Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Қозғалтқыш құрылымындағы ұғым
Concept in engine design
Ішкі жану қозғалтқышында, күшпен итермелеу – турбожүктеу немесе супержүктеуді пайдаланып, құбырға түсетін ауаның тығыздығын арттыру болып табылады. Күшпен итермелеусіз жұмыс істейтін қозғалтқыштар табиғи түрде жұмыс істейтін қозғалтқыштар деп жіктеледі.
In an internal combustion engine, forced induction is where turbocharging or supercharging is used to increase the density of the intake air. Engines without forced induction are classified as naturally aspirated.
Шолу
Көбінесе қозғалтқыштың қуатын арттыру үшін күшпен индукция қолданылады. Бұл жану камерасындағы отын-ауа қоспасының массасын арттыру үшін кіретін ауаны қысып жасалады. Атмосфералық қозғалтқыш кіретін ауа қысымының жоғарғы шегі қоршаған ортаның қысымымен тең болады; бірақ күшпен индукцияланған қозғалтқыш "күшейту" (boost) тудырады, яғни ауа қысымы қоршаған ортадан жоғары болады. Ауаның тығыздығы қысыммен бірге артатындықтан, бұл жану камерасына көбірек ауаның енуіне мүмкіндік береді. Теориялық тұрғыдан алғанда, термодинамиканың екінші заңы бойынша бу циклдарының талдауы, жану камерасындағы орташа тиімді қысымды арттыру қозғалтқыштың жылу тиімділігін де арттыратынын көрсетеді. Дегенмен, мұндай факторлар (жану камерасын салқындату, қозғалтқышта детонацияның пайда болуын болдырмау және NOx шығарындыларын шектеу) күшпен индукцияланған қозғалтқыштардың жанар майының тиімділігі әрқашан жоғары болмайтынын білдіреді, әсіресе жоғары өнімділік қозғалтқыштарда.
Forced induction is often used to increase the power output of an engine. This is achieved by compressing the intake air, to increase the mass of the air fuel mixture present within the combustion chamber. A naturally aspirated engine is limited to a maximum intake air pressure equal to its surrounding atmosphere; however a forced induction engine produces "boost", whereby the air pressure is higher than the surrounding atmosphere. Since the density of air increases with pressure, this allows a greater mass of air to enter the combustion chamber. Theoretically, the vapour power cycle analysis of the second law of thermodynamics would suggest that increasing the mean effective pressure within the combustion chamber would also increase the engine's thermal efficiency. However, considerations (such as cooling the combustion chamber, preventing engine knock and limiting NOx exhaust emissions) can mean that forced induction engines are not always more fuel efficient, particularly in the case of high performance engines.
Дизельді қозғалтқыштар
Төрт тактілі дизельді қозғалтқыштар мәжбүрлі индукцияға өте жақсы бейімделген, себебі тұтылатын ауада отынның болмауы жоғары сығылу қатынастарын алдын ала тұтану қаупісіз пайдалануға мүмкіндік береді. Сондықтан дизельді қозғалтқыштарда турбокомпрессорларды қолдану жиі кездеседі. Екі тактілі дизельді қозғалтқыштардың жұмыс принципі екі тактілі бензинді қозғалтқыштардан едәуір өзгеше және жұмыс істеуі үшін мәжбүрлі индукцияның бір түрі – әдетте, суперкомпрессор қажет.
Four stroke diesel engines are well suited to forced induction, since the lack of fuel in the intake air means that higher compression ratios can be used without a risk of pre ignition. Therefore, the use of turbochargers on diesel engines is relatively commonplace. Two stroke diesel engines have a significantly different operating principle to two strokes petrol engines, and require some form of forced induction generally a supercharger in order to function.
Биіктіктегі пайдалану
Ауаны қабылдау тығыздығының төмендеуіне атмосфералық тығыздықтың биіктікпен азаюы себеп болады. Сондықтан, мәжбүрлі индукция алғашқыда әуе қозғалтқыштарында қолданылған. 18000 фут (5486 м) биіктікте ауа қысымы теңіз деңгейінен екі есе төмен, яғни мәжбүрлі индукциясыз қозғалтқыш осы биіктікте қуатының жартысынан да азын шығарады. Мәжбүрлі индукция ауаның тығыздығын жасанды түрде арттыру арқылы биік биіктікте қуат жоғалуын азайтуға қолданылады. Турбокомпрессорды пайдаланып қозғалтқыштың теңіз деңгейіндегі қуатын сақтайтын жүйелер "турбонормальданған" жүйелер деп аталады. Әдетте, турбонормальданған жүйе көпқырлы қысымды сақтауға тырысады.
A reduced density of intake air is caused by the loss of atmospheric density seen with elevated altitudes. Therefore, an early use of forced induction was in aircraft engines. At 18000 feet (5486 m), the air is at half the pressure of sea level, which means that an engine without forced induction would produce less than half the power at this altitude. Forced induction is used to artificially increase the density of the intake air, in order to reduce the loss of power at higher altitudes. Systems that use a turbocharger to maintain an engine's sea level power output are called "turbo normalized" systems. Generally, a turbo normalized system attempts to maintain a manifold pressure of .
Компрессорлардың түрлері
Ең көп қолданылатын күшпен итермелеу құрылғылары – турбокомпрессорлар және суперкомпрессорлар. Турбокомпрессор өзінің компрессорын шығарынды газдар ағынымен қуатталатын турбина арқылы қозғалтады, ал суперкомпрессор қозғалтқышпен механикалық түрде (әдетте қозғалтқыштың коленвалдық білігінен белбеу арқылы) жұмыс істейді.
The most commonly used forced induction devices are turbochargers and superchargers. A turbocharger drives its compressor using a turbine powered by the flow of exhaust gases, whereas a supercharger is mechanically powered by the engine (usually using a belt from the engine's crankshaft).
Қатысушы технологиялар
Қысылғаннан кейін кіретін ауаның температурасын төмендету үшін көбінесе аралық салқындату қолданылады. Тағы бір, сирек қолданылатын әдіс – су шашу (немесе метанол шашу).
Intercooling is often used to reduce the temperature of the intake air after it is compressed. Another less commonly used method is water injection (or methanol injection).