ทำไมหรือเพราะเหตุใดจึงไม่เพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ด้วยการวิ่งรถยนต์“ เชื้อเพลิงน้อย” (ใช้เทอร์โบหรือซุปเปอร์ชาร์จเจอร์)?

ทุกคนต้องการให้รถยนต์ใช้เชื้อเพลิงน้อยลงใช่มั้ย ฉันอ่านข้อความต่อไปนี้เกี่ยวกับการใช้น้ำมันเชื้อเพลิงจากรถยนต์ในเว็บไซต์นี้ :

ใช้น้ำมันเชื้อเพลิงแบบลีนคือใช้อากาศส่วนเกิน เป็นที่ทราบกันดีว่าการวิ่งแบบไม่ใช้เชื้อเพลิงช่วยเพิ่มประสิทธิภาพ ในสมัยก่อนภายใต้เงื่อนไขการล่องเรือเครื่องยนต์มักจะวิ่งน้อยกว่า 15% อากาศส่วนเกิน - ประหยัดได้ แล้วจะเกิดอะไรขึ้นกับการเปลี่ยนแปลงสิ่งนี้? ปัญหาคือตัวเร่งปฏิกิริยาสามทาง (CO, UHC, NOx) ที่ใช้กับไอเสียของเครื่องยนต์ ใช้งานได้เฉพาะในกรณีที่อัตราส่วนอากาศต่อเชื้อเพลิง (โดยมวล) เป็นปริมาณสัมพันธ์ทางเคมี (ถูกต้องทางเคมี) สำหรับน้ำมันเบนซินอัตราส่วนนี้คือ 14.6: 1 คอมพิวเตอร์เครื่องยนต์ทำงานร่วมกับเซ็นเซอร์วัดการไหลของอากาศหัวฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงอิเล็กทรอนิกส์และเซ็นเซอร์ออกซิเจนไอเสียช่วยรักษาอัตราส่วน stoichiometric สำหรับการขับขี่ส่วนใหญ่ของคุณ เฉพาะในอัตราส่วนนี้ตัวเร่งปฏิกิริยาสามารถออกซิไดซ์ CO และ UHC (เป็น CO2 และ H2O) และลด NOx (เป็น N2) ทางเคมี (UHC = ไฮโดรคาร์บอนที่ไม่มีการเผาไหม้) สิ่งที่มนุษย์ต้องการคือตัวเร่งปฏิกิริยาแบบลีน NOx

ข้อความนี้ดูเหมือนสมเหตุสมผล ใช้อากาศมากขึ้นและเพิ่มประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิง อย่างไรก็ตามฉันไม่เข้าใจว่าทำไมเครื่องฟอกไอเสียถึงไม่สามารถจัดการหรือปรับให้เข้ากับอากาศในเครื่องยนต์ได้มากขึ้น

อะไรคือข้อดีและข้อเสียในการบังคับให้อากาศเข้าสู่เครื่องยนต์ด้วยเทอร์โบหรือซูเปอร์ชาร์จเจอร์ที่จะแสดงให้เห็นว่ารถยนต์ทำหรือไม่ทำมัน?

ลีน≠มอร์แอร์

ฉันเชื่อว่าแหล่งที่มาของความเข้าใจผิดเป็นวิธีตีความคำว่า "ลีน"

ส่วนผสมแบบลีนไม่ได้บ่งบอกว่ามีอากาศมากขึ้น มันแสดงถึงสัดส่วนของอากาศที่สูงขึ้นเมื่อเทียบกับเชื้อเพลิง (อัตราส่วนอากาศต่อเชื้อเพลิงหรือAFR )

ตัวอย่างรวดเร็ว

ส่วนผสม A มีอากาศ 1,000 กรัมและเชื้อเพลิง 80 กรัม AFR = 1000/80 = 12.5

ส่วนผสม B มีอากาศ 100 กรัมและน้ำมัน 7 กรัม AFR = 100/7 = 14.3

ตั้งแต่ 14.3> 12.5 ส่วนผสม B จะเบากว่า Mixture A ถึงแม้ว่า Mixture A จะมีอากาศมากกว่า

นี่คือเหตุผลที่@cdunn ที่เหมาะสม ; การปรากฏตัวของเทอร์โบชาร์จเจอร์หรือซุปเปอร์ชาร์จเจอร์ไม่ส่งผลกระทบต่อความสามารถของเครื่องฟอกไอเสียขนาดที่เหมาะสมจากการทำงาน

ทำไมแมวจึงไม่ดีในการใช้ยัน

เครื่องฟอกไอเสียถูกออกแบบมาเพื่อขัดก๊าซที่เป็นอันตรายออกมาจากไอเสีย มันทำสิ่งนี้ผ่านปฏิกิริยาทางเคมีที่เกี่ยวข้องกับการมีตัวเร่งปฏิกิริยา

ประเภทของการออกแบบแมวที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในวันนี้คือเครื่องฟอกไอเสียแบบสามทางซึ่งจัดการกับก๊าซอันตรายสามประเภท:

• ไนโตรเจนออกไซด์ (NOx ไม่ใช่ NOS)
• คาร์บอนมอนอกไซด์ (CO)
• ไฮโดรคาร์บอนแบบไม่เผาไหม้ (HC)

จับได้ว่าแมวทำงานได้ดีในหน้าต่าง AFR ที่แคบดังภาพนี้แสดง:

• วิ่งน้อยเกินไปและแมวจะมีเวลาที่ยากลำบากในการขัด NOx ออกจากก๊าซไอเสีย
• ทำงานมากเกินไปและ tailpipe ของคุณจะมีเนื้อหา HC, CO เพิ่มมากขึ้น

การทำงานแบบลีนเทียบกับตัวเร่งปฏิกิริยาไอเสีย:

สามวิธี catalytic converterติดตั้งกับรถยนต์เบนซินไม่สามารถทำงานภายใต้เงื่อนไขเครื่องยนต์ยันเพราะปฏิกิริยาของไม่มี_xไนโตรเจนและออกซิเจนเป็นปฏิกิริยาลดลงและด้วยเหตุนี้จะเกิดขึ้นมีความต้องการที่จะมีการเกิดออกซิเดชันที่สอดคล้องกัน ในการเร่งปฏิกิริยาสามทางนั่นคือการเกิดออกซิเดชันของ CO และไฮโดรคาร์บอนที่จะบังคับกองร้อยที่ 2 ถ้ามีออกซิเจนส่วนเกินแสดงว่าเป็นออกซิเจนแทนที่จะเป็น NO _xจะทำหน้าที่เป็นตัวออกซิไดซ์สำหรับ CO และ HCs เพราะมันเป็นสารออกซิไดซ์ที่ทรงพลังกว่าและ NO _xจะไม่ทำปฏิกิริยา

เทคโนโลยีสำหรับการลด NO _xโดยไม่ต้องมีก๊าซออกซิเดชั่นที่สอดคล้องกันในไอเสียของเครื่องยนต์และมีการใช้งานมากขึ้นในเครื่องยนต์ดีเซลซึ่งทำงานแบบลีน อย่างไรก็ตามมันต้องการอุปกรณ์เพิ่มเติมในยานพาหนะเพิ่มค่าใช้จ่ายและความซับซ้อนและวิธีการบางอย่างจำเป็นต้องมีสารเติมแต่งที่จะต้องเติมเต็มเมื่อมันหมด

เทคโนโลยีการเผาไหม้แบบลีนถูกนำมาใช้ในเครื่องยนต์เบนซินในอดีต แต่อาจล้มเหลวในการจับเพราะกฎระเบียบที่เข้มงวดในการปล่อยNO _x - มันอาจทำให้เกิดขึ้นอีกครั้งเมื่อเทคโนโลยีการลดNO _xกลายเป็นที่ยอมรับมากขึ้น

ข้อดีและข้อเสียของเทอร์โบชาร์จเจอร์และซุปเปอร์ชาร์จเจอร์

การใช้เทอร์โบชาร์จเจอร์หรือซุปเปอร์ชาร์จเจอร์ช่วยให้กำลังส่งออกเพิ่มขึ้นสำหรับการกระจัดของเครื่องยนต์เดียวกัน - หรือการกระจัดของเครื่องยนต์ที่เล็กลงสำหรับกำลังขับเดียวกัน ซึ่งหมายความว่าเครื่องยนต์สามารถมีขนาดเล็กลงและเบาลงและกระบอกสูบที่เล็กลงจะมีแรงเสียดทานลดลง เครื่องยนต์เบนซินขนาดเล็กรุ่นล่าสุดเช่นช่วง Ecoboost ของฟอร์ดมักจะใช้ทั้งการอัดบรรจุอากาศและเทอร์โบชาร์จเจอร์เพื่อให้ประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงสูง

ข้อเสียเปรียบหลักของเทอร์โบชาร์จเจอร์หรือซูเปอร์ชาร์จเจอร์คือความซับซ้อนและค่าใช้จ่ายที่เพิ่มขึ้นของอุปกรณ์ แต่สิ่งนี้ถูกมองว่าคุ้มค่าสำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพ

ไม่ใช่เครื่องฟอกไอเสียที่ไม่สามารถรองรับอากาศได้มากขึ้นการวิ่งแบบลีนจะเพิ่มอุณหภูมิของการเผาไหม้ (จริง ๆ แล้วฉันไม่รู้ว่าทำไม แต่ตอนนี้ฉันอยากรู้อยากเห็น) และเครื่องฟอกไอเสียต้องทำงานภายในสารเคมี ช่วงการดำเนินงาน. บางอย่างเกี่ยวกับเคมีที่ฉันก็ไม่รู้เหมือนกัน

สำหรับข้อดีของเทอร์โบบูสต์และซูเปอร์ชาร์จไม่ใช่แค่อากาศที่เพิ่มขึ้นมันเป็นส่วนผสมของเชื้อเพลิงอากาศในสัดส่วนที่ถูกต้องที่เพิ่มขึ้น อากาศ / เชื้อเพลิงที่มากขึ้นสำหรับทุกจังหวะไฟฟ้าให้พลังงานมากขึ้น ข้อเสียของเทอร์โบชาร์จเจอร์คือการออกแบบที่ผิดจะให้พลังงานมากมาย แต่พลังนั้นจะช้ากว่าเค้น

ข้อเสียของซูเปอร์ชาร์จเจอร์คือพวกเขาถูกขับเคลื่อนด้วยเพลาข้อเหวี่ยงผ่านเข็มขัดซึ่งหมายความว่าพวกเขาใช้พลังงานบางอย่างในการทำงาน พวกเขาผลิตพลังงานอย่างชัดเจนมากกว่าที่พวกเขาบริโภค แต่ก็ยังลดลงตามที่มันกินมาก เนื่องจากเทอร์โบชาร์จเจอร์นั้นขับเคลื่อนด้วยก๊าซไอเสียผลข้างเคียงเพียงอย่างเดียวของพวกเขาคือแรงดันย้อนกลับเล็กน้อย

อีกเหตุผลหนึ่งที่ไม่ควรทำเช่นนี้กับรถบนท้องถนนของคุณคือมันจะลดระยะทางของคุณ (การสิ้นเปลืองน้ำมันเชื้อเพลิงที่เร็วขึ้น) และพลังงานเพิ่มเติมจะทำให้เครื่องยนต์สึกหรอหรือไม่ได้รับการออกแบบมาเพื่อจัดการกับมัน

หวังว่าจะช่วย!

อีกจุดหนึ่งที่สัมผัสได้คือความเพรียวบางและสมบูรณ์ยิ่งขึ้นเมื่อเทียบกับเงื่อนไขที่เครื่องยนต์ทำงานอยู่แล้ว ในแง่ของปฏิกิริยาทางเคมีเครื่องยนต์ในรถยนต์มีแนวโน้มที่จะทำงานได้ค่อนข้างดีโดยค่าเริ่มต้น - เชื้อเพลิงมากกว่าที่จำเป็นสำหรับอากาศทั้งหมด - เพราะมันช่วยลดความถี่ของการระเบิดในส่วนผสม

หากคุณดัดแปลงดังนั้นสิ่งที่พวกเขาทำงานleanerกว่าเงื่อนไขการดำเนินการออกแบบคุณอาจย้ายเข้าไปอยู่ในการเผาไหม้ stoichiometric ซึ่งหมายความว่าเชื้อเพลิงทั้งหมดถูกใช้โดยอากาศทั้งหมดและปฏิกิริยาจะมีความสมดุลอย่างแน่นอน นี่คือการระเบิด ส่งผลให้เกิดการกระตุก (หรือกระแทก) และสร้างความเสียหายให้กับกระบอกสูบและลูกสูบ หากคุณเปลี่ยนสิ่งต่าง ๆ เพื่อให้มีความเอนเอียงมากขึ้นโดยมากพอที่จะเคลื่อนที่เกินอัตราส่วน stoichiometric ภัยคุกคามจากการระเบิดจะลดลง แต่ถ้าคุณเคลื่อนที่น้อยเกินไปคุณจะเพิ่มอัตราความผิดพลาด - สร้างความเสียหายให้กับเครื่องยนต์มากขึ้น )

การใช้ส่วนผสมที่มีไขมันต่ำด้วยตัวเองไม่จำเป็นต้องทำให้เกิดการระเบิดการกระตุกหรือการกระแทก นักบินเครื่องบินลูกสูบอายุสมัยสงครามโลกครั้งที่ 2 ของ WW2 เคยใช้งานเครื่องผสมแบบลีนอย่างหนักในระยะทางไกลเพื่อเพิ่มระยะและมันก็ปลอดภัยที่จะทำเช่นนั้นเมื่อพวกมันอยู่ในระดับความสูงและการตั้งค่าพลังงาน คุณไม่เคยคิดที่จะทำมันในการปีนหรือด้วยพลังที่สูง

ด้วยเครื่องยนต์ยานยนต์คุณจะต้องมีการเขียนโปรแกรมแบบปรับได้ที่จะปรับส่วนผสมจากที่อุดมไปด้วยยันขึ้นอยู่กับระดับของภาระเครื่องยนต์ที่อยู่ภายใต้ ในระยะทางไกลระดับถนนด้วยความเร็วบนทางหลวงที่มั่นคงคุณอาจใช้เวลาค่อนข้างมาก แต่สำหรับสไตล์เมืองทั่วไปของคุณหยุดและไปหรือภูมิประเทศที่เป็นภูเขาคุณอาจไม่เคยอยู่ในช่วงพลังงาน จะปลอดภัยมีประสิทธิภาพหรือมีประสิทธิภาพ

สำหรับการปล่อยมลพิษการผลิตแบบลีนนั้นจะสร้างไนโตรเจนออกไซด์ขึ้นมาอย่างแน่นอนดังนั้นจึงอาจมีข้อกังวลเพิ่มเติมในพื้นที่เสี่ยงภัยหมอกควัน

มีเหตุผลเพิ่มเติมสำหรับการไม่ติดมันแบบลีนซึ่งใช้กับเครื่องยนต์เทอร์โบชาร์จได้ดี - เชื้อเพลิงเสริมสร้าง 'เลเยอร์ขอบเขต' ระหว่างผลิตภัณฑ์การเผาไหม้และผนังกระบอกสูบ สิ่งนี้จะดูดซับความร้อนเป็นพิเศษในระหว่างการเผาไหม้เพื่อช่วยรักษาอุณหภูมิห้องให้อยู่ในระดับที่ยอมรับได้

รถดัดแปลงที่ใช้เทอร์โบ / ซูเปอร์ชาร์จเจอร์สูงมากมักจะวิ่งไปเรื่อย ๆ เนื่องจากหัวฉีดไม่สามารถจ่ายเชื้อเพลิงให้เพียงพอเพื่อรักษาเลเยอร์ขอบเขตนี้และความดัน / อุณหภูมิห้องเผาไหม้เพิ่มขึ้น ในกรณีที่รุนแรงส่งผลให้เกิดการระเบิด / การกระแทกและการเพิ่มแรงดันสูงอาจทำให้ลูกสูบลูกสูบเสียหาย

คำถามที่ดี. คำตอบคือการกำจัดการปล่อยก๊าซที่ไม่ใช่ CO2 และส่งมอบประสิทธิภาพและพลังงานที่เหมาะสมของเครื่องยนต์ต้องเผาไหม้เชื้อเพลิงและอุดมไปด้วยก่อน TDC แล้วเผาอีกครั้งหลังจาก TDC และเผาในที่สุดเป็นครั้งที่สามหลังจากที่ประจุหมด ถังเผาไหม้ที่รวดเร็วและเข้าสู่ถังขยายตัวที่ร้อนและช้ากว่า