Атмосферный двигатель , известный также как атмосферный двигатель , является двигателем внутреннего сгорания , в котором воздух потребление зависит исключительно от атмосферного давления и не имеет принудительные индукции через турбонагнетатель или нагнетатель . [1] Многие спортивные автомобили специально используют атмосферные двигатели, чтобы избежать турбонаддува .
Описание [ править ]
В безнаддувном двигателе воздух для сгорания ( дизельный цикл в дизельном двигателе или определенные типы цикла Отто в бензиновых двигателях, а именно прямой впрыск бензина ) или топливно-воздушная смесь (традиционные бензиновые двигатели с циклом Отто) втягиваются в двигатель. В цилиндрах атмосферное давление действует против частичного вакуума, который возникает при движении поршня вниз к нижней мертвой точке во время такта впуска . Из-за врожденного ограничения во впускном тракте двигателя, который включает впускной коллектор , при всасывании воздуха происходит небольшое падение давления, что приводит кобъемный КПД менее 100% и неполный заряд воздуха в цилиндре. На плотность воздушного заряда и, следовательно, на максимальную теоретическую выходную мощность двигателя , помимо влияния ограничений системы впуска, также влияют частота вращения двигателя и атмосферное давление, последнее из которых уменьшается с увеличением рабочей высоты . [2]
Это контрастирует с двигателем с принудительной индукцией , в котором нагнетатель с механическим приводом или турбонагнетатель с приводом от выхлопных газов используются для облегчения увеличения массы всасываемого воздуха сверх той, которая может быть произведена только за счет атмосферного давления. Оксид азотатакже может использоваться для искусственного увеличения массы кислорода, присутствующего во всасываемом воздухе. Это достигается путем впрыскивания жидкой закиси азота в воздухозаборник, который поставляет значительно больше кислорода в данном объеме, чем это возможно с атмосферным воздухом. Закись азота составляет 36,3% доступного кислорода по массе после разложения по сравнению с атмосферным воздухом на 20,95%. Закись азота также кипит при -127,3 ° F (-88,5 ° C) при атмосферном давлении и обеспечивает значительное охлаждение за счет скрытой теплоты парообразования, что также способствует значительному увеличению общей плотности заряда воздуха по сравнению с естественной аспирацией.
Поскольку двухтактный дизельный двигатель не способен на это естественное всасывание, в конструкцию двигателя должен быть интегрирован какой-либо метод зарядки цилиндров продувочным воздухом. Обычно это достигается с помощью нагнетательного нагнетателя с приводом от коленчатого вала . Воздуходувка в данном случае не действует как нагнетатель, так как она рассчитана на создание объема воздушного потока, который прямо пропорционален потребности двигателя в сгорании при заданной мощности и скорости. По определению Общества автомобильных инженеров двухтактный дизельный двигатель с механической очисткой считается безнаддувным.
Приложения [ править ]
Большинство автомобильных бензиновых двигателей, а также многие небольшие двигатели, используемые не для автомобильной промышленности, являются безнаддувными. [3] Большинство современных дизельных двигателей, используемых в дорожных транспортных средствах, имеют турбонаддув для обеспечения более благоприятного отношения мощности к массе , более высокой кривой крутящего момента , а также повышения топливной эффективности и снижения выбросов выхлопных газов . Турбонаддув почти универсален в дизельных двигателях, которые используются в железнодорожных , судовых и коммерческих стационарных двигателях ( например, для выработки электроэнергии ). Принудительная индукция также используется с возвратно-поступательным движением.авиационные двигатели, чтобы свести на нет некоторые потери мощности, возникающие при подъеме самолета на большую высоту.
Преимущества и недостатки [ править ]
Преимущества и недостатки двигателя без наддува по сравнению с двигателем того же размера, использующим принудительную индукцию, включают:
Преимущества [ править ]
- Легче обслуживать и ремонтировать
- Снижение затрат на разработку и производство
- Повышенная надежность, отчасти за счет меньшего количества отдельных деталей
- Более прямая реакция дроссельной заслонки (из-за отсутствия турбо-лага )
- Меньшая вероятность перегрева
- Как правило, звучит лучше (личные предпочтения)
Недостатки [ править ]
- Снижение эффективности
- Пониженная удельная мощность
- Сниженный потенциал для тюнинга
- Повышенная потеря мощности на большой высоте (из-за более низкого давления воздуха) по сравнению с двигателями с принудительной индукцией
См. Также [ править ]
- Карбюратор
- Впрыск топлива
- Вакуум в коллекторе
Ссылки [ править ]
- ^ "Что такое двигатель без наддува?" . ask.cars.com . 2008-09-02. Архивировано из оригинала на 2013-06-22 . Проверено 18 октября 2015 .
- ^ "Безнаддувный двигатель" . Вебер Мотор . Архивировано из оригинала на 2013-06-08 . Проверено 16 июня 2013 .
- ^ "Что такое безнаддувный двигатель?" . Частный флот . Проверено 17 февраля 2017 .
Большинство автомобильных двигателей являются двигателями без наддува;
однако турбонаддув и наддув в настоящее время являются очень популярным способом повышения выходной мощности для ряда марок автомобилей.
