題:
我們有燃油噴射，為什麼沒有空氣噴射？
Daniel
2016-08-26 17:05:25 UTC
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我正在研究EFI系統，這使我更一般地考慮了感應。

我們出於許多原因而從高壓共軌噴射燃料。只要我們能完全控製油門蝶閥，我們就能在氣缸內進行分層燃燒。有時我們使用廢氣再循環來延遲燃燒並降低氣缸溫度。

鑑於這些情況，為什麼我們不添加高壓大氣的共軌，而使用噴射器引入空氣並排放廢氣

當然，這將使我的引擎能夠更快地響應，因為進氣流沒有滯後，機械零件更少，並且通過允許我進行控制可以減少排放催化劑中的氧含量更容易？

已提交專利US 5381760A。
我們的確是。稱為[turbo]（https://en.wikipedia.org/wiki/Turbocharger）或[supercharger]（https://en.wikipedia.org/wiki/Supercharger）。
由於在任何給定時間要噴射的空氣量，使用“共軌”來完成所有這些操作將是不切實際的。
@Chloe:沒有答案指出這一點。你會寫一個嗎？
另一個想法：您認為“噴射”只是高壓進氣（不是吸氣），還是真的採用某種受控噴射器（例如燃油噴射器）？
正如@SteveRacer所說：也許通過注入液態空氣？還是液態氧？
是什麼讓您認為進氣流存在滯後？內燃發動機就是氣泵-您建議使用另一台是氣泵的發動機將空氣泵入氣泵嗎？
七 答案:
Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2
2016-08-26 17:34:26 UTC
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簡單原因：體積。 @ 14.7：1 stoich，您通過圓柱體輸入到圓柱體中的流體需要比注入的流體大14.7倍（或推動更多）。

您說它的機械零件會少一些，但這是真的嗎？您必須提供一種機械方法來創建高壓空氣並將其引入系統。您必須具有某種可以容納高壓空氣的儲氣罐。然後，為了確保適當的流量，“高壓”將需要在3000-5000 psi的範圍內。想想能滿足您所討論需求的空氣壓縮機。

假設我們在混合運算中加入了一些數學運算（並假設我不僅完全愚蠢……儘管陪審團也是如此）就是那個）：

一台2L發動機的掃氣量為2L。如果此理論發動機運行，自然吸氣並達到80％的容積效率（VE），則曲軸每轉一圈將吸收0.8L的空氣。數學：

  • 2.0LX .8 = 1.6L -在80％VE時所有四個氣缸的進氣量
  • 1.8L x .5 = .8L -四衝程發動機每轉的進氣量
  • 600rpm x .8L = 480L -保持怠速需要的空氣量怠速
  • 6000rpm x .8L = 4800L -紅線處的空氣量以保持最快的發動機轉速

您的系統需要移動每分鐘4800升空氣，以保持發動機轉速。那大約是170CFM。如果可以拖拉這樣的東西：

enter image description here

在您的汽車後座周圍可能是可行的。 170CFM是方程式中較小的較低馬力端的數字。高性能汽車的後排容積是三倍（6.3升雪佛蘭LT1發動機），VE更大（猜測約為85％），該怎麼辦？這些數字要大得多。您將需要的空氣量增加三倍，這意味著要在車輛後方拖曳的空氣量是原來的三倍。現在，將空氣引入發動機的方式要高效得多，並且引入的空氣要比您繼續建議的方式可靠地繼續將空氣泵入發動機要多得多。

當然，如果您有[一種不同的供氣方式]（https://en.wikipedia.org/wiki/Ramjet），則可以構建一些[非常酷的引擎]（https://en.wikipedia.org/wiki / Lockheed_SR-71_Blackbird＃Air_inlets）-但對於大多數使用常規內燃機的應用而言，它們仍然不切實際。
@brichins-您不知道嗎？[龐蒂亞克在這種情況下還是這樣做的時候]（http://www.ultimatecarpage.com/images/car/908/Pontiac-GTO-Judge-Ram-Air-III-7297.jpg）。 ..：o）
170 CFM幾乎不像您暗示的那樣具有足夠的氣流。 [稍微偏大的計算機機箱風扇]（http://www.frozencpu.com/products/8547/fan-529/Delta_120_x_38mm_High-Speed_Fan_-_190_CFM_FFB1212EHE-F00.html?tl=g36c435s1108）可以移動得更多。根據靜壓要求，可能不適合使用像這樣的風扇。但是快速瀏覽一下，可以發現渦輪增壓器的風量為幾百CFM。比120x38mm的風扇大一點，但幅度不大。
@DanNeely-您正在混合蘋果和橙子。在這種情況下，風扇保護罩風扇絕對不會產生任何區別。您需要考慮壓力和壓力。特別是如果您試圖通過系統將空氣直接注入氣缸中的空氣。無論有任何背壓，機箱風扇都將完全停止空氣流通。
我不確定您的數學是否專門針對此問題，是否適用於所有電動機類型。 *經典*發動機是否需要* 4800L / min *？
@A.L-數學是通用的。插入發動機尺寸，發動機的容積效率和最大發動機轉速，以適應您所考慮的任何發動機。不過，此示例適用於四衝程發動機。兩衝程發動機的計算方式會有所不同。
@Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2因此，問題出在4800L的體積上（任何汽車都可以應付）。但是，實際上很難為4800L提供所需的高壓。感謝您的澄清。
@A.L-並非不可能為4800L / min提供所需的高壓。只是您必須採取特殊的方法才能在高壓下獲得足夠的空氣量。
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這個問題引起了很大的討論！我並不是指TC / SC，儘管我沒有註意到相似之處-謝謝。這讓我對史蒂夫的液氧建議感到好奇。對於常規用途的汽車，可能沒有好處，但對於賽車，我不知道會如何。我之所以選擇此答案，是因為它與我的思考過程最匹配，即使我沒有很好地解釋它！
Steve Matthews
2016-08-26 17:35:38 UTC
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您幾乎但尚未完全描述渦輪增壓器或增壓器的操作。從公共燃料導軌中註入壓力空氣的想法可能行不通，因為很難保證體面的霧化。

TC和/或SC如何使用噴射器將空氣引入系統。我的理解是，OP希望取消閥瓣，而只有兩個噴射器：一個用於燃料，另一個用於空氣。渦輪增壓器甚至無法完成所需的工作。
抱歉，我想他是在詢問是否要在現有發動機上增加空氣噴射器，以允許在燃燒循環中使用高於大氣壓的空氣。
可能。我猜我們只是走了不同的路線。應該讓OP澄清。
@Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2與將渦輪增壓空氣引入汽缸的閥門不同，噴射器將來自軌道的壓縮空氣引入汽缸嗎？渦輪增壓器畢竟只是空氣壓縮機。
@mbrig-在我看來，是完全不同的概念。我的意思是，您可以彎曲任何東西並使其聽起來相同，但是這裡有所不同，您不是說嗎？這只是我的思路。並非憑空想像就說史蒂夫是錯的...我只是不認為這是OP提出問題的意圖。
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最後的評論完全沒有冒犯任何意圖，只是試圖解釋我的觀點。
@mbrig-除非是個人冒犯，否則絕不會採取任何行動。您只是在解釋，太好了！我總是欣賞關於它的不同意見和想法……我絕對不認為我對這些東西有把握！您的意見與我的意見一樣有價值，甚至更多。感謝您的輸入。
@mbrig-恕我直言，壓力較高的原因與流量有關。如果將噴油器的尺寸減小到接近噴油器的大小，則您必須增加壓力才能使油流通過，以實現充滿油的氣缸。
在這種情況下，共軌不僅僅是進氣歧管嗎？
這是一個很大的難題：)我一直在考慮一個超級增壓器顯然可以處理該體積。更多的進樣器將有助於提高產量。我看到的挑戰是如何保持足夠的運行壓力以允許啟動。否則，它必須彎曲一會兒才能增加壓力。在我看來，啟動時需要壓縮機來存儲/供給發動機。
關於取消氣門機構的評論-您將如何處理廢氣？
@Peter的起始壓力可以通過裝滿壓縮空氣的小氣瓶來維持，該氣體在後部/關閉節氣門操作期間由增壓器補充。
DucatiKiller
2016-08-26 21:55:27 UTC
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在許多方面，您描述的是5衝程發動機

5衝程發動機使用的是活塞為AFR提供輔助壓縮方式。儘管不噴射空氣，但它們是通過機械方式壓縮空氣。您所描述的空氣注入需要大量的空氣。

以5.0升發動機為例，每720度旋轉需要5升空氣。以4,000 RPM的速度，每分鐘需要注入10,000升的空氣。

注入空氣以排放

注入空氣的想法並非唯一。許多製造商一直在向排氣中註入空氣，以幫助催化轉化器以低RPM氧化未燃燒的燃料。當然是70年代中期的早期版本。

我認為您是唯一了解該問題的人。
OP詢問是否在點火之前（或期間）將空氣注入燃燒室。 “ 5衝程”將燃燒室的後燃燒後膨脹氣體第二次膨脹。 “排氣再利用”與“空氣噴射”幾乎完全相反。
Agent_L
2016-08-26 20:40:21 UTC
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高壓氣體很難產生，比高壓液體難得多。這是因為液體不可壓縮，因此您幾乎可以根據需要噴射出硬水，而氣體只會吸收大部分的壓縮力，並將其餘的轉化為熱量（絕熱加熱）。為了將空氣壓縮到必要的壓力，將需要一個比氣缸本身稍大的往復泵。因此，我們無需通過專用泵來執行此操作，而是使用已經擁有的組件壓縮空氣。就地壓縮提供了回收絕熱熱量的額外好處。

您提出的建議非常適合2衝程發動機。它已經具有一個中度高壓空氣的共軌，可以通過進氣門（如果有的話）控制進入氣缸的空氣，就像共軌噴油器打開以噴射燃油一樣。但是注入空氣所需的功率將是巨大的，只是為了您的需求得以體現：兩軸Junkers Jumo 205理論上應該需要非常堅固的齒輪，以將一半的功率從下軸傳遞到上軸，而上軸則取了動力。但是壓縮機從下軸上跑下來，消耗了太多功率，實際上只剩下很少的功率。總產量的幾乎一半由壓縮機獲得，而發動機達到的進氣歧管壓力遠未達到您的需要。

SteveRacer
2016-08-27 16:22:14 UTC
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這是我經過長時間考慮的一種變體。即使做一些初步的數學運算。

IC引擎不需要空氣。他們需要氧氣。所以...完全消除氣門傳動系統，有兩套噴射器：一套用於液態碳氫化合物，一套用於液態氧。

當然，在此討論中，我沒有考慮任何費用或安全性問題（我很少這樣做。）我還沒有真正找到壓電或螺線管型噴油器，甚至沒有HPOP柴油型噴油器，它們都可以在LOx溫度約為-300華氏度的條件下以所需的頻率和脈衝寬度工作，而曲軸轉速為RPM。 7000範圍。

但是，除了消除氣門機構之外，還有更多的功能。想像一下，從LOx到燃燒室中的氣體的絕熱冷卻。我對正確的曲柄，活塞桿和活塞材料充滿信心，您可以安全地以15：1或20：1的壓力運行，並具有出色的排放特性。噴頭將減少為僅厚的耐用注射板……沒有活動部件。排氣可以通過二衝程或旺克爾式的“洩氣”端口進行處理，並具有改良的阿特金森循環，排氣沖程更長。

這與現實相距很遠（很像我自己），但是我確實認為這說明了OP概念的實際變化。 壓縮以通過很小的孔口注入空氣可能會比獲得的收益花費更多的動力。但是，液態氧儲罐已經具備了“功”可以在其中移動和攜帶，並具有巨大的附加冷卻效果-可能如此之大，以至於可以縮減規模或實際上消除水/乙二醇冷卻系統。

我將帶領志願者參加官方測試飛行員需要大約十年的時間。榮耀將屬於你。 因為我不可能騎它...

ULA正在為其ACES火箭級將其作為集成車液（IVF）概念的一部分進行研究：基本上，他們使用火箭級的推進劑和氧氣供應來運行內燃機。 （http://www.ulalaunch.com/uploads/docs/Published_Papers/Extended_Duration/Development_Status_of_an_Integrated_Propulsion_and_Power_System_for_Long_Duration_Cryogenic_Spaceflight_2012.pdf）
真好！ *可能不在我的一生中*
在地球上使用LOX的最大缺點是，儲罐需要保持低溫。您需要厚厚的隔熱層和主動冷卻系統，以將蒸發降至最低。同樣，運行在煤油/ LOX上的火箭發動機以〜2.2 LOX：1煤油的混合物運行，因此，每50升燃油需要110升LOX。這種大小的液化石油氣罐將佔用行李箱空間的一半，而保溫罐則更糟。
spicetraders
2016-08-26 20:06:16 UTC
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我認為這個概念就像拿一個活塞式壓縮機將空氣泵送到活塞發動機中，因此泵送空氣壓縮機活塞的能量將抵消發動機活塞產生的能量。

但是，可能會使這種概念以緊湊且自給自足的形式實現的增益為熱量的1/2。 V8中的活塞，然後將它們變成壓縮機，以將空氣泵送到從動活塞中。也許使用掃氣端口將進氣與泵活塞的輸出端綁在一起，將整個過程與相鄰的活塞轉換為兩個週期。

並不是真正回答OP的問題，而是一個好主意:)它有點需要計算功率損耗和空氣過熱，也許需要像渦輪增壓系統那樣的中冷器。我也想知道如何處理凸輪和凸輪軸，以免在“壓縮”階段不必要地壓縮空氣，而您的技術可以避免這種壓縮。
Mat
2017-06-10 23:23:19 UTC
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直接進入氣缸燃料噴射器用於在進氣門關閉後和壓縮空氣之前（必須快速打開/關閉）直接向氣缸中再添加一點空氣，如果僅在以下情況下運行，則無需氣罐發動機運轉（通過皮帶）。而且，如果停止運轉，則對發動機的正常性能沒有影響，因為它是一種閥門調節方式，不會產生干擾。根據所用噴油嘴的大小，這應該只會提供更多動力。



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