Có mối quan hệ 1: 1 giữa áp lực tăng và tăng sức mạnh không?


8

Câu hỏi này khiến tôi suy nghĩ: nếu bạn cài đặt một bộ tăng áp trên động cơ, liệu có mối quan hệ đơn giản giữa áp suất tăng và lượng điện năng bạn có thể mong đợi?

Ví dụ: nếu động cơ tạo ra 100 kW hút khí tự nhiên, và bạn cài đặt một turbo và đặt nó để cung cấp tối đa. tăng 0,5 bar, bạn có thể mong đợi tối đa 150 kW. công suất (tức là công suất mới = công suất ban đầu * (tăng áp +1))? Hay là mối quan hệ phức tạp hơn?

Giả sử động cơ được thiết lập chính xác để tận dụng lợi thế của bộ tăng áp, tức là kim phun có đủ công suất, và hỗn hợp nhiên liệu / không khí vẫn như cũ.

Câu trả lời:


8

Lời nói đầu

Không cưỡng bức mua gì?

Trong một từ, mật độ .

Nhớ lại:

  • Đối với chất lỏng có thể nén, một mình áp lực không nói lên toàn bộ câu chuyện

    Nhưng áp suất và nhiệt độ cùng làm.

    Câu ngạn ngữ vật lý cũ "không khí nóng tăng, không khí lạnh" là một ví dụ tuyệt vời về điều này. Không khí ở cùng áp suất nhưng mật độ khác nhau ở nhiệt độ khác nhau.

  • Động cơ đốt trong là một thiết bị thể tích

    Điều này ngụ ý là mỗi khi động cơ quay và hoàn thành một chu kỳ, thể tích không khí được đưa vào buồng đốt được cố định.

  • Công suất phụ thuộc vào khối lượng chứ không phải khối lượng

    Công suất do động cơ phát triển tỷ lệ thuận với khối lượng không khí được đưa vào buồng đốt và không phải là thể tích của nó.

    Vì vậy, đậm đặc hơn = nhiều phân tử không khí trên mỗi xi lanh = công suất moar


Vậy, tỷ lệ 1: 1 là gì?

Không. Bởi vì vật lý đã nói như vậy.

Đã đến lúc phá vỡ ví dụ Eve cũ với bộ tăng áp hiệu suất 85%:

  • Ở điều kiện khí quyển (14,7 psi, 25 ° C)

    Mật độ không khí = 1,184 kg / m ^ 3

  • Với 22 psi tăng, mật độ không khí tăng gấp đôi:

    Điều kiện xả Turbo: 36,7 psi, 92 ° C

    Mật độ không khí = 2,413 kg / m ^ 3

Chỉ riêng hai điểm dữ liệu này cho thấy áp suất tăng 2,5 lần mang lại mật độ tăng gấp 2 lần.

Vì vậy, mối quan hệ sức mạnh-áp lực không phải là 1: 1.


Hmm, nhưng tỷ lệ có thể là hằng số?

Một lần nữa, câu trả lời là không. Vì vật lý nói vậy.

Hãy tăng Evo lên 29,4 psi để kiểm tra điều này. Chúng tôi sẽ duy trì hiệu suất tăng áp tương tự (85%):

  • @ 29,4 psi boost (vì vậy áp suất đầu ra = áp suất đầu vào 3x):

    Điều kiện xả Turbo = 44,1 psi, 155 ° C

    Mật độ không khí = 2,473 kg / m ^ 3

Vì vậy, thay đổi 3 lần áp suất không khí dẫn đến thay đổi mật độ 2,08x . Rõ ràng không tuyến tính, đặc biệt là xem xét kết quả thu được với tăng 22 psi.


2
Phải và nhiệt độ tăng sau đó cũng chiến đấu với hiệu quả của quá trình đốt cháy (vì nó quá nóng và cố gắng đốt cháy quá sớm).
Bob Cross

7

tl; dr: không, tỷ lệ 1: 1 chỉ có thể có trong điều kiện phòng thí nghiệm hoàn hảo tưởng tượng.

Hay là mối quan hệ phức tạp hơn?

Nó phức tạp hơn một chút nhưng vì những lý do hoàn toàn dễ hiểu.

LƯU Ý: Tôi cố tình bỏ các intercoolers và túi băng ra khỏi cuộc thảo luận dưới đây. Chúng là nguyên nhân để thúc đẩy các cuộc thảo luận nhưng nên được đề cập dưới một câu hỏi khác.

Giả sử động cơ được thiết lập chính xác để tận dụng lợi thế của bộ tăng áp, tức là kim phun có đủ công suất, và hỗn hợp nhiên liệu / không khí vẫn như cũ.

Giả định thiếu quan trọng nhất là một vấn đề quan trọng: nhiệt độ không đổi.

Chúng ta hãy sao lưu tất cả các cách đến lõi của động cơ: quá trình đốt cháy. Không khí và nhiên liệu đang trộn với tỷ lệ xấp xỉ 14: 1, đốt cháy, mở rộng và nhấn ra ngoài để biến năng lượng hóa học thành động năng.

Nhưng tỷ lệ đó thực sự là gì? Nó so sánh các phân tử không khí với các phân tử nhiên liệu. Làm cho những người mất cân bằng và phản ứng đốt cháy không còn hiệu quả cao nhất (lưu ý: chúng ta sẽ thấy từ này một lần nữa).

Với nền tảng đó, boost làm gì? Về lý thuyết, đó là một bộ lọc phân tử: cơ chế tăng áp của bạn đang cố gắng để có được nhiều phân tử không khí hơn mà động cơ sẽ thêm số lượng phân tử nhiên liệu tăng lên. Đốt cháy hỗn hợp tăng cường với lượng năng lượng hóa học tăng lên và bạn sẽ nhận được nhiều động năng hơn, phải không?

Có, nhưng không nhiều như bạn nghĩ. Bạn đã chạy vào Luật Boyle . Cũng. Nếu bạn có một scooper phân tử không khí hoàn hảo, chỉ cần buộc các phân tử đó vào động cơ sẽ tăng nhiệt độ của chúng. Máy tính động cơ sẽ phải điều chỉnh nhiệt độ đó bằng cách thêm nhiều nhiên liệu (như một loại chất làm mát), giữ lại thời gian, v.v. Không xử lý được nhiệt độ này sẽ dẫn đến việc đưa động cơ vào đường cong gõ cuối cùng chuyển đổi thảm hại thành một động cơ đốt ngoài (nghĩa là các bit quan trọng sẽ xuất hiện).

Nó trở nên tồi tệ hơn. Hãy nhớ rằng cơ chế tăng cường phân tử hoàn hảo? Không thể. Nó cũng có một yếu tố hiệu quả là ít hơn 100%. Nó sẽ lấy không khí và nén nó, nhưng thật không may, nó làm tăng nhiệt độ thậm chí nhanh hơn cả Luật Boyle (hiệu quả thấp hơn 100%). Điều này tuân theo các điều khoản khác của Luật: mật độ của khí nạp sẽ giảm theo nhiệt độ: nó nóng hơn và có ít phân tử hơn.

Kết quả của tất cả mặt sau của vẫy tay phong bì là, nếu bạn thực sự tập trung vào việc muốn có thêm 50% năng lượng, bạn sẽ cần nhiều hơn 50% không khí và nhiều hơn 50% nhiên liệu.

Nói tóm lại, hiệu quả 100% là mức tối đa về mặt lý thuyết nhưng chỉ có thể đạt được trong Thế giới hoàn hảo. Điều đó nói rằng, các hệ thống tăng nhỏ có thể dễ dàng đến gần hơn 1: 1 so với tăng cao.


0

Trả lời cho câu hỏi về cơ bản là CÓ.

Tôi không đồng ý theo cách ở trên đã mô tả điều này, Ur không sai chính xác chỉ là quá phức tạp và đây là thực hành giảng dạy kém, với một thể tích / khối lượng khí nhất định ở nhiệt độ không đổi, sau đó tăng gấp đôi áp suất, tức là tỷ lệ nghịch với pv = hằng số , vì vậy về cơ bản trong những điều kiện này, U sẽ có thể nạp không khí gấp đôi, tỷ lệ nhiên liệu được cố định sau đó tăng gấp đôi công suất, dù sao đó cũng là nơi bắt đầu và tất nhiên tỷ lệ của bạn không đổi khi bạn sử dụng dưới 100% hiệu quả và nhiệt độ không đổi, dù sao cũng bắt đầu với thế giới hoàn hảo đơn giản, sau đó áp dụng các chi tiết cụ thể của ứng dụng, ví dụ như dòng chảy rối do kim loại / bước cao su, nhiệt do nén khí, intercoolers, nhấn nOV / cổng điều khiển áp suất lạnh Vân vân và vân vân,Cảm ơn bạn rất nhiều về thời gian và tiền bạc hơn là lý thuyết vô tận, hiệu quả / tối ưu hóa là trò chơi cho hầu hết các máy móc, nhận được nhiều hơn từ một nguồn tài nguyên hữu hạn, công việc 'hữu ích' hơn, cảm ơn.

Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.