Принудительная индукция
 | этой статьи Начальный раздел может быть слишком коротким, чтобы адекватно суммировать ключевые моменты . ( декабрь 2022 г. ) |
В двигателе внутреннего сгорания принудительная индукция — это использование турбонаддува или наддува для увеличения плотности всасываемого воздуха. Двигатели без наддува относятся к категории безнаддувных . [1]
Принцип работы
[ редактировать ]Обзор
[ редактировать ]Принудительная индукция часто используется для увеличения выходной мощности двигателя. [2] Это достигается за счет сжатия всасываемого воздуха для увеличения массы топливовоздушной смеси, присутствующей в камере сгорания . Безнаддувный двигатель ограничен максимальным давлением всасываемого воздуха, равным окружающей атмосфере ; однако двигатель с принудительной индукцией производит «наддув», [3] при этом давление воздуха выше, чем в окружающей атмосфере. Поскольку плотность воздуха увеличивается с давлением, это позволяет большей массе воздуха попасть в камеру сгорания.
Теоретически анализ пароэнергетического цикла второго закона термодинамики предполагает, что увеличение среднего эффективного давления двигателя в камере сгорания также увеличит тепловой КПД . [4] Однако соображения (такие как охлаждение камеры сгорания, предотвращение детонации двигателя и ограничение выбросов NOx ) могут означать, что двигатели с наддувом не всегда более экономичны, особенно в случае высокопроизводительных двигателей.
Дизельные двигатели
[ редактировать ]Четырехтактные дизельные двигатели хорошо подходят для принудительной индукции, поскольку отсутствие топлива во всасываемом воздухе означает, что можно использовать более высокие степени сжатия без риска преждевременного зажигания. Поэтому использование турбокомпрессоров на дизельных двигателях является относительно обычным явлением.
Двухтактные дизельные двигатели имеют принцип работы, значительно отличающийся от двухтактных бензиновых двигателей, и для их работы требуется определенная форма принудительной индукции - обычно нагнетатель.
Использование на большой высоте
[ редактировать ]Пониженная плотность всасываемого воздуха вызвана потерей плотности атмосферы, наблюдаемой на больших высотах. Поэтому принудительная индукция впервые использовалась в авиационных двигателях. На высоте 18 000 футов (5 500 м) давление воздуха вдвое ниже, чем на уровне моря, а это означает, что двигатель без принудительной индукции будет производить менее половины мощности на этой высоте. [5] Принудительная индукция используется для искусственного увеличения плотности всасываемого воздуха, чтобы уменьшить потери мощности на больших высотах.
Системы, в которых используется турбонагнетатель для поддержания выходной мощности двигателя на уровне моря, называются системами с турбонаддувом. Обычно система с турбонаддувом пытается поддерживать давление в коллекторе на уровне 29,5 дюймов рт. ст. (100 кПа). [5]
Типы компрессоров
[ редактировать ]Наиболее распространенными устройствами принудительной индукции являются турбокомпрессоры и нагнетатели. Турбокомпрессор приводит в действие свой компрессор с помощью турбины, приводящей в движение поток выхлопных газов, тогда как нагнетатель приводится в действие механически от двигателя (обычно с помощью ремня от коленчатого вала двигателя).
Сопутствующие технологии
[ редактировать ]Промежуточное охлаждение часто используется для снижения температуры всасываемого воздуха после его сжатия. Другой, менее распространенный метод – это закачка воды (или закачка метанола).
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Как работает принудительная индукция» . www.gearpatrol.com . 23 сентября 2013 г. Архивировано из оригинала 30 октября 2023 г. . Проверено 3 декабря 2021 г.
- ^ Элизабет Х. Доррис (декабрь 2004 г.). TechOne: Ремонт автомобильных двигателей . Cengage Обучение. п. 106. ИСБН 1-4018-5941-0 .
- ^ Дон Фуллер (декабрь 1982 г.). «Турбонаддув – на этот раз он останется навсегда» . Популярная механика . Журналы Hearst: стр. 75, 109. ISSN 0032-4558 .
- ^ Ценгл, Ю.А.; Болес, Массачусетс (2008). Термодинамика: инженерный подход (6-е изд.). Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: МакГроу-Хилл. стр. 70, 590.
- ^ Перейти обратно: а б Кнутесон, Рэнди. «Расширение ваших знаний о турбонаддуве» (PDF) . Технология обслуживания самолетов (июль 1999 г.). Архивировано из оригинала (PDF) 17 июня 2012 года . Проверено 18 апреля 2012 г.
| Базы данных органов управления : Национальные |
|---|
