У нас вприскування палива, а чому б не впорскувати повітря?

Я закінчую вивчення систем ІФІ, які загалом задумали про індукцію.

Ми вводимо паливо із загальної рейки високого тиску з багатьох вагомих причин. Ми здатні робити стратифікований опік всередині циліндра за умови повного контролю над метеликом. Ми іноді використовуємо рециркуляцію вихлопних газів для затримки згоряння та зниження температури в балоні.

Зважаючи на ці сценарії, чому ми не додамо загальну рейку атмосферного повітря високого тиску та не використовуємо форсунки для введення повітря та вихлопу, коли потрібно, аналогічно до палива?

Звичайно, це дасть мені двигун, який може реагувати швидше, тому що немає затримки у вхідному потоці повітря, має менше механічних деталей і потенційно зменшує викиди, дозволяючи мені легше контролювати вміст кисню в каталізаторі?

Проста причина: обсяг. @ 14.7: 1 стоїт, ваш вхід у циліндр повинен бути на 14,7 разів більшим (або проштовхувати його набагато більше) через насадку, ніж ви б рідина, яка є паливом.

Ви заявляєте, що в ньому було б менше механічних деталей, але це правда? Вам доведеться запропонувати механічний метод створення повітря високого тиску, а також введення його в систему. Вам доведеться мати якийсь тип бака, який би утримував повітря високого тиску. Тоді цей "високий тиск" повинен бути в діапазоні 3000-5000 фунтів на квадратний дюйм, щоб здобути належну витрату. Подумайте про повітряний компресор, який може йти в ногу з попитом, про який ви говорите.

Скажімо, ми кидаємо якусь математику в суміш (і припустимо, що я не просто абсолютно дурний ... хоча присяжних немає на цьому):

Двигун 2л має об'єм 2L. Якби цей теоретичний двигун працював з природним напором і досягав 80% об'ємного ККД (VE), він би забирав .8 л повітря при кожному оберті колінчастого вала. Математика:

• 2.0LX .8 = 1.6L - об'єм всмоктування для всіх чотирьох циліндрів при 80% VE
• 1,8 л x .5 = .8L - об'єм вводу для кожного обороту в 4-х циклічному двигуні
• 600 об / хв .8 л = 480 л - кількість повітря на холостому ходу, необхідне для підтримки оборотів на холостому ходу
• 6000rpm х .8L = 4800L - кількість повітря на червоній лінії , щоб підтримувати найвищу швидкість двигуна

Вашій системі потрібно буде рухати 4800 л повітря в хвилину , щоб підтримувати цю швидкість двигуна. Це приблизно 170CFM. Якщо ви можете перевезти щось подібне:

на задній частині автомобіля, можливо, це можливо. 170CFM - це цифра для малого нижнього кінця рівняння рівняння. А як щодо автомобілів продуктивності, де у вас втричі більший об'єм (6,3-літровий двигун Chevrolet LT1) з більшим VE (~ 85% у здогаді). Цих цифр набагато більше. Ви б утроїли необхідну кількість повітря, а це означає, що втричі перевищує кількість транспортного засобу.

Так, це можна зробити, але якою ціною? Спосіб введення повітря в двигун зараз набагато ефективніший і подає набагато більше повітря, ніж ви могли б надійно продовжувати закачувати повітря в двигун так, як ви пропонуєте.

Ви майже, але не зовсім описали роботу ні з турбонаддувом, ні з наддувом. Ідея введення повітря під тиском із загальної паливної рейки, швидше за все, не спрацює, оскільки важко буде гарантувати гідну атомізацію.

Багато в чому ви описуєте 5-тактний двигун

5 Двигуни обведення використовують поршень для забезпечення вторинних засобів стиснення для АФР. Хоча, не вводячи повітря, вони стискають повітря механічним шляхом. Те, що ви описуєте за допомогою вприскування повітря, вимагає великих обсягів повітря.

Подумайте про 5,0 літровий двигун, який потребує 5 літрів повітря кожні 720 градусів обороту. При 4000 об / хв вам потрібно буде щодня вводити 10 000 літрів повітря.

Впорскування повітря для викидів

Ідея вдування повітря не є унікальною. Багато виробників впорскують повітря у вихлоп , щоб допомогти окисненню згорілого палива при низьких об / хв у каталітичних перетворювачах. Звичайно, це були ранні версії, думаю, середина 70-х.

Газ високого тиску дуже важко створити, набагато важче, ніж рідина високого тиску. Це тому, що рідини не стискаються, тому ви можете вприскувати їх практично так сильно, як хочете, тоді як газ просто поглине більшу частину ваших зусиль при стисненні і перетворить решту його на тепло (адіабатичний нагрів). Для стиснення повітря до необхідного тиску знадобиться поршневий насос, трохи більший, ніж сам циліндр. Тож замість того, щоб робити це за допомогою спеціального насоса, ми стискаємо повітря з уже наявним компонентом. Стиснення на місці дає додаткову перевагу утилізації адіабатичного тепла.

Те, що ви пропонуєте, добре би вписувалося в двотактний двигун. У ньому вже є загальна рейка повітря з помірно високим тиском, надходження повітря в циліндр може регулюватися впускним клапаном (якщо такий є) так само, як і звичайні рейкові форсунки, відкриті для впорскування палива. Але потужність, необхідна для вдування повітря, була б величезною, просто для того, щоб поставити ваші потреби на перспективу: 2-валовий Junkers Jumo 205 теоретично повинен вимагати дуже сильних передач, щоб перенести половину його потужності з нижнього вала на верхній, куди було взято енергію, але компресор вийшов з нижнього вала і зайняв стільки енергії, що насправді залишилося дуже мало. Майже половину валової продукції зайняв компресор, і цей двигун досяг тиску у впускному колекторі ніде поблизу необхідного.

Ось варіант, про який я думав з великою довжиною. Навіть роблячи якусь попередню математику.

Двигуни ІС не потребують повітря. Їм потрібен кисень . Отже ... усуньте клапан повністю і майте два набори форсунок: один для рідких вуглеводнів та один для рідкого кисню.

Зрозуміло, я не розглядаю питання витрат або безпеки в цій мозковій бурі (я це рідко роблю.) Я також не знайшов п'єзо або соленоїдний інжектор, або навіть дизельний тип HPOP, який би працював на частоті та ширині пульсу. потрібна при температурі LOx близько -300 градусів F, з обертом кривошипа в діапазоні 7000.

Однак у цьому є більше, ніж усунення клапанних поїздів. Уявіть, що адіабатичне охолодження від LOx повертається до газу в камері згоряння. Я впевнений, що з правильними рукоятками, штоками та поршневими матеріалами ви можете сміливо виконувати стиснення 15: 1 або 20: 1, а також мати чудовий профіль викидів. Голова буде зведена ні до чого іншого, ніж до товстої міцної пластини для вприскування ... немає рухомих частин. Вихлопна система може оброблятися двотактним або розмикаючим портом стилю банкеля, з модифікованим циклом Аткінсона з більш тривалим вихлопним ходом.

Це дуже довгий шлях від реальності (так само, як я), але я думаю, що це ілюструє практичну варіацію концепції ОП. Стиснення повітря для введення його через дуже малий отвір, швидше за все, коштуватиме більше енергії, ніж досягнуті прибутки. Але резервуар з рідким киснем вже має "роботу", він досить мобільний / переносний і має величезний додатковий ефект охолодження - можливо, такий драматичний, що зменшити масштаб назад або практично усунути систему охолодження вода / гліколь.

Я прийму волонтерів через декаду або близько того для офіційних пілотів-випробувачів. Слава буде твоєю. Тому що я не буду їздити в ньому ...

Я думаю, що концепція була б такою, як взяти поршневий компресор для закачування повітря в поршневий двигун, тому енергія для перекачування поршнів повітряного компресора протидіє енергії, виробленій поршнями двигуна. Додавання втрат у роботі двигуна для нагрівання може здатися негативним виграшем.

Але чи можливо виграш може бути реалізований у цій концепції у компактному та самодостатньому вигляді, це забирає 1/2 поршнів у V8 і перетворює їх у компресори, щоб перекачувати повітря у приведені в дію поршні. річ у два цикли із сусідніми поршнями з використанням порту очищення для впуску, прив'язаного до виходу поршня насоса.

Безпосередньо до циліндрів Паливні форсунки використовуються для додавання трохи більше повітря в балони безпосередньо після закриття впускних клапанів і перед тим, як повітря стиснеться (що повинно бути швидким вмиканням / вимкненням), жоден повітряний бак не потрібен, якщо він працює лише при роботі двигуна ( через пояс). А якщо він зупиниться, це не вплине на нормальну роботу двигунів, оскільки це односторонній клапан, а не перешкоди. Це повинно дати трохи більше енергії залежно від розміру використовуваних форсунок.