Существует ли соотношение 1: 1 между давлением наддува и увеличением мощности?

Этот вопрос заставил меня задуматься: если вы установите турбонагнетатель на двигатель, существует ли прямая связь между давлением наддува и мощностью, которую вы можете ожидать?

Например: если двигатель выдает 100 кВт без наддува, а вы устанавливаете турбонаддув и устанавливаете его на макс. повышение 0,5 бар, можно ли ожидать 150 кВт макс. мощность (т.е. новая выходная мощность = исходная мощность * (давление наддува +1))? Или отношения сложнее?

Давайте предположим, что двигатель настроен правильно, чтобы использовать преимущества турбокомпрессора, то есть форсунки имеют достаточную мощность, а соотношение топлива и воздуха остается неизменным.

преамбула

Что покупает принудительная индукция?

Одним словом, плотность .

Помните:

• Для сжимаемых жидкостей одно только давление не дает полной информации

  Но давление и температура вместе делают.

  Старая поговорка физики "горячий воздух поднимается, холодный воздух впитывается" - отличный тому пример. Воздух под одинаковым давлением, но разной плотности при разных температурах.

• Двигатель внутреннего сгорания представляет собой объемное устройство

  Это означает, что каждый раз, когда двигатель запускается и завершает цикл, объем воздуха, который поступает 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.

  Так что более плотный = больше молекул воздуха на цилиндр = моар

Итак, соотношение 1: 1?

Нет, потому что физика так сказала.

Время , чтобы вырваться из Ye Olde Эво например , с турбокомпрессором КПД 85%:

• В атмосферных условиях (14,7 фунтов на квадратный дюйм, 25 ° C)

  Плотность воздуха = 1,184 кг / м ^ 3

• С наддувом 22 фунта на квадратный дюйм плотность воздуха удваивается:

  Условия турбонаддува: 36,7 фунтов на квадратный дюйм, 92 ° C

  Плотность воздуха = 2,413 кг / м ^ 3

Эти две точки данных показывают, что увеличение давления в 2,5 раза привело к увеличению плотности в 2 раза.

Таким образом, соотношение давление-сила не 1: 1.

Хм, а соотношение может быть постоянным?

Опять же, ответ - нет. Потому что так сказала физика.

Давайте увеличим Evo до 29,4 фунтов на квадратный дюйм, чтобы проверить это. Мы будем поддерживать ту же эффективность турбокомпрессора (85%):

• Усиление 29,4 фунт / кв.дюйм (таким образом, давление на выходе = 3-кратное давление на входе):

  Условия турбонаддува = 44,1 фунтов на кв. Дюйм, 155 ° C

  Плотность воздуха = 2,473 кг / м ^ 3

Таким образом, 3- кратное изменение давления воздуха привело к 2,08-кратному изменению плотности . Очевидно, что не линейный, особенно учитывая результат, полученный с усилением 22 фунта на кв.

Др: нет, соотношение 1: 1 возможно только в мнимых идеальных лабораторных условиях.

Или отношения сложнее?

Это немного сложнее, но по вполне понятным причинам.

ПРИМЕЧАНИЕ: я намеренно оставляю интеркулеры и мешки со льдом вне обсуждения ниже. Они должны стимулировать дискуссии, но должны быть рассмотрены под другим вопросом.

Давайте предположим, что двигатель настроен правильно, чтобы использовать преимущества турбокомпрессора, то есть форсунки имеют достаточную мощность, а соотношение топлива и воздуха остается неизменным.

Самое важное недостающее предположение является критическим: постоянная температура.

Давайте вернемся к ядру двигателя: сгоранию. Воздух и топливо смешиваются в соотношении примерно 14: 1, воспламеняются, расширяются и выдавливаются наружу, превращая потенциальную химическую энергию в кинетическую.

Но что это за соотношение на самом деле? Он сравнивает молекулы воздуха с молекулами топлива. Выведите их из равновесия, и реакция сгорания больше не будет достигать максимальной эффективности (примечание: мы снова увидим это слово).

Учитывая этот фон, что делает Boost? Теоретически, это устройство для введения молекул: ваш механизм ускорения пытается получить больше молекул воздуха, к которым двигатель будет добавлять увеличенное количество молекул топлива. Комбинируйте эту дополненную 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 скутер с молекулами воздуха, то просто принудительное включение этих молекул в двигатель повысит их температуру. Компьютер двигателя должен будет скорректировать эту температуру, добавив больше топлива (в качестве разновидности охлаждающей жидкости), замедляя время и т. Д. Если не справиться с этой температурой, двигатель начнет двигаться по кривой детонации, которая в конечном итоге заканчивается катастрофическое превращение в двигатель внешнего сгорания (то есть, важные биты выйдут).

Становится хуже. Помните тот идеальный механизм повышения уровня черпания? Невозможно. Он также имеет коэффициент эффективности, который составляет менее 100%. Он собирается захватывать воздух и сжимать его, но, к сожалению, он повышает температуру даже быстрее, чем закон Бойля (эффективность составляет менее 100%). Это включает в себя другие условия закона: плотность всасываемого воздуха будет падать с температурой: она и горячее, и молекул меньше.

Результатом всего этого взмахов руки в конверте является то, что, если вы действительно хотите получить на 50% больше энергии, вам понадобится на 50% больше воздуха и на 50% больше топлива.

Короче говоря, 100% -ная эффективность является теоретическим максимумом, но достижима только в Perfect World. Тем не менее, небольшие системы повышения могут быть намного ближе к 1: 1, чем с высоким увеличением.

Ответ на вопрос в основном ДА.

Я не согласен с тем, как вышеизложенное охарактеризовало это: Ур не неправильный, а просто слишком сложный, и это плохая практика преподавания: для данного объема / массы газа при постоянной температуре затем удвоение давления вдвое уменьшает объем, т.е. обратно пропорционально, т.е. Таким образом, в этих условиях, в основном, U мог бы набить вдвое больше воздуха, при фиксированном соотношении топлива и удвоении мощности, во всяком случае, это место для старта, и, конечно, ваши коэффициенты не постоянны, когда вы используете менее 100%. эффективность и температура не постоянны, в любом случае начните с простого идеального мира, а затем примените специфику применения, например, турбулентность потока, особенно из-за металлического / резинового шланга, тепло из-за сжатия газа, промежуточные охладители, удары по холодной стороне, контроль давления BOV / вентили, и так далее и тому подобное,тратить время и деньги лучше, чем бесконечно теоретизировать, эффективность / оптимизация - игра для большинства машин, получение большего от ограниченного ресурса, более «полезная» работа, спасибо.