.jpg/1280px-Turbo_Mini_GT_(cropped).jpg)
В двигателе внутреннего сгорания принудительная индукция — это когда турбонаддув или наддув используется для увеличения плотности всасываемого воздуха. Двигатели без принудительной индукции классифицируются как безнаддувные . [1]
Принудительная индукция часто используется для увеличения выходной мощности двигателя. [2] Это достигается путем сжатия всасываемого воздуха для увеличения массы воздушно-топливной смеси, присутствующей в камере сгорания . Двигатель без наддува ограничен максимальным давлением всасываемого воздуха, равным его окружающей атмосфере ; однако двигатель с принудительной индукцией создает «наддув», [3] при котором давление воздуха выше, чем в окружающей атмосфере. Поскольку плотность воздуха увеличивается с давлением, это позволяет большей массе воздуха поступать в камеру сгорания.
Теоретически анализ цикла паровой энергии второго закона термодинамики предполагает, что увеличение среднего эффективного давления в камере сгорания также увеличит тепловой КПД двигателя . [4] Однако соображения (такие как охлаждение камеры сгорания, предотвращение детонации двигателя и ограничение выбросов NOx ) могут означать, что двигатели с принудительной индукцией не всегда более экономичны, особенно в случае высокопроизводительных двигателей.
Четырехтактные дизельные двигатели хорошо подходят для принудительной индукции, поскольку отсутствие топлива во всасываемом воздухе означает, что можно использовать более высокие степени сжатия без риска преждевременного воспламенения. Поэтому использование турбокомпрессоров на дизельных двигателях является относительно обычным явлением.
Принцип работы двухтактных дизельных двигателей существенно отличается от принципа работы двухтактных бензиновых двигателей, и для их работы требуется определенная форма принудительной индукции — обычно нагнетатель.
Уменьшение плотности всасываемого воздуха вызвано потерей плотности атмосферы, наблюдаемой с увеличением высоты. Поэтому раннее использование принудительной индукции было в авиационных двигателях. На высоте 18 000 футов (5 500 м) давление воздуха составляет половину давления на уровне моря, что означает, что двигатель без принудительной индукции будет вырабатывать менее половины мощности на этой высоте. [5] Принудительная индукция используется для искусственного увеличения плотности всасываемого воздуха, чтобы уменьшить потерю мощности на больших высотах.
Системы, которые используют турбокомпрессор для поддержания выходной мощности двигателя на уровне моря, называются «турбонормализованными» системами. Обычно турбонормализованная система пытается поддерживать давление в коллекторе на уровне 29,5 дюймов рт. ст. (100 кПа). [5]
Наиболее часто используемыми устройствами принудительной индукции являются турбокомпрессоры и нагнетатели. Турбокомпрессор приводит в действие свой компрессор с помощью турбины, работающей от потока выхлопных газов, тогда как нагнетатель механически приводится в действие двигателем (обычно с помощью ремня от коленчатого вала двигателя).
Промежуточное охлаждение часто используется для снижения температуры всасываемого воздуха после его сжатия. Другим менее распространенным методом является впрыск воды (или впрыск метанола).