Безнаддувный двигатель , также известный как безнаддувный двигатель 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 турбонагнетатель или нагнетатель . [1]
В безнаддувном двигателе воздух для сгорания ( дизельный цикл в дизельном двигателе или определенные типы цикла Отто в бензиновых двигателях, а именно непосредственный впрыск бензина ) или воздушно-топливная смесь (традиционные бензиновые двигатели с циклом Отто) всасываются в двигатель. цилиндры под действием атмосферного давления, действующего 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 в себя впускной коллектор , при всасывании воздуха происходит небольшой перепад давления, что приводит к объемному КПД менее 100 процентов — и неполному заряду воздуха в цилиндре. На плотность воздушного заряда и, следовательно, на максимальную теоретическую выходную мощность двигателя , помимо влияния ограничений системы впуска, также влияют частота вращения двигателя и атмосферное давление, последнее из которых уменьшается с увеличением рабочей высоты .
В этом отличие от двигателя с принудительной индукцией , в котором нагнетатель с механическим приводом или турбонагнетатель с приводом от выхлопных газов используется для увеличения массы всасываемого воздуха сверх того, что может быть произведено только за счет атмосферного давления. Закись азота также можно использовать для искусственного увеличения массы кислорода, присутствующего во всасываемом воздухе. Это достигается за счет впрыскивания во впускной коллектор жидкой закиси азота, которая подает в заданном объеме значительно больше кислорода, чем это возможно с атмосферным воздухом. Закись азота содержит 36,3% доступного кислорода по массе после его разложения по сравнению с атмосферным воздухом на 20,95%. Закись азота также кипит при температуре -127,3 ° F (-88,5 ° C) при атмосферном давлении и обеспечивает значительное охлаждение за счет скрытой теплоты испарения, что также помогает значительно увеличить общую плотность заряда воздуха по сравнению с естественной аспирацией.
Большинство автомобильных бензиновых двигателей, а также многие небольшие двигатели, используемые не в автомобильных целях, являются безнаддувными. [2] Большинство современных дизельных двигателей, используемых на шоссейных транспортных средствах, оснащены турбонаддувом , что обеспечивает более благоприятное соотношение мощности и веса , более высокую кривую крутящего момента , а также лучшую топливную экономичность и снижение выбросов выхлопных газов . Турбонаддув практически универсален для дизельных двигателей, которые используются в железнодорожных , морских двигателях и коммерческих стационарных приложениях ( например, в производстве электроэнергии ). Принудительная индукция также используется с поршневыми авиационными двигателями , чтобы свести на нет часть потерь мощности, возникающих при подъеме самолета на большую высоту.
Преимущества и недостатки безнаддувного двигателя по сравнению с двигателем того же размера, работающим на принудительной индукции, включают:
Большинство двигателей автомобилей являются безнаддувными;
однако турбонаддув и наддув в настоящее время являются очень популярным способом повышения выходной мощности для ряда марок автомобилей.