Есть ли соотношение 1:1 между давлением наддува и приростом мощности?

Этот вопрос заставил меня задуматься: если бы вы установили на двигатель турбокомпрессор, была бы прямая зависимость между давлением наддува и ожидаемой мощностью?

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 производительность, и топливно-воздушная смесь остается прежней.

Преамбула

Что дает принудительная индукция?

Одним словом плотность .

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, 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.

То есть соотношение 1:1?

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)

При наддуве 22 фунта на квадратный дюйм плотность воздуха удваивается:

Условия турбонагнетания: 36,7 фунтов на кв. дюйм, 92 °C

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.

Хм, а может ли соотношение быть постоянным?

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

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.

Боб Кросс

Вкратце: нет, соотношение 1:1 возможно только в воображаемых идеальных лабораторных условиях.

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.

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 . Четное. Если у вас есть идеальный ковш для молекул воздуха, простое попадание этих молекул в двигатель приведет к повышению их температуры. Компьютеру двигателя придется корректировать эту температуру, добавляя больше топлива (в качестве охлаждающей жидкости), замедляя 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 сосредоточены на том, чтобы получить на 50% больше мощности, вам потребуется на 50% больше воздуха и 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.

Тилиус

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 по динамометру - лучше потратить время и деньги, чем бесконечно теоретизировать, эффективность / оптимизация - игра для большинства машин, получение большего от ограниченного ресурса, более «полезной» работы, спасибо.

📎📎📎📎📎📎📎📎📎📎