강제 유도

Forced induction
자동차 엔진용 터보차저
차량 엔진용 슈퍼차저(진회색 흡기 매니폴드 위에 있음)

내연기관에서 강제유도는 흡기 밀도를 높이기 위해 터보차징 또는 과급이 사용되는 곳입니다.강제 유도가 없는 엔진은 자연 [1]흡기 엔진으로 분류됩니다.

조작 원리

개요

엔진의 출력을 높이기 [2]위해 강제 유도를 사용하는 경우가 많습니다.이는 흡기를 압축하여 연소실 내에 존재하는 혼합기의 질량을 증가시킴으로써 이루어집니다.자연 흡기 엔진은 주변 대기와 동일한 최대 흡기 압력으로 제한됩니다. 그러나 강제 흡기 엔진은 "[3]부스트"를 발생시켜 공기 압력이 주변 대기보다 높습니다.공기의 밀도는 압력에 따라 증가하므로 더 많은 공기 덩어리가 연소실로 유입될 수 있습니다.

이론적으로 열역학 제2법칙의 증기 전원 주기 분석은 연소실 내에서 평균 유효 압력을 증가시키면 엔진의 열 [4]효율도 증가한다는 것을 시사합니다.그러나 (연소실 냉각, 엔진 노크 방지 및 NOx 배기 가스 배출 제한과 같은) 고려 사항이 특히 고성능 엔진의 경우 강제 유도 엔진이 항상 더 연료 효율적이지는 않을 수 있습니다.

디젤 엔진

4행정 디젤 엔진은 강제 유도에 매우 적합합니다. 흡기 중에 연료가 부족하면 사전 점화 위험 없이 더 높은 압축비를 사용할 수 있기 때문입니다.따라서 디젤 엔진에 터보차저를 사용하는 것은 비교적 일반적입니다.

2행정 디젤 엔진은 2행정 가솔린 엔진과 작동 원리가 크게 다르며, 작동하기 위해서는 일종의 강제 유도(일반적으로 슈퍼차저)가 필요합니다.

고공 사용

높은 고도에서 볼 수 있는 대기 밀도의 손실로 인해 흡기 밀도가 감소합니다.그러므로 강제 유도의 초기 사용은 항공기 엔진에 있었다.18,000피트(5,500m)에서 공기는 해수면의 절반 압력에 있습니다. 즉, 강제 유도가 없는 엔진은 이 [5]고도에서 절반 미만의 출력을 생성합니다.강제 유도는 높은 고도에서 전력 손실을 줄이기 위해 흡기 밀도를 인위적으로 증가시키는 데 사용됩니다.

엔진의 해수면 출력을 유지하기 위해 터보차저를 사용하는 시스템을 "터보 정규화" 시스템이라고 합니다.일반적으로 터보 정규화 시스템은 29.5inHg(100kPa)[5]의 매니폴드 압력을 유지하려고 시도합니다.

압축기의 종류

주요 기사:터보차저 및 슈퍼차저

가장 일반적으로 사용되는 강제유도장치는 터보차저와 슈퍼차저입니다.터보차저는 배기 가스의 흐름에 의해 구동되는 터빈을 사용하여 컴프레서를 구동하는 반면, 슈퍼차저는 엔진에서 기계적으로 구동됩니다(일반적으로 엔진 크랭크축의 벨트를 사용).

관련 테크놀로지

압축 후 흡기 온도를 낮추기 위해 종종 인터쿨링이 사용됩니다.덜 일반적으로 사용되는 또 다른 방법은 물 주입(또는 메탄올 주입)입니다.

레퍼런스

  1. ^ "How Forced Induction Works". www.gearpatrol.com. 23 September 2013.
  2. ^ Elisabeth H. Dorries (December 2004). TechOne: Automotive Engine Repair. Cengage Learning. p. 106. ISBN 1-4018-5941-0.
  3. ^ Don Fuller (December 1982). "Turbocharging - This time it's here to stay". Popular Mechanics. Hearst Magazines: Page 75, 109. ISSN 0032-4558.
  4. ^ Cengle, Y.A.; Boles, M.A. (2008). Thermodynamics: An Engineering Approach (6th ed.). New York, N.Y.: McGraw-Hill. pp. 70, 590.
  5. ^ a b Knuteson, Randy. "Boosting Your Knowledge of Turbocharging" (PDF). Aircraft Maintenance Technology (July 1999). Archived from the original (PDF) on 17 June 2012. Retrieved 18 April 2012.