Нет ничего нового в повышении двигателя для увеличения мощности и крутящего момента; Турбокомпрессоры и нагнетатели фактически относятся к началу 20-го века. После сжатия, достаточного для использования в мобильных приложениях, турбонагнетатели нашли применение в высотных самолетах, где они сжимали воздух в двигателе для предотвращения потери мощности на большой высоте. Там нет сомнений по этому поводу; Boost добавит мощности, но это может быть не так линейно, как вы думаете.
Содержание
Основы повышения
Нагнетатели снимают ремень с коленчатого вала, а турбины получают энергию от выхлопных газов высокого давления. Кроме этого, они идентичны с точки зрения функции. Турбины и нагнетатели – это воздушные компрессоры, которые впускают в двигатель больше воздуха, чем поршни могли бы всасывать самостоятельно. Чем больше воздуха, тем больше кислорода, что означает, что двигатель может сжигать больше топлива и производить больше энергии. Однако сжатие воздуха также вызывает его нагрев, снижая плотность кислорода и увеличивая вероятность детонации в цилиндре. Таким образом, компромисс заключается в том, что вы получаете больше лошадиных сил при одном и том же смещении, но в итоге вы достигнете точки убывающей отдачи, когда речь идет о давлении наддува.
Увеличение и мощность
Общее эмпирическое правило заключается в том, что, не принимая во внимание потери мощности, вызванные температурой, турбо увеличит мощность примерно на 7 процентов на фунт наддува по сравнению с безнаддувной конфигурацией, а нагнетатель увеличит ее на 5 или 6 процентов на фунт увеличение. Возврат нагнетателя немного ниже, потому что он потребляет энергию от коленчатого вала для вращения компрессора, а турбонагнетатель – нет. Если ваш примерный двигатель развивает безнаддувную мощность в 150 лошадиных сил, то вы можете оценить дополнительные 10,5 лошадиных сил на фунт наддува с турбонаддувом и еще на 7,5-9 лошадей для нагнетателя. Если вы используете наддув на 8 фунтов на квадратный дюйм, то это примерно 234 лошадиных силы с турбонаддувом и от 210 до 222 с нагнетателем.
Адиабатическая эффективность
Адиабатическая эффективность – это мера того, насколько хорошо нагнетатель или турбонагнетатель сжимает воздух, не заставляя его нагревать больше, чем это абсолютно необходимо. Диапазон AE компрессора зависит от отношения давления, которое он производит, к количеству воздуха, который он может пропустить, и у всех компрессоров есть «сладкое пятно», где они работают с максимальной эффективностью. Производители тестируют компрессоры, чтобы создать так называемые «карты повышения» – диаграммы, которые указывают эффективность компрессора. Небольшие турбины будут иметь тенденцию быть очень эффективными в широком диапазоне давлений наддува, но имеют ограниченный поток воздуха. Большие компрессоры обеспечивают больший поток воздуха, но, как правило, имеют более узкий диапазон эффективности.
Контроль нагрева
Адиабатические диапазоны КПД и КПД являются критически важными для выбора турбо, так как мощность падает примерно на один процент на каждые 10 градусов по Фаренгейту. Таким образом, если ваш компрессор выходит за пределы диапазона эффективности и начинает выделять на 70 градусов больше тепла, чем нужно, то вы фактически снижаете мощность на один фунт мощности наддува и снижаете устойчивость двигателя к октану. Эта точка убывающей отдачи, как правило, происходит при повышении от 7 до 8 фунтов на квадратный дюйм, поэтому для любого сверх этого следует рассматривать обязательный интеркулер.
Золотое правило Турбоса
С учетом всего вышесказанного, вот один из самых важных соображений, касающихся турбостроения: само повышение не имеет значения, воздушный поток – это все. Высокие давления наддува ничего не значат, если вы используете их только для компенсации ужасного воздушного потока через головку цилиндров, и ваше стремление к мощности в конечном итоге достигнет тепловой стенки, если вы сначала не построите сам двигатель. Поток воздуха через головки цилиндров и впускной и выпускной коллекторы будут иметь экспоненциальный эффект после удара двигателя наддува, поэтому создание двигателя в первую очередь позволит вам запустить на несколько фунтов меньше наддува при сохранении той же мощности и крутящего момента. Это означает, что более холодный, долговечный и более устойчивый к октановым числам двигатель по-прежнему вырабатывает необходимую мощность.
Применяя золотое правило
Рассмотрим этот сценарий: начинающий производитель двигателей и опытный профессионал соревнуются в создании турбонаддува на двигателе, мощность которого составляет 200 лошадиных сил. Цель – сделать 500 лошадиных сил. Подход новичка может состоять в том, чтобы просто прикрутить к двигателю массивную турбину, на которой достаточно сока, чтобы создать давление наддува 21,4 фунта/кв. Дюйм (200 x 0,07 = 14 лошадиных сил на фунт наддува). Эти чрезвычайно высокие давления наддува потребовали бы массивной турбины с медленным спулингом, промежуточного охладителя, 114-процентного гоночного газа и, возможно, даже системы разбрызгивания воды, чтобы поддерживать двигатель вместе. Более опытный строитель перенесет свои головки цилиндров, установит больший распределительный вал и болт на свободном впускном патрубке, чтобы довести мощность без наддува до 250. Теперь мощность на фунт наддува составляет до 17,5, поэтому ему нужно всего 14 ,2 фунта на квадратный дюйм давления, чтобы добраться до 500 лошадиных сил. Отсюда мудрый строитель может использовать более быструю, более эффективную турбину, меньший промежуточный охладитель для усиления реакции наддува и может запустить своего зверя на улице с 93-октановым топливом. Еще лучше, если бы указанный строитель хотел запустить гоночный газ и запустить 21,4 фунтов на квадратный дюйм в течение трекового дня, он получил бы дополнительные 126 лошадиных сил по сравнению со своим чудо-соперником. Фэ … дети.
Написать комментарий