Обнаружен метод экономии бензина без ущерба для двигателя
Ученые Новгородского государственного университета совместно с коллегами из Санкт-Петербургского и Российского аграрного университетов усовершенствовали математические формулы, касающиеся детонации в бензиновых двигателях. Это нововведение позволит увеличить мощность и эффективность двигателей, минимизируя риск их повреждения, что особенно актуально в условиях нехватки топлива. Эту информацию сообщает издание ТАСС.
Топливно-воздушная смесь, необходимая для работы мотора, может иметь разные составы. Стехиометрическая смесь, в которой бензин и воздух находятся в идеальном соотношении, составляет одну часть топлива на 14,7 частей воздуха. Более богатая смесь обеспечивает большую мощность, но требует больше топлива. В то же время, бедная смесь, содержащая больше воздуха и меньше бензина, является более экономичной и снижает риск детонации. Современные двигатели все чаще переводят на бедные смеси, однако использование устаревшей формулы Дауда и Ейза приводило к ошибкам в расчетах.
Для предсказания детонации топлива в двигателе применяются математические модели, среди которых формула Дауда и Ейза. Однако она эффективна только для стехиометрической смеси.
Исследователи НовГУ решили эту проблему, добавив в формулу коэффициент избытка воздуха, который показывает, насколько смесь отличается от стехиометрической. Также они учли турбулизацию заряда, то есть искусственное завихрение топливно-воздушной смеси в цилиндре.
Закрученная смесь сгорает быстрее и равномернее, что способствует повышению мощности и экономичности. Однако завихрения могут ускорить горение и вызвать детонацию, если их неправильно рассчитать. Ученые впервые учли этот фактор в расчетах, что привело к созданию новых формул для бензина с октановым числом 92 и 100, работающих в диапазоне бедных смесей, где прежние расчеты давали сбои.
Эти новые формулы особенно важны в условиях топливного дефицита, так как они позволяют экономить на этапе проектирования новых бензиновых двигателей. Разработчикам не нужно создавать множество опытных образцов с различными степенями сжатия и проводить дорогостоящие испытания — достаточно сделать расчет по программе и проверить всего один-два двигателя. Кроме того, формулы окажут помощь при переводе серийных дизелей на природный газ, где используются бедные смеси, а дизтопливо служит лишь для воспламенения. Предварительные расчеты по детонации существенно снизят затраты на экспериментальную доводку.
Теперь, благодаря новым формулам, можно точно определить, когда детонации не произойдет, что позволит экономить топливо и разрабатывать более мощные и надежные двигатели без дополнительных затрат.
