56

Ответ на пост «Почему почти все автомобили уже с турбинами, а моторы мотоциклов обходятся без них?»

Как выразить простую мысль, но чтоб не очень понятно и на много букв? А вот.

Смысл был простейший.  Даже вводку можно было оформить коротко и по делу. Чем больше воздуха поступает в мотор, тем больше у него мощность. Топлива можно подать сколько угодно, загвоздка в воздухе. И путей немного. Больше объем цилиндров, чтобы больше подавать за такт, больше обороты, чтобы сжигать больше  в единицу времени и наддув, чтобы больше в единицу времени и иметь возможность отказаться от  крайне капризного на высоких оборотах естественного наполнения и резонансных процессов.

У мотоциклов малообъемные и высокооборотные моторы, потому что им при низкой массе много момента попросту вредно,  и при малой массе мотоцикла сильно влияет масса коленвала и маховика на динамику. При форсировании по оборотам получают литровую мощность порядка 100-140л.с/л, вполне сравнимо с показателями гражданских моторов с турбонаддувом.  Высокий момент на низких или значительное повышение мощности обычно не нужно. В итоге не нужен и турбонаддув, который имеет свои ограничения. Требует места,  привносит лишний вес, пусть и не сильно большой. А если нужно побольше момента, а мощность не важна, то можно просто нарастить рабочий объем,  это дешевле ,чем ставить наддув.  А еще у наддува есть неприятная особенность в виде турболага, и для мотоцикла она куда более неприятна, чем для авто, у которых колес больше и устойчивость не зависит о тяги в такой степени.

В итоге сфера применения наддува очень узка, либо какие-то соревнования, где нужно выжать максимальную мощность при малой массе, типа драга, или где есть ограничения на рабочий объем, что опять же,  редкость редкая.

Ну или просто побаловаться энтузиастам.

Заодно не пришлось бы писать чушь про "топливо вылетает" и прочий бред.  Просто повышение оборотов очень затратный по механическим потерям процесс, приходится снижать среднюю скорость поршня, усложнять ГРМ и механику с целью снижения крутильных колебаний, облегчать поршневую, все процессы газообмена на такой скорости очень сложны.  В итоге выше 11-13 тысяч редко что крутится, если объем больше литра.

Показать полностью
193

Почему почти все автомобили уже с турбинами, а моторы мотоциклов обходятся без них?

На сегодняшний день серийных мотоциклов с наддувом производится всего ничего - Kawasaki H2 в нескольких вариантах. Это довольно странно потому что первый серийный мотоцикл с наддувом появился довольно давно, 1982 году в массовой продаже уже была Honda CX500 Turbo

Но сначала давайте поговорим о том зачем вообще нужны все эти наддувы.

Мощность двигателя внутреннего сгорания прямо пропорциональна количеству сгораемого в нем топлива. Чем больше топлива в минуту мы сожжём, тем больше мощности мы получим. Есть два варианта поднятия мощности ДВС.

Просто подавать больше бензина не получится. Ведь чем больше подаем бензина, тем больше для его сжигания нужно воздуха, а объем камеры сгорания ограничен. Поэтому, что делаем? Правильно увеличиваем рабочий объём, получаем большие цилиндры в которых можно сжечь больше топлива и получить больше мощности. Параллельно можно повышать степень сжатия, но тут мы ограничены детонационной стойкостью бензина.

Однако увеличивая цилиндры, мы повышаем вес и габариты мотора. Что не очень хорошо, особенно для мотоцикла. На сегодня самым большим серийным мотором может похвастаться трехцилиндровый Triumph Roket3 - целых 2,5 литра.

Вторым путем повышения количества сжигания топлива в минуту, будет путь увеличения количества циклов сжигания. То есть повышение оборотов мотора. Оставляем мотор небольшого объема, но раскручиваем его до 15000 об/мин. Жжём в минуту больше топлива. Максимальная мощность растет! Тут конечно появляются требования к прочности, сбалансированности и прочим особенностям высокооборотных моторов. Но высокие обороты таят в себе серьезное ухудшение качества сгорания топлива и рост "плохих" выбросов. В первую очередь в выхлопе, с ростом оборотов из-за перекрытия фаз открытия выпускных и впускных клапанов, растёт количество не успевшего сгореть топлива. Экологи недовольны. Нормы не соблюдаются.

Что делать? Надо засунуть в камеру сгорания больше воздуха, под давлением, что бы сжечь больше топлива. Для это и нужен наддув.

Турбина HONDA CX500 в реальном разрезе

Как мы видим на той первой турбо Хонде был турбонаддув, выхлопные газы крутили 51 мм турбину.

На современном Кавасаки используется вариант с механическим нагнетателем, который механически, цепью приводится от коленчатого вала и с помощью планетарной передачи раскручивается до необходимых высоких оборотов (130000 об/мин это вам не кот чихнул)

При этом на максимальную мощность этот мотор Кавасаки выходит на 10 тысячах, тогда как безнаддувным литрам приходится крутиться до 13 тысяч и выше.

К сожалению, в мотоциклах из-за компоновочных соображений приходится жертвовать очень важным устройством - интеркулером. Это радиатор в котором сжатый воздух охлаждается перед подачей в цилиндры. Некуда у мотоцикла ставить кульки. Отсутствие интеркулера ведет к невозможности снизить температуру сжатого воздуха и к серьёзному снижению эффективности наддува.

Кроме того мотоциклы, гораздо более чувствительны ко всем лишним килограммам. А наддув со всеми этими дополнительными механизмами это лишний вес и объём.

Ещё одной проблемой является повышение температуры. В жару и на обычном мотоцикле кокошки порой поджаривает, а с турбиной это проявляется еще сильнее.

Будут ли новые мотоциклы с турбинами? У Кавасаки почти точно будут. Ведь они уже вложились в разработку и следовательно будут использовать наработки в других мотоциклах.

Следует ли ждать турбомоторов от других производителей? А вот это вопрос. Сейчас общий тренд на электромобилизацию. И кажется мне, что в первую очередь финансирование и силы инженерных отделов всех мотоциклетных компаний направлены в сторону электромотоциклов. Хотя....

Показать полностью 4
Отличная работа, все прочитано!