มีความสัมพันธ์ 1: 1 ระหว่างการเพิ่มแรงดันและการเพิ่มพลังงานหรือไม่?

คำถามนี้ทำให้ฉันคิดว่า: ถ้าคุณจะติดตั้งเทอร์โบชาร์จเจอร์ในเครื่องยนต์มีความสัมพันธ์ที่ตรงไปตรงมาระหว่างการเพิ่มแรงดันและปริมาณพลังงานที่คุณคาดหวังหรือไม่?

ตัวอย่างเช่น: หากเครื่องยนต์ทำให้มีแรงจูงใจ 100 กิโลวัตต์โดยธรรมชาติและคุณติดตั้งเทอร์โบและตั้งค่าให้สูงสุด เพิ่มขึ้น 0.5 บาร์คุณสามารถคาดหวังได้สูงสุด 150 กิโลวัตต์ พลังงาน (เช่นกำลังไฟฟ้าใหม่ = กำลังเดิม * (เพิ่มแรงดัน +1))? หรือความสัมพันธ์มีความซับซ้อนมากขึ้น?

สมมติว่าเครื่องยนต์ติดตั้งอย่างถูกต้องเพื่อใช้ประโยชน์จากเทอร์โบชาร์จเจอร์นั่นคือหัวฉีดมีความจุเพียงพอและส่วนผสมของเชื้อเพลิง / อากาศยังคงเหมือนเดิม

คำนำ

การเหนี่ยวนำบังคับซื้ออะไร

ในคำที่มีความหนาแน่น

โปรดจำไว้ว่า:

• สำหรับของเหลวที่อัดได้ความดันเพียงอย่างเดียวไม่ได้บอกเรื่องราวทั้งหมด

  แต่ความดันและอุณหภูมิรวมกันทำ

  สุภาษิตฟิสิกส์โบราณ "อากาศร้อนที่เพิ่มขึ้น, อ่างอากาศเย็น" เป็นตัวอย่างที่ดีของสิ่งนี้ อากาศที่ความดันเท่ากัน แต่มีความหนาแน่นต่างกันที่อุณหภูมิต่างกัน

• เครื่องยนต์สันดาปภายในเป็นอุปกรณ์วัดปริมาตร

  สิ่งนี้หมายถึงว่าทุกครั้งที่เครื่องยนต์ดับและครบวงจรปริมาณอากาศที่เข้าสู่ห้องเผาไหม้จะได้รับการแก้ไข

• พลังงานขึ้นอยู่กับมวลไม่ใช่ปริมาตร

  กำลังที่พัฒนาโดยเครื่องยนต์นั้นแปรผันตามมวลของอากาศที่เข้าสู่ห้องเผาไหม้ไม่ใช่ปริมาณ

  หนาแน่นมากขึ้น = โมเลกุลของอากาศต่อสูบมากขึ้น = กำลังของดวงจันทร์

ดังนั้นอัตราส่วน 1: 1 หรือไม่

ไม่เพราะฟิสิกส์พูดอย่างนั้น

ถึงเวลาที่จะแยกตัวอย่างEvoด้วยเทอร์โบชาร์จเจอร์ประสิทธิภาพ 85%:

• ที่สภาวะบรรยากาศ (14.7 psi, 25 ° C)

  ความหนาแน่นของอากาศ = 1.184 kg / m ^ 3

• ด้วยการเพิ่ม 22 psi ความหนาแน่นของอากาศจะเพิ่มเป็นสองเท่า:

  เงื่อนไขการจ่ายเทอร์โบ: 36.7 psi, 92 ° C

  ความหนาแน่นของอากาศ = 2.413 กก. / m ^ 3

จุดข้อมูลสองจุดนี้แสดงให้เห็นว่าความดันที่เพิ่มขึ้น 2.5 เท่าทำให้ความหนาแน่นเพิ่มขึ้น 2 เท่า

ดังนั้นความสัมพันธ์ระหว่างความดันและพลังงานไม่ใช่ 1: 1

อืม แต่อัตราส่วนคงที่หรือไม่?

อีกครั้งคำตอบคือไม่ เพราะฟิสิกส์พูดอย่างนั้น

มาเพิ่ม Evo's เพื่อเป็น 29.4 psi เพื่อตรวจสอบสิ่งนี้ เราจะรักษาประสิทธิภาพของเทอร์โบชาร์จเจอร์เท่าเดิม (85%):

• @ 29.4 psi boost (แรงดันขาออกดังนั้น = แรงดันขาเข้า 3x):

  เงื่อนไขการจ่ายเทอร์โบ = 44.1 psi, 155 ° C

  ความหนาแน่นของอากาศ = 2.473 kg / m ^ 3

ดังนั้นการเปลี่ยนแปลง 3x ในความดันอากาศส่งผลให้2.08x การเปลี่ยนแปลงความหนาแน่น เห็นได้ชัดว่าไม่ใช่เชิงเส้นโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพิจารณาผลลัพธ์ที่ได้ด้วยการเพิ่ม 22 psi

tl; dr: ไม่อัตราส่วน 1: 1 เป็นไปได้เฉพาะในสภาพห้องปฏิบัติการที่สมบูรณ์แบบในจินตนาการ

หรือความสัมพันธ์มีความซับซ้อนมากขึ้น?

มันซับซ้อนกว่านี้เล็กน้อย แต่ด้วยเหตุผลที่เข้าใจได้อย่างสมบูรณ์

หมายเหตุ: ฉันตั้งใจปล่อยให้อินเตอร์คูลเลอร์และถุงน้ำแข็งออกจากการสนทนาด้านล่าง พวกเขามีความสัมพันธ์ที่ดีเพื่อเพิ่มการสนทนา แต่ควรครอบคลุมภายใต้คำถามอื่น

สมมติว่าเครื่องยนต์ติดตั้งอย่างถูกต้องเพื่อใช้ประโยชน์จากเทอร์โบชาร์จเจอร์นั่นคือหัวฉีดมีความจุเพียงพอและส่วนผสมของเชื้อเพลิง / อากาศยังคงเหมือนเดิม

ข้อสันนิษฐานที่ขาดหายไปที่สำคัญที่สุดคือสิ่งสำคัญ: อุณหภูมิคงที่

เราสำรองข้อมูลจนถึงส่วนสำคัญของเครื่องยนต์นั่นคือการเผาไหม้ อากาศและเชื้อเพลิงผสมกันในอัตราส่วนประมาณ 14: 1 จุดระเบิดขยายตัวและกดออกไปด้านนอกเพื่อสร้างพลังงานเคมีที่มีศักยภาพให้เป็นพลังงานจลน์

แต่อัตราส่วนนั้นจริง ๆ คืออะไร? มันเปรียบเทียบโมเลกุลของอากาศกับโมเลกุลของเชื้อเพลิง ทำให้สมดุลและปฏิกิริยาการเผาไหม้ไม่มีประสิทธิภาพสูงสุดอีกต่อไป (หมายเหตุ: เราจะเห็นคำนี้อีกครั้ง)

เมื่อพิจารณาจากพื้นฐานดังกล่าวแล้วบูสต์ทำอะไรได้บ้าง ในทางทฤษฎีมันเป็นเครื่องแทรกโมเลกุล: กลไกการเพิ่มของคุณกำลังพยายามที่จะรับโมเลกุลของอากาศมากขึ้นซึ่งเครื่องยนต์จะเพิ่มจำนวนเชื้อเพลิงโมเลกุลเพิ่มขึ้น ติดไฟที่เติมส่วนผสมด้วยปริมาณพลังงานเคมีที่เพิ่มขึ้นและคุณจะได้พลังงานจลน์เพิ่มขึ้นใช่ไหม?

ใช่ แต่ไม่มากอย่างที่คุณคิด คุณได้พบกับกฎของ Boyleแล้ว แม้ หากคุณมีสกูเปอร์ของโมเลกุลอากาศที่สมบูรณ์แบบเพียงแค่บังคับให้โมเลกุลเหล่านั้นเข้าสู่เครื่องยนต์ก็จะเพิ่มอุณหภูมิของมัน คอมพิวเตอร์เครื่องยนต์จะต้องแก้ไขอุณหภูมินั้นด้วยการเพิ่มเชื้อเพลิงมากขึ้น (เป็นสารหล่อเย็น) เวลาชะลอ ฯลฯ ไม่สามารถจัดการกับอุณหภูมินี้จะนำไปสู่เครื่องยนต์ที่โค้งงอซึ่งในที่สุดก็สิ้นสุดลงใน การเปลี่ยนแปลงหายนะไปสู่เครื่องยนต์สันดาปภายนอก (กล่าวคือบิตสำคัญจะออกมา)

มันแย่ลงเรื่อย ๆ จำได้ว่ากลไกการเพิ่มโมเลกุลที่สมบูรณ์แบบนั้น เป็นไปไม่ได้. นอกจากนี้ยังมีปัจจัยประสิทธิภาพที่น้อยกว่า 100% มันจะจับอากาศแล้วบีบอัด แต่น่าเสียดายที่มันเพิ่มอุณหภูมิได้เร็วกว่ากฎของ Boyle (ประสิทธิภาพน้อยกว่า 100%) สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับเงื่อนไขอื่น ๆ ของกฎหมาย: ความหนาแน่นของอากาศไอดีจะลดลงตามอุณหภูมิ: ทั้งร้อนและมีโมเลกุลน้อยลง

ผลที่ได้จากหลังมือซองนี้คือถ้าคุณจดจ่ออยู่กับความต้องการพลังงานมากกว่า 50% คุณจะต้องใช้อากาศมากกว่า 50% และเชื้อเพลิงมากกว่า 50%

ในระยะสั้นประสิทธิภาพ 100% เป็นค่าสูงสุดทางทฤษฎี แต่สามารถทำได้ใน Perfect World เท่านั้น ที่กล่าวว่าระบบเพิ่มพลังขนาดเล็กสามารถเข้าใกล้ 1: 1 ได้ง่ายกว่าระบบเพิ่มแรงดันสูง

คำตอบสำหรับคำถามนั้นเป็นใช่

ฉันไม่เห็นด้วยในลักษณะที่กล่าวมาข้างต้นมีลักษณะเช่นนี้คุณไม่ผิดมากเกินไปซับซ้อนเกินไปและนี่คือการสอนที่ไม่ดีสำหรับปริมาณ / มวลของก๊าซที่อุณหภูมิคงที่จากนั้นเพิ่มความดันครึ่งหนึ่งให้เท่ากัน ดังนั้นโดยพื้นฐานแล้วภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้คุณจะสามารถรับอากาศได้มากเป็นสองเท่าอัตราส่วนของเชื้อเพลิงที่ได้รับการแก้ไขจะเพิ่มเป็นสองเท่าของพลังงานนั่นคือที่ที่จะเริ่มและแน่นอนว่าอัตราส่วนของคุณไม่คงที่เมื่อคุณใช้น้อยกว่า 100% ประสิทธิภาพและอุณหภูมิไม่คงที่เริ่มต้นด้วยโลกที่สมบูรณ์แบบง่าย ๆ จากนั้นใช้แอปพลิเคชั่นเฉพาะเช่นการไหลของความปั่นป่วน esp เนื่องจากท่อโลหะ / ยางก้าวความร้อนเนื่องจากการบีบอัดของก๊าซอินเตอร์คูล และอื่น ๆ และอื่น ๆ,ปังมันบนไดโนเป็นเวลาและเงินที่ดีกว่าการใช้ทฤษฎีอย่างไม่มีที่สิ้นสุดประสิทธิภาพ / การเพิ่มประสิทธิภาพเป็นเกมสำหรับเครื่องจักรส่วนใหญ่ได้รับเพิ่มเติมจากทรัพยากรที่ จำกัด ทำงานได้มากขึ้นและมีประโยชน์มากขึ้น