Yakıt enjeksiyonumuz var, neden hava enjeksiyonu yapmıyorsunuz?

İndüksiyon hakkında daha genel olarak düşünmeme neden olan EFI sistemlerini çalışmayı bitirdim.

Birçok iyi nedenden ötürü yüksek basınçlı bir common rail yakıt enjekte ediyoruz. Kelebek kelebeği tam olarak kontrol edebilmemiz koşuluyla, bir silindir içinde tabakalı yanma yapabiliriz. Bazen yanmayı geciktirmek ve silindir sıcaklığını düşürmek için egzoz gazı devridaimi kullanıyoruz.

Bu senaryolar göz önüne alındığında, neden ortak bir yüksek basınçlı atmosferik hava demiri eklemiyoruz ve yakıt vermek için benzer şekilde hava ve egzoz çıkarmak için enjektör kullanıyoruz?

Elbette bu bana daha hızlı cevap verebilecek bir motor verecek çünkü giriş hava akışında bir gecikme yok, daha az mekanik parçaya sahip ve potansiyel olarak katalizördeki oksijen içeriğini daha kolay kontrol etmeme izin vererek emisyonları azaltıyor?

Basit sebep: hacim. @ 14.7: 1 stoik, silindire girişinizin yakıt olan sıvıda olduğundan daha fazla olması gerekir (veya daha fazla itin).

Daha az mekanik parçaya sahip olacağını söylüyorsunuz, ama bu doğru mu? Yüksek basınçlı havanın yaratılması ve aynı zamanda sisteme tanıtılması için mekanik bir metot sağlamalısınız. Yüksek basınçlı havayı tutacak bir tank tipine sahip olmalısınız. O zaman bu “yüksek basınç” ın doğru akışı sağlamak için tahminen 3000-5000 psi aralığında olması gerekir. Bahsettiğiniz talebe cevap verebilecek bir hava kompresörü düşünün.

Diyelim ki karışıma biraz matematik atayız (ve sadece tamamen aptal olmadığımı varsayalım ... jüri bunun dışında olsa da):

2L motor 2L süpürme hacmine sahiptir. Bu teorik motor çalışıyorsa, doğal olarak emişli ve% 80 hacimsel verim (VE) elde etmiş olsaydı, krank milinin her devrinde 0,8 litre hava alıyordu. Matematik:

• 2.0LX .8 = 1.6L - Dört silindirin tümü için% 80 VE @
• 1.8L x .5 = .8L - 4 zamanlı bir motorda her devir için giriş hacmi
• 600rpm x .8L = 480L - Rölanti devrini korumak için rölantideki gerekli hava miktarı
• 6000rpm x .8L = 4800L - En hızlı motor devrini korumak için redline'daki hava miktarı

Motor hızını korumak için sisteminizin dakikada 4800L havayı taşıması gerekir . Bu 170CFM hakkında. Eğer böyle bir şeyi alabilirsen:

Arabanızın arkasında, yapılabilir. 170CFM denklemin küçük, alt beygir gücü ucu için bir rakamdır. Daha büyük bir VE (tahminen ~% 85) ile üç kat daha fazla süpürülmüş hacme (6.3L Chevrolet LT1 motor) sahip olduğunuz performans otomobillerinden ne haber? Bu sayılar oldukça fazla. İhtiyaç duyduğunuz hava miktarını üçe katlarsınız, bu da aracın arkasına çekeceğiniz miktarı üçe katlar.

Evet yapılabilir, ama ne pahasına? Havanın motora girme şekli artık çok daha verimli ve önerdiğiniz şekilde bir motora hava pompalamaya devam edebileceğinizden çok daha fazla hava getiriyor.

Bir Turbo veya Supercharger'ın çalışmasını neredeyse tamamen ancak tam olarak tanımlamamışsınızdır. Basınçlı havanın ortak bir yakıt rayından enjekte edilme fikri, düzgün bir atomizasyonun garanti edilmesinin zor olacağından muhtemelen işe yaramayacaktır.

Birçok yönden, 5 zamanlı bir motoru tanımlıyorsunuz

5 Zamanlı motorlar , AFR için ikincil bir sıkıştırma aracı sağlamak üzere bir piston kullanıyor. Hava enjekte etmese de havayı mekanik yollarla sıkıştırıyorlar. Hava enjeksiyonu ile tarif ettiğiniz şey büyük miktarda hava gerektirir.

Her 720 derece devirde 5 litre hava gerektiren bir 5.0 Litre motor düşünün. 4.000 RPM'de her dakika 10.000 litre hava enjekte edilmesini istersiniz.

Emisyonlar için hava enjeksiyonu

Hava enjekte etme fikri benzersiz değildir. Birçok üretici, katalitik konvertörlerde düşük RPM'de yanmamış yakıtın oksidasyonuna yardımcı olmak için egzozun içine hava enjekte ediyor . Bunlar tabii ki erken versiyonlarıydı, 70'li yılların ortalarını düşünün.

Yüksek basınçlı gazın üretilmesi çok zordur, yüksek basınçlı sıvıdan çok daha zordur. Bunun nedeni sıvılar sıkıştırılamaz olmalarıdır, bu nedenle onları neredeyse istediğiniz kadar sıkıştırabilirsiniz, gaz sadece sıkıştırma çabanızın çoğunu absorbe eder ve kalanını ısıya dönüştürür (adyabatik ısıtma). Havayı gerekli basınca sıkıştırmak için pistonlu pompanın silindirin kendisinden biraz daha büyük olan pistonlu bir pompaya ihtiyacı olacaktır. Dolayısıyla bunu özel pompa ile yapmak yerine havayı sahip olduğumuz bir bileşenle sıkıştırıyoruz. Yerinde sıkıştırma, adyabatik ısının geri dönüşümüne ilave fayda sağlar.

Teklif ettiğiniz şey, 2 zamanlı bir motora güzel bir şekilde uyar. Zaten orta derecede yüksek basınçlı havaya sahip bir demiryolu rayı vardır, silindire hava girişi, örneğin yakıt enjekte etmeye yarayan ortak demiryolu enjektörleri gibi giriş valfi (eğer varsa) ile kontrol edilebilir. Ancak, havayı enjekte etmek için gereken güç, ihtiyaçlarınızı sadece perspektif içine almak için çok büyük olacaktır: 2 şaftlı Junkers Jumo 205, gücünün yarısını düşük şafttan gücün alındığı üst seviyeye aktarmak için teorik olarak çok güçlü dişliler gerektirmelidir. ancak kompresör alt şafttan kaçtı ve çok az güç kaldığı için çok fazla güç aldı. Gayri safi üretimin neredeyse yarısı bir kompresör tarafından yapıldı ve bu motor ihtiyaç duyduğunuz yere yakın hiçbir yerde emme manifoldu basıncına ulaştı.

İşte uzun zamandır düşündüğüm bir varyasyon. Hatta bazı ön matematik işlemlerini bile yapıyorlar.

IC motorları havaya ihtiyaç duymaz. Oksijene ihtiyaçları var . Bu yüzden ... valvetrain'i tamamen ortadan kaldırın ve iki enjektör setine sahip olun: biri sıvı hidrokarbonlar için diğeri sıvı oksijen için.

Verilmiş, bu beyin fırtınasında masraf veya güvenlik konularını dikkate almıyorum (Nadiren yaparım) 7000 aralığında krank RPM ile -300 derece F civarında LOx sıcaklığında gerekli.

Bununla birlikte, valf katarının kaldırılmasından daha fazlası var. LOx’ten yanma odasındaki bir gaza geri dönen adyabatik soğutmanın olduğunu hayal edin. Doğru krank, çubuk ve piston malzemeleri konusunda kendime güveniyorum, güvenle 15: 1 veya 20: 1 sıkıştırma çalıştırabilir ve ayrıca harika bir emisyon profiline sahip olabilirsiniz. Kafa, kalın, dayanıklı bir enjeksiyon plakasından başka hiçbir yere indirgenemez, hareketli parça içermez. Egzoz, daha uzun bir egzoz darbesiyle değiştirilmiş bir Atkinson çevrimi ile iki zamanlı veya wankel stilinde "açığa çıkma" portuyla idare edilebilir.

Bu gerçeklikten çok uzun bir yol (kendim gibi), ancak OP'nin konseptinde pratik bir çeşitlilik gösterdiğini düşünüyorum. Havayı çok küçük bir delikten enjekte etmek için sıkıştırmak , elde edilen kazanımlardan daha fazla güç gerektirecektir. Ancak bir sıvı oksijen tankı halihazırda içine yerleştirilmiş "iş" e sahiptir, makul derecede hareketli / taşınabilirdir ve büyük bir ilave soğutma etkisine sahiptir - belki de bir su / glikol soğutma sistemini geri ölçeklemek veya neredeyse ortadan kaldırmak için çok önemlidir.

Resmi Test Pilotları için on yıl içinde gönüllüler alıyorum. Zafer senin olacak. çünkü hiçbir şekilde binmeyeceğim ...

Bence bu kavram bir pistonlu motora hava pompalamak için bir pistonlu kompresör almak gibi olur, bu yüzden hava kompresörü pistonlarını pompalamak için enerji motor pistonları tarafından geliştirilen enerjiye karşı gelir. Motorda ısı kaybı meydana getirmek, negatif bir kazanç olarak görünmektedir.

Ancak, bu kavramda kompakt ve kendi kendine formda bir kazanımın V8'deki 1/2 pistonu alıp, havayı tahrik edilen pistonlara pompalamak için onları kompresöre çevirmesi mümkün olabilir. Pompa pistonunun çıkışına bağlı alım için temizleme portunu kullanan bitişik pistonlarla iki döngü halinde olan şey.

Doğrudan silindire Giriş valfleri kapandıktan hemen sonra silindirlere biraz daha fazla hava eklemek için kullanılan yakıt enjektörleri, hava sıkıştırılmadan önce (hızlı bir şekilde açılıp / kapanması gerekir), yalnızca motor çalıştığında çalışırsa hava tankına gerek yoktur ( bir kayışla). Ve eğer durursa, motorların normal performansını etkilemeyecektir, çünkü tek yönlü bir valf olup girişim değildir. Kullanılan enjektörün boyutuna bağlı olarak biraz daha fazla güç vermelidir.