Чи існує співвідношення 1: 1 між підвищенням тиску та збільшенням потужності?


8

Це питання наштовхнуло мене на думку: якщо ви хочете встановити турбокомпресор на двигун, чи існує пряма залежність між тиском підсилення та кількістю потужності, яку ви можете очікувати?

Наприклад: якщо двигун робить 100 кВт природним чином, а ви встановлюєте турбо і встановлюєте його, щоб забезпечити макс. приріст 0,5 бар, можна очікувати макс. 150 кВт потужність (тобто нова вихідна потужність = початкова потужність * (тиск прискорення +1))? Або відносини складніші?

Припустимо, двигун налаштований правильно, щоб скористатися турбокомпресором, тобто інжектори мають достатню потужність, а суміш палива / повітря залишається такою ж.

Відповіді:


8

Преамбула

Що купує примусова індукція?

Словом, щільність .

Пам'ятайте:

  • Для рідин, що стискаються, тиск сам по собі не говорить про всю історію

    Але тиск і температура разом .

    Стара приказка з фізики "гаряче повітря піднімається, холодне повітря тоне" - прекрасний приклад цього. Повітря під однаковим тиском, але різної щільності при різних температурах.

  • Двигун внутрішнього згоряння - це об'ємний пристрій

    Це означає, що кожного разу, коли двигун перевертається і завершує цикл, об'єм повітря, що потрапляє в камеру (и) згоряння, фіксується.

  • Потужність залежить від маси, а не від об'єму

    Потужність, яку розвиває двигун, пропорційна масі повітря, що потрапляє в камеру згоряння, а не його об'єму.

    Тож щільніше = більше молекул повітря на циліндр = потужність стовбура


Отже, чи співвідношення 1: 1?

Ні. Тому що фізика так сказала.

Час вимкнути старий приклад Evo з 85% -ним турбокомпресором:

  • При атмосферних умовах (14,7 фунт / кв.дюйм, 25 ° C)

    Щільність повітря = 1,184 кг / м ^ 3

  • Із прискоренням 22 фунт / кв.дюйм щільність повітря подвоюється:

    Умови турборозряду: 36,7 фунт / кв.дюйм, 92 ° C

    Щільність повітря = 2,413 кг / м ^ 3

Тільки ці дві дані показують, що збільшення тиску в 2,5 рази призвело до збільшення в два рази щільності.

Отже, співвідношення тиск-сила не становить 1: 1.


Хм, але чи може співвідношення бути постійним?

Знову ж, відповідь - ні. Бо фізика так сказала.

Давайте підвищимо ево до 29,4 фунта / кв. Дюйм, щоб перевірити це. Ми збережемо таку ж ефективність турбокомпресора (85%):

  • @ 29,4 psi прискорення (так вихідний тиск = 3х впускний тиск):

    Умови турборозряду = 44,1 фунт / кв.дюйм, 155 ° C

    Щільність повітря = 2,447 кг / м ^ 3

Отже, 3- кратна зміна тиску повітря призвела до зміни щільності 2,08x . Очевидно, не лінійно, особливо враховуючи результат, отриманий із збільшенням 22 фунт / кв.


2
Право і підвищена температура потім також бореться з ефективністю горіння (оскільки в ньому стає занадто жарко і намагається запалити занадто рано).
Боб Хрест

7

tl; dr: ні, співвідношення 1: 1 можливе лише в уявних ідеальних лабораторних умовах.

Або відносини складніші?

Це трохи складніше, але з цілком зрозумілих причин.

ПРИМІТКА: Я навмисно залишаю інтеркулери та мішки з льодом з обговорення нижче. Вони поширюються на дискусії, але їх слід розглядати під іншим питанням.

Припустимо, двигун налаштований правильно, щоб скористатися турбокомпресором, тобто інжектори мають достатню потужність, а суміш палива / повітря залишається такою ж.

Найголовніше відсутність припущення є критичним: постійна температура.

Давайте повернемося до основної частини двигуна: згоряння. Повітря і паливо змішуються приблизно в співвідношенні 14: 1, запалюючись, розширюючись і висуваючись назовні, щоб перетворити хімічну потенційну енергію в кінетичну.

Але яке це співвідношення насправді? Він порівнює молекули повітря з молекулами палива. Виведіть їх з рівноваги, і реакція горіння вже не на піку ефективності (зверніть увагу: ми знову побачимо це слово).

Зважаючи на цей фон, що робить підвищення? Теоретично це вставка молекули: ваш механізм підсилення намагається отримати більше молекул повітря, до яких двигун додасть збільшену кількість молекул палива. Спаліть цю доповнену суміш зі збільшенням її хімічної енергії, і ви отримаєте більше кінетичної енергії, правда?

Так, але не настільки, як ви могли б подумати. Ви вже натрапили на Закон Бойла . Навіть. Якщо у вас ідеальний самокат молекули повітря, просто примушення цих молекул у двигуні збільшить їх температуру. Комп'ютер двигуна повинен буде виправити цю температуру, додавши більше палива (як різновид теплоносія), затримки часу і т.д. катастрофічне перетворення в двигун із зовнішнім згорянням (тобто вийдуть важливі біти).

Погіршується. Пам'ятайте, що ідеальний механізм підвищення рівня молекули? Неможливо. Він також має коефіцієнт корисної дії, що становить менше 100%. Він збирається захоплювати повітря і стискати його, але, на жаль, він збільшує температуру навіть швидше, ніж Закон Бойла (ефективність менше 100%). Це пов'язане з іншими умовами Закону: щільність повітря, що вводиться, зменшиться з температурою: і гарячіше, і менше молекул.

Результат усього цього, що розмахує рукою конверта, полягає в тому, що якщо ви дійсно зосереджені на бажанні на 50% більше енергії, вам знадобиться більше 50% стільки повітря, скільки більше 50% палива.

Коротше кажучи, 100% ефективність - це теоретичний максимум, але досяжний лише у Perfect World. Однак, невеликі системи підсилення можуть набагато наблизитись до 1: 1 легше, ніж високі.


0

Відповідь на питання в основному ТАК.

Я не погоджуюся з тим, як описано вище, Ур не помилився, просто надмірно складний, і це погана навчальна практика, для заданого обсягу / маси газу при постійній температурі, то вдвічі тиск вдвічі перевищує об'єм, тобто обернено пропорційний, тобто pv = постійний , отже, в цих умовах U зможе заповнити вдвічі більше повітря, при цьому фіксується коефіцієнт палива, а потім подвоїти потужність, інакше це саме місце для початку, і, звичайно, ваші співвідношення не є постійними, коли ви використовуєте менше 100% ефективність і темпи не постійні, все-таки почніть з простого ідеального світу, тоді застосуйте специфіку застосування, наприклад, турбулентність потоку внаслідок ступеня металевого / гумового шланга, нагрівання внаслідок стиснення газу, інтеркулерів, удару n холодний бічний контроль тиску BOV / ворота, і так далі, і так далі,Натрапити на дино - це час і гроші, витрачені краще, ніж нескінченно теоретизувати, ефективність / оптимізація - це гра для більшості машин, отримуючи більше від обмеженого ресурсу, більше «корисної» роботи, дякую.

Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.