Начини за увеличаване на мощността на двигателя, Автомобилен двигател

За повишаване на средното ефективно налягане е необходимо да се подава по-голямо количество гориво на цикъл към цилиндъра, а за пълното му изгаряне - по-голямо количество въздух. Това става чрез увеличаване на количеството свеж заряд, впръскан в цилиндъра под налягане. Този метод се нарича усилване на двигателя. В този случай средното ефективно налягане нараства почти пропорционално на увеличаването на плътността на свежия заряд.

Ориз. Суперзареждане с механично задвижване

Първата фигура показва компресор с механично задвижване от коляновия вал, а втората фигура показва турбокомпресор, при който енергията на отработените газове (EG) се използва за задвижване на центробежен компресор 1, който се реализира в турбина 2, структурно обединена с компресора в едно цяло, което се нарича турбокомпресор.

По величината на налягането, създадено на входа на цилиндъра, усилването е ниско (до 0,15 MPa), средно (0,15-0,2 MPa) и високо (повече от 0,2 MPa). В същото време ефективната мощност на двигателя се увеличава съответно с 20–30, 40–50 и повече от 50%.

Ориз. Турбокомпресор: 1 - компресор; 2 - турбина

Използването на компресор в двигатели с искрово запалване се усложнява от появата на детонационно изгаряне и по-високото топлинно напрежение на турбинните лопатки.

Ефективната мощност на двигателя се записва по следната формула:

Ако разширим формулата, получаваме:

където k \u003d 1/10 ^ 6 * 60 е постоянна стойност, която отчита топлинния еквивалент на работа и коефициента на преобразуване за мерни единици.

Анализирайки това уравнение, можете да определите други начини за увеличаване на мощността на двигателя:

увеличението на обема на двигателя Vh е най-многолесен начин за увеличаване на мощността. В този случай има почти пропорционална промяна в масата на заряда, влизащ в цилиндрите, което съответно влияе върху увеличаването на ефективната мощност. Работният обем може да се увеличи както чрез увеличаване на общите размери на цилиндрите, така и чрез увеличаване на техния брой. Въпреки факта, че увеличаването на общите размери има своите предимства, този метод има такъв значителен недостатък като пропорционално увеличаване на масата на свързващия прът и буталната група, което увеличава инерционните сили на частите и намалява максималната скорост на коляновия вал;
увеличаване на плътността на въздуха p може да се получи с помощта на херметизиране;
увеличение на коефициента на запълване nv. може да се осигури чрез създаване на по-усъвършенствани конструкции на всмукателни тръбопроводи и увеличаване на броя на всмукателните клапани, както и чрез прехвърляне на бензинови двигатели от карбураторна захранваща система към инжекционна система;
конструктивно подобрение на двигателите за увеличаване на nm. Така че, използвайки нови материали, е възможно да се намалят загубите от механично триене, а подобряването на газоразпределението и други механизми осигурява намаляване на загубите при изпомпване и загубите в задвижването на спомагателните агрегати;
повишаване на ефективността на индикатора ni, което зависи от различни фактори;
според формулата, увеличаването на скоростта на коляновия вал n трябва да доведе до пропорционално увеличение на Ne. Въпреки това, увеличаването на скоростта води до увеличаване на газодинамичното съпротивление на входа на свеж заряд, в резултат на което коефициентът на пълнене намалява. Освен това се увеличават механичните загуби, термичното и механичното напрежение на частите. Следователно увеличаването на оборотите на двигателя трябва да бъде придружено от подходящи конструктивни решения, които намаляват отрицателнитепоследствията от увеличаване на стойностите на n;
използването на бедни горивни смеси води до тяхната слаба запалимост от електрически разряд, а използването на електрическо запалване на пламък значително усложнява конструкцията на двигателя, по-специално газоразпределителния механизъм.

Ефективен начин за увеличаване на мощността на двигателя е подобряването на смесообразуването, особено при дизеловите двигатели. Обещаващи в тази насока са създаването на горивно оборудване, което осигурява високо качество на пулверизация и интензификация на турбулентността на заряда в цилиндрите на двигателя и горивната камера.