어떻게 폭발을 추진력으로 전환합니까?
내부 연소 게임의 이름은 운동에 열 에너지를 개조하고 있다. 엔진 내부에서 우리는 가솔린과 같은 연료를 점화하고 뜨겁고 팽창하는 연료/공기 가스가 피스톤을 밀어냅니다. 상하 피스톤은 왕복 운동에 이 수직 운동을 안으로 도는 엔진의 바닥에 있는 자전 크랭크축에 연결됩니다. 바퀴에 연결된 전송까지 모두 후크,당신은 갈 오프!
더 많은 추력을 위해 더 큰 폭발을 어떻게 만들 수 있습니까?
모야를 만들기 위해 모닥불을 피운 적이 있다면,”화재 삼각형”의 세 부분 인 공기,연료 및 점화원을 기억할 것입니다. 그것은 당신의 엔진 안에 공기 흡입구 연료 인젝터에서 연료와 결합 하 고 점화 플러그에서 점화를 지 고에 흐르는 귀하의 캠프 파이어에서 동일 합니다.
우리가 전력을 증가하려는 경우,우리는 우리가 우리의 화재 삼각형의 세 가지 구성 요소를 충분히 가지고 있는지 확인해야합니다. 엔진,즉 우리가 더 많은 연료를 주입 하는 경우,우리는 또한 우리가 더 많은 공기를 받고 있는지 확인 해야(따라서 더 많은 산소)모든 연료를 태워,여분의 연료로 결합 하 고 연소 하는 더 많은 산소를 하지 않으면 구울 수 없습니다.
화학에는 남은 음식 없이 균형을 맞추는 방정식에서 반응물의 이상적인 양에 대한 단어가 있습니다:화학량론. 가솔린 엔진에서 산소 함유 공기 대 연료의 화학량 론적 비율은 14.7 부(질량 기준)공기 대 1 부 가솔린입니다.
강제 유도 입력
“변위를 대체할 수 없다”는 문구는 빅 블록 8 일,여기서 더 많은 전력은 더 많은 공기와 연료를 마시게 하는 물리적으로 더 큰 엔진을 의미했다. 더 큰 실린더는 연료로 완전하게 연소하기 위하여 다만 연료 그러나 공기를 더 안으로 빨 수 있고,이것은 당신에게 힘을 더 주었다.
불행하게도,더 많은 크기는 더 많은 무게를 의미,그래서 일부 엔지니어 대신 그것을 펌핑하여 엔진에 더 많은 공기를 얻기의 아이디어에 쳤다: 엔진을 물리적으로 더 크게 만드는 대신 더 많은 공기를 빨아 들여 동일한 크기의 엔진에 더 많은 공기를 밀어 넣으십시오. 엔진으로 펌핑되는 가압 공기를 부스트라고 합니다.
이러한 최초의 강제 유도 공기 펌프는 과급기라고 불리며,블레이드 컴프레서 휠은 엔진의 크랭크 샤프트에서 구동되는 벨트 또는 기어를 통해 엔진 자체에 의해 구동되었습니다. 화학량론은 추가 연료의 모든 조금은 필요 의미 14.7 배 많은 공기,그래서 그것은 놀라운 과급기 에너지의 엄청난 금액을 사용하지 않습니다(총 엔진 출력의 때로는 많은 20%!)주위에 모든 공기를 펌프합니다.터보차저
크기와 무게는 자동차에 나쁜 일이고 비행기에 나쁜 일이며,이는 많은 초기 강제 유도 개발이 이루어지고 있었다. 무거운 엔진은 무거운 비행기를 만들뿐만 아니라 물리적으로도 큰 엔진은 부피가 큰 비 공기 역학적 동체를 만듭니다. 항공기에서,높은 고도에서 떨어지는 엔진 전력을 유지,높은 고도에서 얇은 점점 공기를 보상하기 위해 들어오는 공기를 가압하는 인센티브가 추가되었습니다.
스위스 항공 엔진 알프레드 비 치가 그 20%의 과급기 전력 손실을 제거하는 데 브레인 웨이브를 가지고 항공기에서 이러한 프리미엄의 힘과 무게로: 벨트/기어를 통해 엔진 동력을 사용하여 압축기를 회전시키는 대신 압축기 휠을 배기 시스템의 일치하는 터빈 휠에 연결하여 풍차처럼 낭비되는 배기 흐름에서 에너지를 캡처하여 산들 바람에서 에너지를 캡처합니다.이러한 초기”터빈 과급기”또는”터보 과급기”는 결국 1930 년대와 1940 년대에 많은 레이싱 비행기,폭격기 및 전투기에 전력을 공급하기 위해 계속되었으며,당시 첨단 항공 우주 기술로 간주되었습니다.1950 년대부터 선택 사양 인 터보 엔진과 함께 등장한 코르 비어.
터보 차저 개발은 1950 년대와 1960 년대에 걸쳐 가스 터빈(제트 엔진)개발과 손을 행진.터보의 뜨거운 측면에서 높은 온도와 압력을 견딜 수있는 더 나은 재료뿐만 아니라,터보 차저의 일반적인 레이아웃은 결국 표준화:
- 터보
- 공기
- 압축기 바이패스를 가압하는 압축기 휠에 유입된 공기를 라우팅하는 콜드 사이드 하우징.
- 샤프트가 자유롭게 회전할 수 있도록
- 주유 및 냉각
- 배기 가스에서 에너지를 포착하는 터빈 휠
- 터보가 목표 부스트에 도달 할 때 열리고 터빈을 지나서 여분의 배기를 보내서 더 빨리 회전하지 않도록합니다.
1970 년대의 에너지 위기로 인해 자동차 제조업체들은 전력을 희생하지 않고 엔진을 소형화하고 배출 및 연비를 향상시키는 방법으로 터보 차저를 진지하게 바라보기 시작했습니다.
전력 및 제어
1970 년대와 1980 년대는 컴퓨터 혁명과 일치하고,이러한 고급 연료 및 엔진 제어 기술은 터보 차저 성능과 수명에 적합 입증했다. 1970 년대 최초의 아날로그 온도 및 유량 센서부터 2000 년대 이후의 여러 네트워크 제어 장치에 이르기까지 시스템은 연료 한 방울에서 가능한 한 많은 에너지를 짜내는 요구를 따라 발전했습니다:
- 볼보가 연료를 측정하기 위해 이러한 센서 조합을 사용한 최초의 자동차 제조사인 람다 손드(산소 센서)시스템:
- 질량 기류 센서,엔진으로 들어가는 공기의 양을 측정하기 위해
- 전자식 연료 분사,알려진 공기량과 함께 적절한 연료 비율을 측정하기 위해
- 산소(람다)센서 남은 연료량을 측정합니다.14.7 에 얼마나 가까운 지 볼 수있는 배기 가스의 연료 또는 산소:1 화학 양론 엔진 실행 중
- 이러한 모든 입력을 지속적으로 측정하고 출력을 조정하는 디지털 엔진 제어 장치(에쿠스)
- 토크 요청 엔진 관리 방식,
- 에이:(가스 페달에 운전자의 오른발을 통해)운전자가 얼마나 많은 전력을 요구하는지 정확히 파악.
- 비: 운전자의 파워 타겟을 공격하는 데 필요한 가장 적은 양의 오픈 스로틀,연료 및 부스트를 계산하여”뒤로 작업”
정밀하게 제어되는 엔진 부하 및 온도,더 엄격한 가공 공차 및 균형,그리고 더 진보 된 합금은 모두 터보 차저의 신뢰성과 성능을 향상시키는 데 중요한 역할을했습니다. 80 년대와 90 년대가 진행됨에 따라 터보 차저가 주류가되었으며 예측 가능한 전력 출력과 터보 시간 간 정밀 검사가 이제 100,000 마일 이상에 도달했습니다.
터보 디자인은 컴퓨터 제어 진공 솔레노이드가 전반적인 부스트를 제어하기 위해 웨이스트 게이트를 열고 닫는 것과 트윈 스크롤 및 가변 지오메트리 터빈 하우징과 같은 터보 자체의 근본적인 변화로 인해 배기 스트림에서 가능한 많은 에너지를 추출하여 터보 효율을 높였습니다.
우리가 21 세기로 계속 행진하면서,터보차저는 전기 자동차가 주류 자동차를 인수하기 전에 연소 엔진에서 최대 효율을 압박하는 열쇠입니다. 터보는 자동차 자체만큼이나 오랫동안 우리와 함께했지만 여전히 할 일이 있습니다.
터보 차저 구성 요소 및 시스템 서비스에 대한 자세한 내용은 일반적인 터보 문제에 대한 기사를 참조하십시오.