчет впускного коллектора.

Все началось примерно месяц назад, когда наступили морозы и в гараже больше делать было нечего.
То что за пол сезона я собрал авто и вторую половину я не выезжал по причине того, что машина «не ехала» — меня беспокоило «не понимание происходящего». Настройки зажигания, топлива, фаз впуска-выпуска практически ничего не дало.
Набравшись кучи литературы, просмотрев всякого видео, работы моторов готовых проектов я воодушевился и продолжил верить в атмо-моторы.

Информация по 1.9 mi16:

Характеристики головки 1.9МИ16
Диаметр впускного клапана 34,6 мм
Диаметр седла 31,5 мм
Диаметр впускного канала 40 мм (его площадь заметно меньше площади 2-х диаметров седел)
Длина шатуна 152 мм (142мм — 2017 перемерял)
Расстояние от седла до прокладки коллектора 90 мм !
Диаметр поршня 82 мм
Ход поршня 88 мм

Мои характеристики (сетап — 4-х карбюратора):

Расстояние от головы до конца дудки 300 мм
Расстояние от седла до прокладки коллектора 90 мм
Фазы распредвала впускного 297 град
Фазы распредвала выпускного 297 град

Некоторые данные, необходимые для расчета. Взяты из литературы или каких-либо других источников

Скорость потока воздуха через дроссельную заслонку (сток коллектор) 55 м/сек
Коэффициент наполнения цилиндров (смотрим боевые моторы) 1,0-1,2

Теперь расчет:
1. считаем обычный коллектор.

1.1. Длина раннера коллектора (от клапана до конца дудки) рассчитывается просто: L=Vц*k/S
Vц — объем одного цилиндра (475.75 см3)
k — коэффициента наполнения (1.0-1.2)
S — диаметр канала головки (40 мм)
На конце раннера очень рекомендуется дудка

У меня вышла длина:
при к=1.2: L=38см
при к=1.1: L=34,5см
при к=1.0: L=31,5см
Примечание: родные раннеры ми16 примерно равны 30см, но не имеют на конце дудки.

1.2. Считаем диаметр дроссельной заслонки
Sдз = 2*Vц*Oб/(60*v)
Vц — объем одного цилиндра (475,75 см3)
Об — максимальные используемые обороты двигателя (8000)
v — скорость потока на дроссельной заслонке (55 м/сек)

Примечание: родные диаметры 2х заслонок — по 40мм, что для 6000 оборотов более чем достаточно.

1.3. Принимаемый объем рессивера коллектора.
Чем больше — тем лучше? )
Его принимают 3*Vдвигателя. Можно меньше.
Чем выше объем, тем лучше на верхах, чем ниже — лучше на низах.

1.4. Самое интересное — расчет мощности двигателя )
P=2*3.14*F*Oд/60, Вт
F — крутящий момент. Принял 180Н/м
Од — обороты двигателя

P=113040 Вт. В л.с. будет :
P=113040*1,35/1000 = 152л.с.
Все как по заводу )

На 8000 оборотах будет 203л.с… только не едет у меня на стлько после 6000…
Со стенда мы сняли 157л.с.

Также посчитал свои клапана, каналы и седла для 8000 оборотов… в расчетах все получилось больше примерно на 10%

Топливо, степень сжатия и многие другие параметры не учитывались.

2.С расчетом многодросселя у меня проблемы, если разберусь — выложу в след. раз

www.drive2.ru

BMW 3 series Compact 318ti RallyCompact 2000Н › Бортжурнал › Расчет длинны раннеров впускного коллектора. Кто как считает и как правильно?

Сразу скажу, тут будет мало картинок, но много скучных букв и расчетов.
Давеча, покуда я ещё не планировал переходить на жирный и тяжелый 36й кузов ( а соответственно на 6 цилиндров), я прикупил за дешман самодельный кольцевой ресивер от таза 16V.

Зачем оно мне надо было и почему от таза? Да потому что при настройке мотора было ясно видно, что после 6500 момент начинает заваливаться, и одной из причин этого, является впускной коллектор (хоть и самый правильный из возможных на моторах семейства m42/44 — ресивер от от м42 с е30). А от таза, потому что меж осевые расстояния впускных окон на 103 (и его потомках) моторах практически 1 в 1 совпадают с 42ой головой. Коллектор этот самопальный, алюминиевый но с дудками внутри, внушительного объёма с длинным рам пайпом (что хоть и незначительно но компенсируюет отсутствие конусности) и дросселем от м30 мотора.
И вот теперь, мне нужно все это дело приколхозить к штатному фланцу впускного коллектора. Соответственно, первый вопрос который при этом возникает, это на каком расстоянии, а точнее о длине трубок соединяющих впускной коллектор с фланцем. По басурмански сии трубки величаются — раннеры. Вот расчетом их длинны я и озадачился. В частности, чтобы получить приход в районе 7000 об/мин О муках выбора метода ентого расчета тут и пойдет речь. .
Погуглив (особоливо забугорные сайты), я понял что информации и подходов к этому дело довольно таки много. В этом посте я соберу наиболее популярные методы которые мне встретились в сети. И утверждать какой из них ближе всего к истине я не берусь, даже наоборот, хотел бы получить совет от тех кто предварял это в жизнь и проверял на опыте. Это чисто информационный пост. Сразу скажу, методы расчета длины раннера не предусматривающие зависимости от оборотов двигателя (вроде L=Vц*k/S, где длина зависит только от диаметра канала головы) я не рассматривал. Если лень читать, то я зашарил файл эксель с рабочими формулами и расчетами, в котором каждый метод подробно разжеван с цитатми из исходников и ссылками на них. Так же в нем есть формулы, и достаточно только подставить свои данные. Какой из них применять — решать Вам. И следует отметить, что тут идет речь о полной длине впускного канала — от края дудки до седла клапана. Если кто то знает ещё какие либо способы, а тем паче подтвержденные практикой, то буду очень рад совету или ссылочке.

Исходные данные следующие:

1. Первый метод описан Владимиром Шарандиным в его статьях (очень внушающих уважение!). Кратко теория и расчет сводится к следующему: Волна резонансного давления отражается несколько раз между тактами впуска. Также, каждый раз, когда волна отражается, она теряет немного своей силы. Следовательно, при работе двигателя на низких оборотах или при использовании коротких направляющих, резонансная настройка дает незначительный эффект. Также, каждый раз, когда волна отражается, она теряет немного своей силы. Следовательно, при работе двигателя на низких оборотах или при использовании коротких направляющих, резонансная настройка дает незначительный эффект. Для получения наибольшей пользы от отраженной волны в пике максимальных оборотов двигателя, часто лучшим выбором является использование для настройки системы впуска второго или третьего отраженного импульса. (1-й просто физически не представляется возможным использовать из-за очень большой длины).Также, возможно увеличить или уменьшить количество отраженных импульсов за счет уменьшения или увеличения длины направляющих впуска.Оптимальная длина направляющих на впуске для 2-го импульса в момент закрытия впускного клапана можно “грубо” вычислить, используя следующее уравнение: длина (дюймы) для 2-го импульса = 108000/обороты двигателя. Это формула неплохо работает для двигателей, у которых максимальный крутящий момент на достаточно высоких оборотах. Тем самым использовать ее для обычных машин проблематично в реальности. Поэтому, более часто, используют третий, четвертый или даже пятый обратный импульс, которые требуют намного меньше длины впускных направляющих.

длина (дюймы) для 3-го импульса = 97000/обороты двигателя

длина (дюймы) для 4-го импульса = 74000/обороты двигателя

длина (дюймы) для 5-го импульса = 54000/обороты двигателя

Я брал в расчет 3 и 4 волны. Для тетей волны длина раннера — 35,2 см, для четвертой — 26,85.

2. Второй расчет я провел на, случайно найденном в сети онлайн калькуляторе. По какой формуле там все это считается — неведомо, но в описании написано следующее “This is a tool made to calculate the optimum length of the intake runners, measured from the valve seat to funnel. This is merely a translation of the original script made by Williams. Вильямс короче какой-то.
Результаты получились следующие: 48,34 и 24,17 для каких то там порядков волн судя по всему — для 3 и 4 го.

3. Следующий метод от ДЭвида Визарда вроде. Его идея в том, что идеальная длина раннера для 10000 об/мин — это 17,8 см. И для понижения на каждую 1000 оборотов максимального прихода от резонансного наддува, нужно увеличивать длину раннера на 4,3 см.
Для моего случая (7000 об/мин) расчет выглядел следующим образом:
17,8+4,3х3 = 30,7 см.

4. Этот метод от “Стива Магната из журнала ХотРод”. Он гласить что произведение длины раннеров на обороты максимального момента равно 84000. Мой расчет по этому методу — 84000/7000 = 12, но это в дюймах! Переводим в родимые сантиметры и получаем 30,48.

5. Далее расчет резонанса по методу некого хондовода Rusko.
Данный товарищ ведет расчет исходя из фазы впускного вала. А именно. (полный текст можно посмотреть по ссылке или в моей экселевской таблице в шапке поста)
— Берём фазу открытия вала — в нашем случае это 272 гр.
— Считаем время за которое происходит один оборот колена — (60сек/7000об)=0,009 сек (округляю)
— Далее считаем время одного цикла (кто не помнит это два оборота колена или 720гр.) — 0,017 (не 18 потому что округлил время 1 оборота)
— Далее считаем сколько градусов впускной клапан закрыт! 720-272 = 448гр.
— Потом из пропорции находим это значение в секундах — 0,011 сек впускной клапан у нас закрыт.
— Исходя из скорости звука при температуре 70 гр по форенгейту тралала итд мы считаем на какое расстояние проходит волна за то время пока закрыт клапан. Получилось 144,384 дюйма.
-Нам же нужно время за которое волна пройдет туда и вернется обратно к клапану — 72,192 или 183,37 см. Дудки Метр восемьдесят КАРЛ!)))
Но это первая, самая узкая волна. Мы же ориентируемся на 4ую — 45,84см, и 5ую — 36,67 см.

6. Идем дальше. Теперь метод “ГиПерМат”. Судя по всему, какая то тюнинг контра. У них ну совсем какая то эмпирическая формула. Откуда она выведена я с трудом понимаю. И что то мне думается, что тут идет речь об открытых раннерах для дросселей, которые не используют резонансный эффект. Но тем не менее попробуем.
— Перво наперво, они предлагают почитать промежуточное значение — maximum rpm due to mass = 0.0056(cubic inches)2 — 8.89(cubic inches) + 11527
— Затем уже, посчитать длинну раннеров.
intake runner length = 137532/(0.15)(bore)[(0.7)(max rpm due to mass)]2
Для моих исходных данных получилось 15,37 см…

7.Теперь метод, который мне кажется самым правдоподобным. Нашел я его на одном из буклетов на сайте какой то частной американской конторы по тюнингу — Grapeaperacing.com. Надо сказать статьи у них очень дельные. Так вот. Метод их похож на описанную в п.5. Но есть нюансы. Тут используется так называемая полная фаза, а не рекламная (что идет в описаниях к распред валу). Полная фаза, это фаза измеренная при подъема клапана 0.05 дюйма. Как пишут авторы статьи — “We must take into account the intake duration, but you want the pressure waves to arrive before the valve closes and after it opens (air won’t pass though a closed valve). To do this you must subtract some duration, typically you take off 20-30° from the advertised duration. 30° works well for higher rpm solid cammed drag motors. . For smaller cams in the 270° range, subtracting 20° from advertised duration will give better”. Говорят что для драг валов с фазой под и за 300гр нужно вычитать 30 градусов, а для так себе валов, с фазой до 270 — 20. Я зарезал фазу на 20 гр.
— Далее расчет. Градусы, когда клапан закрыт EVCD= 720-(272-20) = 468.
— Затем по формуле L = ((EVCD × 0.25 × V × 2) ÷ (rpm × RV)) — ½D, где V = скорость звука =1300 м/с; RV — номер волны; D — диаметр раннера. (все в системе СИ).
— Получаем: 3 волна — 34,5 см, 4ая — 25,3 см.

8.Далее я пытался посчитать по популярной в интернете формуле акустического резонатора Геймгольца, Но что то у меня не задалось. Длина раннера, выведенная из этой формулы у меня получается — 4 см. И что то мне подсказывает, что я что то делаю не так. Сама формула вот такого вида: fb=100*K*(c*(Sb)^(1/4))/(2*Pi*(V*l)^(1/2)), где:
K — коэффициент формы, это тема отдельного разговора, чтобы не заморачиваться брал его равным 1.0
c — скорость звука в воздухе. с=342 м/с
Sb — суммарная площадь дудок в рессивере [см2]
Pi=3.14159265
V — объем ресивера [см3]
l — длина дудок [см]
(…)^(1/4) — корень 4-ой степени, (…)^(1/2) — соответственно квадратный корень.
чтобы получить обороты n=fb*60;
Формула для длины раннера у меня получилась следующая:

Онлайн калькулятор на основе этой формулы есть в моём файле тоже.

Как то так. Как считать лучше считать я ещё окончательно не определил. Собственно этот пост и сделан для того, чтобы спросить у людей понимающих кто как делал и каков был приход. И ещё раз скажу, что буду рад критике (но аргументированной) и полезным ссылкам и подсказкам по ещё каким методам оного расчета.

www.drive2.ru

Смотрите так же:

  • Приказ минтруда россии 552н от 13082014 Приказ минтруда россии 552н от 13082014 МИНИСТЕРСТВО ТРУДА И СОЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ от 17 августа 2015 года N 552н Об утверждении Правил по охране труда при работе с инструментом и приспособлениями В соответствии со […]
  • Закон о мировых судьях в санкт-петербурге Закон Санкт-Петербурга от 24 октября 2000 г. N 552-64 "О мировых судьях Санкт-Петербурга" (Принят Законодательным Собранием Санкт-Петербурга 18 октября 2000 года) Закон Санкт-Петербурга от 24 октября 2000 г. N 552-64"О мировых судьях […]
  • Мггу шолохова приказы о зачислении Бакалавриат Поступающие в МГГУ им. М.А.Шолохова на первый курс для обучения по программам бакалавриата вправе подать заявление и участвовать в конкурсе одновременно не более чем по трем направлениям подготовки. На каждое направление […]
  • Рабочий стол приказы Рабочий стол приказы МИНИСТЕРСТВО СВЯЗИ И МАССОВЫХ КОММУНИКАЦИЙ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ (Минкомсвязь России) ПРИКАЗ 08.08.2016 №368 Об утверждении Порядка применения франкировальных машин В соответствии с Федеральным законом от 17 июля 1999 […]
  • Приказ 290 от 01062009 г Приказ Министерства здравоохранения и социального развития РФ от 1 июня 2009 г. N 290н "Об утверждении Межотраслевых правил обеспечения работников специальной одеждой, специальной обувью и другими средствами индивидуальной защиты" (с […]
  • Приказ от 26 августа 2010 года no 761н Приказ Министерства здравоохранения и социального развития РФ от 26 августа 2010 г. N 761н "Об утверждении Единого квалификационного справочника должностей руководителей, специалистов и служащих, раздел "Квалификационные характеристики […]

Обсуждение закрыто.