Как увеличить нагнетание воздуха в двигатель используя турбокомпрессор?
Мощность двигателя внутреннего сгорания колеблется в зависимости от того количества воздуха, а также топливных материалов, что попадают в двигатель. Таким образом, для повышения мощности двигателя необходимо произвести увеличение двух данных компонентов. Делать это нужно как для первого компонента, так и для второго. Ведь если удвоить число топлива без удвоения воздуха – затея окажется бессмысленной. Чтобы решить проблему с ростом мощности двигателя стоит пойти следующим путем:
- повысить поступление воздуха, поступающего в цилиндры. Стоит помнить о том, что сжатый воздух – это необходимый компонент;
- так же, если вы сжигаете большее количество топлива, то получаете больше энергии.
Сила двигателя, как упоминалось выше, напрямую связана с количеством смеси воздуха и топлива, что подается в движок. Чтобы добавить двигателю мощности стоит повысить количество воздуха и топлива. Нет смысла увеличивать объем топлива без нужной доли воздуха, который нужен для его сгорания. Эта ситуация может вызвать переизбыток неотработанного топлива, что чревато накалом двигателя и его сильным задымлением.
Для прибавления мощности атмосферному двигателю нужно действовать путем повышения его рабочего объема или оборотов. Стоит принимать во внимание, что увеличенный рабочий объем автоматически приумножает вес, размер и стоимость двигателя по итогу. Что касается увеличения оборотов, то это довольно проблематично, потому что возникают различные проблемы технического плана. В особенности этому подвержены движки с внушительным рабочим объемом.
Сносным путем решения проблемы повышения мощности, в техническом плане, является использование нагнетателя/компрессора. После установки такого прибора, воздух, что поступает в двигатель, предварительно проходит стадию сжатия перед тем как впускается в камеру сгорания.
Иначе говоря, компрессор подает тот объем воздуха, который необходим для сгорания дополнительной массы топлива в полной мере. Таким образом, при сохранении прежнего рабочего объёма и количества оборотов мощность усиливается.
Компрессоры разделяются на два вида:
- компрессоры, работающие на механическом приводе;
- компрессоры, использующие энергию уже бывших в обороте газов, так называемые «турбо».
Впервые, турбинный компрессор был создан в начале прошлого столетия швейцарским механиком Бюши. Но намного позднее машина была дополнена и установлена на серийные двигатели, которые имели не малый рабочий объем.
Принцип функционирования «турбо» заключен в работе центробежного насоса, а также турбины. Они объединяются одной жесткой осью вместе. Насосные и турбинные установки вращаются всегда в одном и том же направлении и с одинаковой скоростью. Поточная энергия отработанных газов неиспользованная в двигателях без данной функции, здесь создает крутящий момент, который активизирует компрессор. Осуществляется это следующим образом:
- газы, которые прошли отработку, выходят из цилиндров двигателя с высокой температурой и давлением;
- происходит их разгон на огромной скорости;
- далее, они взаимодействуют с турбинными лопатками;
- турбина, в свою очередь, производит трансформацию кинетической энергии в механическую вращательную энергию, так называемый крутящий момент.
Поток отработавших газов – это связывающий элемент двигателя и турбокомпрессора. Важно отметить, что частота турбокомпрессорного вращения инерционна, на нее не влияют численность оборотов двигателя. Инерционность выражается первоначальным увеличением подачи топлива, с последующим увеличением энергии потока отработавших газов, после увеличиваются турбинные обороты и нагнетательное давление. В следствие чего воздух в больших количествах попадает в цилиндры и можно, тем самым, увеличить топливную подачу.
Уровень воздушного давления турбинного компрессора и его подача равны численному обороту турбины, данный показатель является пропорциональным без учета изменения давления наддува.
Двигатели легковых автомобилей, или любых других с широким диапазоном оборотов, лучше работают при высоком давлении при низком количестве оборотов. Именно поэтому турбокомпрессора с регулируемым давлением являются прекрасным решением этой проблемы. Турбины с малым диаметром и специально предназначенным сечением газовых каналов уменьшают инерционность, тем самым позволяя турбине быстро набирать скорость и так же быстро достигать требуемой отметки давления воздуха. Если давление будет превышено, то двигатель может повредится, но при наявности регулировочного клапана этого не должно случится.