Этот вопрос заставил меня задуматься: если бы вы установили на двигатель турбокомпрессор, была бы прямая связь между давлением наддува и мощностью, которую вы могли бы ожидать?
Например: если двигатель выдает 100 кВт без наддува, а вы устанавливаете турбо и настраиваете его на макс. наддув 0,5 бар, можно ли ожидать 150 кВт макс. мощность (т.е. новая выходная мощность = исходная мощность * (давление наддува +1)) ? Или отношения сложнее?
Предположим, что двигатель настроен правильно, чтобы использовать преимущества турбонагнетателя, т. е. форсунки имеют достаточную мощность, и топливно-воздушная смесь остается прежней.
Что дает принудительная индукция?
Одним словом плотность .
Запомнить:
Для сжимаемых жидкостей одно только давление не дает полной картины.
Но давление и температура вместе делают.
Прекрасным примером этого является старая пословица физики «горячий воздух поднимается вверх, холодный опускается». Воздух с одинаковым давлением, но разной плотностью при разной температуре.
Двигатель внутреннего сгорания представляет собой объемное устройство
Это означает, что каждый раз, когда двигатель проворачивается и завершает цикл, объем воздуха, поступающего в камеру (камеры) сгорания, является фиксированным.
Мощность зависит от массы, а не объема
Мощность, развиваемая двигателем, пропорциональна массе воздуха, поступающего в камеру сгорания, а не его объему.
Таким образом, более плотный = больше молекул воздуха на цилиндр = моарная мощность.
Нет. Потому что так сказала физика.
Пришло время разобрать старый пример Evo с турбонагнетателем с эффективностью 85%:
При атмосферных условиях (14,7 фунтов на кв. дюйм, 25 °C)
Плотность воздуха = 1,184 кг/м^3
При наддуве 22 фунта на квадратный дюйм плотность воздуха удваивается:
Условия турбонагнетания: 36,7 фунтов на кв. дюйм, 92 °C
Плотность воздуха = 2,413 кг/м^3
Только эти две точки данных показывают, что увеличение давления в 2,5 раза привело к увеличению плотности в 2 раза.
Так что соотношение давление-сила не 1:1.
Опять же, нет. Потому что так сказала физика.
Давайте увеличим давление Evo до 29,4 фунтов на квадратный дюйм, чтобы проверить это. Сохраним тот же КПД турбокомпрессора (85%):
при наддуве 29,4 фунта на кв. дюйм (таким образом, давление на выходе = 3-кратное давление на входе):
Условия турбонагнетания = 44,1 фунта на кв. дюйм, 155 °C
Плотность воздуха = 2,473 кг/м^3
Таким образом, изменение давления воздуха в 3 раза привело к изменению плотности в 2,08 раза . Явно нелинейный, особенно учитывая результат, полученный с наддувом 22 фунта на квадратный дюйм.
Вкратце: нет, соотношение 1:1 возможно только в воображаемых идеальных лабораторных условиях.
Или отношения сложнее?
Это немного сложнее, но по вполне понятным причинам.
ПРИМЕЧАНИЕ. Я намеренно не рассматриваю промежуточные охладители и мешки со льдом. Они уместны для активизации дискуссий, но их следует рассматривать в рамках другого вопроса.
Предположим, что двигатель настроен правильно, чтобы использовать преимущества турбонагнетателя, т. е. форсунки имеют достаточную мощность, и топливно-воздушная смесь остается прежней.
Самое важное отсутствующее допущение является критическим: постоянная температура.
Давайте вернемся к ядру двигателя: сгоранию. Воздух и топливо смешиваются примерно в соотношении 14:1, воспламеняются, расширяются и выталкиваются наружу, превращая химическую потенциальную энергию в кинетическую.
Но каково это соотношение на самом деле? Он сравнивает молекулы воздуха с молекулами топлива. Выведите их из равновесия, и реакция горения перестанет быть максимально эффективной (примечание: мы еще увидим это слово).
Учитывая этот фон, что делает boost? Теоретически это устройство для вставки молекул: ваш наддувной механизм пытается получить больше молекул воздуха, к которым двигатель добавит увеличенное количество молекул топлива. Сожгите эту усиленную смесь с увеличенным количеством химической энергии, и вы получите больше кинетической энергии, верно?
Да, но не так много, как вы думаете. Вы уже столкнулись с законом Бойля . Даже. Если у вас есть идеальный ковш для молекул воздуха, простое попадание этих молекул в двигатель приведет к повышению их температуры. Компьютеру двигателя придется скорректировать эту температуру, добавив больше топлива (в качестве охлаждающей жидкости), замедлив синхронизацию и т. д. Неспособность справиться с этой температурой приведет к тому, что двигатель перейдет на кривую детонации, которая в конечном итоге заканчивается детонацией. катастрофическое превращение в двигатель внешнего сгорания (т.е. вылезут важные биты).
Становится хуже. Помните этот идеальный механизм ускорения захвата молекул? Невозможно. Он также имеет коэффициент полезного действия, который составляет менее 100%. Он будет захватывать воздух и сжимать его, но, к сожалению, повышает температуру даже быстрее, чем по закону Бойля (КПД меньше 100%). Это затрагивает другие условия Закона: плотность всасываемого воздуха падает с температурой: он и горячее, и молекул меньше.
Результатом всего этого размахивания руками на оборотной стороне является то, что если вы действительно хотите получить на 50% больше мощности, вам потребуется на 50% больше воздуха и более чем на 50% больше топлива.
Короче говоря, 100% эффективность — это теоретический максимум, но достижимый только в Perfect World. Тем не менее, системы с малым наддувом могут намного легче приблизиться к 1:1, чем с высоким наддувом.
Ответ на вопрос в основном ДА.
Я не согласен с тем, как вышеописанное охарактеризовало это, Ур не ошибся, просто слишком сложно, и это плохая практика обучения, для данного объема / массы газа при постоянной температуре удвоение давления вдвое уменьшает объем, т.е. обратно пропорционально, т.е. pv = постоянная , так что в основном в этих условиях U мог бы наполнить вдвое больше воздуха, соотношение топлива было бы фиксированным, а затем удвоить мощность, в любом случае, это место для начала, и, конечно, ваши соотношения не являются постоянными, когда вы используете менее 100% эффективность и температура не постоянны, в любом случае начните с простого идеального мира, затем примените особенности применения, например, турбулентность потока из-за ступенчатого металлического / резинового шланга, нагрев из-за сжатия газа, промежуточные охладители, контроль давления на холодной стороне BOV / вентили, и так далее и тому подобное,стукнуть его на динамометрическом стенде - это время и деньги, которые лучше потратить, чем бесконечно теоретизировать, эффективность / оптимизация - это игра для большинства машин, получение большего от ограниченного ресурса, более «полезной» работы, спасибо.
Боб Кросс