Двигатель без наддува , также известный как двигатель с нормальным наддувом и сокращенно N/A или NA , представляет собой двигатель внутреннего сгорания , в котором впуск воздуха зависит исключительно от атмосферного давления и не имеет принудительной индукции через турбокомпрессор или нагнетатель . [1]
В двигателе без наддува воздух для сгорания ( цикл Дизеля в дизельном двигателе или определенные типы цикла Отто в бензиновых двигателях, а именно непосредственный впрыск бензина ) или смесь воздуха и топлива (традиционные бензиновые двигатели с циклом Отто) втягиваются в цилиндры двигателя атмосферным давлением, действующим против частичного вакуума , который возникает, когда поршень движется вниз к нижней мертвой точке во время такта впуска . Из-за врожденного ограничения во впускном тракте двигателя, который включает впускной коллектор , небольшое падение давления происходит по мере всасывания воздуха, что приводит к объемной эффективности менее 100 процентов и неполному заряду воздуха в цилиндре. Плотность воздушного заряда, а следовательно, и максимальная теоретическая выходная мощность двигателя , в дополнение к влиянию ограничения системы впуска, также зависят от частоты вращения двигателя и атмосферного давления, последнее из которых уменьшается с увеличением рабочей высоты .
Это контрастирует с двигателем с принудительной индукцией , в котором механически управляемый нагнетатель или турбонагнетатель с выхлопным газом используются для облегчения увеличения массы всасываемого воздуха сверх того, что может быть произведено только атмосферным давлением. Закись азота также может использоваться для искусственного увеличения массы кислорода, присутствующего во всасываемом воздухе. Это достигается путем впрыскивания жидкой закиси азота во впускной коллектор, которая поставляет значительно больше кислорода в заданном объеме, чем это возможно с атмосферным воздухом. Закись азота составляет 36,3% доступного кислорода по массе после того, как она разлагается по сравнению с атмосферным воздухом при 20,95%. Закись азота также кипит при -127,3 °F (-88,5 °C) при атмосферном давлении и обеспечивает значительное охлаждение за счет скрытой теплоты испарения, что также способствует значительному увеличению общей плотности заряда воздуха по сравнению с естественным всасыванием.
Большинство автомобильных бензиновых двигателей, а также многие небольшие двигатели, используемые в неавтомобильных целях, являются естественно наддувными. [2] Большинство современных дизельных двигателей, приводящих в действие дорожные транспортные средства, оснащены турбонаддувом для получения более благоприятного соотношения мощности к весу , более высокой кривой крутящего момента , а также лучшей топливной экономичности и более низких выбросов выхлопных газов . Турбонаддув практически универсален для дизельных двигателей, которые используются в железнодорожных , морских двигателях и коммерческих стационарных приложениях ( например, для производства электроэнергии ). Принудительная индукция также используется в поршневых авиационных двигателях для устранения некоторой потери мощности, которая происходит при подъеме самолета на большую высоту.
Преимущества и недостатки двигателя без наддува по сравнению с двигателем того же размера, работающим на принудительной индукции, включают в себя:
Большинство двигателей автомобилей являются атмосферными; однако турбонаддув и нагнетатель в настоящее время являются очень популярными способами повышения выходной мощности для ряда марок автомобилей.