Mootori efektiivsuse ja jõudluse suurendamiseks on palju võimalusi, alates mõnest kütuse sissepritse elektroonilisest tehnoloogiast kuni hõõrdumist vähendavate määrdeainete täiustamiseni, komponentide uute metallide, hübridiseerimise, täiustatud kütuste jneni. Kuid on kaks klassikat, millele keskendume: töömaht vs turboülelaadur.
Võrdlus kahe olemasoleva viisi vahel suurendada mootori võimsust, koos kõigi selle eeliste ja puudustega…
Töömahu suurendamine mootori võimsuse suurendamise vahendina
La nihe on termin, mis viitab sisepõlemismootori silindrite kogumahule. See on mõõt, mis määrab mootori võime põletada õhu-kütuse segu ja sellest tulenevalt ka võimsuse, mida see suudab genereerida.
Kuna see on parameeter, mis viitab helitugevusele, mõõdetakse seda kuupsentimeetrit (cc) või liitrit (L). Näiteks 1400 cc või 1.4 liitrine mootor. See näitaks kõigi kõnealuse mootori silindrite maksimaalset töömahtu või mahtu.
Mootori töömahu arvutamiseks peate teadma kahte mõõtmist: silindri läbimõõt ja kolvikäik. Silindri läbimõõt on silindri sisepinna kaugeimate punktide vaheline kaugus. Töökäik on vertikaalne vahemaa, mille kolb läbib silindri sees alumisest surnud punktist (BDC) ülemisse surnud punkti (TDC). Mis puudutab nihke arvutamise valemit:
- Ühiku nihe = [(π · D²)/4] · L
- Kogunihe = [(π · D²)/4] · L · N
Olles D silindri läbimõõt, L kolvi käik ja N silindrite arv, mis mootoril on.
Nihke suurendamiseks, nagu te aru saate, on olemas kaks meetodit põhiline:
- Suurendage silindrite arvu: Jutt on järjest rohkemate silindrite lisamisest jõuallikasse, näiteks ühe silindriga mootorid, kaks, neli, kuus, kaheksa, kümme, kaksteist jne. Sel viisil suurendavad need kõik kokku mootori maksimaalset töömahtu.
- Suurendage silindri töömahtu: Selle asemel, et lisada järjest rohkem silindreid, tehakse selle teise tehnika puhul õõnsused lihtsalt suuremaks, et reaktsioonile mahuks suurem kogus kütust ja õhku. Sellel tehnikal võib olla oma eelised ja puudused võrreldes eelmisega, üks eeliseid on see, et vähendate liikuvate osade arvu, mis tähendab, et mootor ei laguneks.
Kompressiooniaste
La tihendusaste Mootori mõõtmine on mõõt, mis näitab, kui palju õhu-kütuse segu on silindri põlemiskambris kokku surutud, ja on ka võtmetegur mootori võimsuse määramisel. See arvutatakse järgmiselt:
- Tihendusaste = PMI maht / PMS maht
- Surveaste = (Vca + Vc) / Vc
Kus Vca on käigu maht ja Vc on survekambri maht. See tähendab, et jaotus silindri mahu või nihke vahel, kui kolb on üleval ja kui see on all.
Turboülelaadimine kui jõudluse suurendamise meetod
Kui võtteid kasutatakse muuhulgas lihtsalt töömahu suurendamiseks, tuntakse mootorit vabalthingava või vabalthingava mootorina, kuna see võtab põlemiseks vajaliku õhu otse keskkonnast, atmosfäärirõhul. Kui nimetatud õhu kokkusurumiseks kasutatakse turboülelaadurit, tuntakse seda turbo-, ülelaaduriga või lihtsalt turbomootorina.
Seda kasutatakse sisepõlemismootorites oma jõudlust parandada. Turboülelaadur surub väljast saadava õhu kokku, võimaldades põlemiskambrisse jõuda rohkem hapnikku, ilma et oleks vaja mootori töömahtu suurendada, seega kompaktsema mootoriga. Teisisõnu, ilma silindri töömahtu suurendamata on võimalik kambrisse sisestada suurem kogus kütust, kuna suruõhk võtab vähem ruumi ja põlemine on tugevam.
Turbo töö põhineb heitgaaside kasutamine. Kui heitgaasid silindrist välja lasta, panevad need pöörlema turbiiniratta, mille telg on kinnitatud teise ratta, antud juhul kompressori külge. Kuna mõlemad jagavad sama telge ja seetõttu pöörlevad sama kiirusega, muundatakse soojusenergia kineetiliseks energiaks, mis põhjustab kompressori ratta liikumise.
Samal ajal kui heitgaasid, mida on kasutatud turbiini liigutamiseks, tulevad tagasi läbi Väljalaskesüsteem, imeb kompressor õhufiltrist õhu, et see kokku suruda ja sundida seda kõrgemal rõhul läbi sisselaskeklapi silindrisse sisenema.
Oluline on mainida, et turboga varustatud mootori optimaalseks toimimiseks on vajalikud muud elemendid, nt vahejahuti, mille ülesanne on jahutada kompressorist tulevat õhku. Põhimõtteliselt on tegemist väikese radiaatoriga, et kokkusurumisel soojenev õhk ei paisuks temperatuuri tõusust tuleneva paisumise mõjul ja nullib eelmise kokkusurumise mõju.
Töömaht vs turboülelaadimine: eelised ja puudused
Kuna eelised ja puudused Mõlemast mootori jõudluse suurendamise meetodist peame selles töömahu ja turboülelaaduri võitluses esile tõstma järgmist:
- Suurem jõud: Suurendades mootori töömahtu või töömahtu, suureneb põlemiskambreid täitva õhu ja kütuse hulk, mille tulemuseks on suurem õhukulu ja seega ka võimsus. Midagi sarnast juhtub turboülelaadimisel, kuigi silindri töömahtu suurendamata, kuna õhu kokkusurumisel saab sama efektiga kambrisse sisestada suurema koguse õhku ja suurema koguse kütust.
- Suurem tarbimine: Mõlemal juhul on kütusekulu suurem. Ühelt poolt seetõttu, et silindri suutlikkus suuremat kogust sisestada suureneb ja teisalt seetõttu, et õhuhulka kokkusurumisel saab sama silindrimahu juures siseneda suurem kogus kütust.
See puudutab siiski tavalist, kuid on mõned asjad, mis muudavad:
- costes: Töömahu suurendamine tõstab ka üldiselt mootori maksumust, kuigi mitte tingimata hoolduskulusid. Teisest küljest muudab turbosüsteem mootorile keerukamaks ja võib lisada täiendavaid hoolduskulusid.
- kaal: kui töömahu suurendamine eeldab suuremat mootoriplokki ja raskemaid osi, mis mõjutab ka sõiduki manööverdusvõimet ja tarbimist, siis turbo kasutuselevõtul ei ole nii suuremat kaalutõusu, nii et see võib olla kergem mootor ja väle.
- Töötamine kõrgel kõrgusel: kui vabalthingavad mootorid kaotavad suurel kõrgusel töötades palju võimsust, kuna seal on merepinnaga võrreldes väiksem atmosfäärirõhk, siis turbomootoreid see nähtus nii ei mõjuta ja kõrgetel aladel töötades ei kaota nad nii palju hobujõude. .
- Viivitus või viivitus: Kuigi turbomootorite puhul tekib teatud viivitus, enne kui turbo hakkab lisavõimsust andma, siis vabalthingava mootori puhul seda ei juhtu.
Muidugi pidage meeles, et mõlemad meetodid ei ole omavahel sobimatud, võite kas suurendada mootori töömahtu või lisada turbo, et teha üha võimsamaid mootoreid...