燃料噴射があります。なぜ空気噴射ではありませんか

EFIシステムの研究を終了しました。これにより、誘導についてより一般的に考えることができました。

多くの正当な理由により、高圧コモンレールから燃料を噴射します。スロットルバタフライを完全に制御できれば、シリンダー内で成層燃焼を行うことができます。燃焼を遅らせてシリンダー温度を下げるために、排気ガス再循環を使用することがあります。

これらのシナリオを考えると、高圧大気のコモンレールを追加し、インジェクターを使用して空気を導入し、必要に応じて燃料と同様の方法で排気してみませんか？

確かに、これにより、吸気気流に遅れがなく、機械部品が少なく、触媒の酸素含有量をより簡単に制御できるため、排出量を削減できるため、エンジンの応答が速くなりますか？

単純な理由：ボリューム。@ 14.7：1 stoich、シリンダーへの入力は、燃料である流体よりもノズルを通して14.7倍大きい（またはそれ以上押し込む）必要があります。

あなたはそれがより少ない機械部品を持つだろうと述べていますが、それは本当ですか？高圧空気を生成し、システムに導入するには、機械的な方法を用意する必要があります。高圧空気を保持する何らかのタイプのタンクが必要です。次に、適切な流量を確保するためには、「高圧」が推測で3000〜5000 psiの範囲にある必要があります。あなたが話している需要に追いつくことができる空気圧縮機を考えてください。

ミックスにいくつかの数学を投げ込んだとしましょう（そして、私は完全に愚かではないことを仮定します... ju審員はその1つに出ていますが）。

2Lエンジンの掃引容積は2Lです。この理論的なエンジンが稼働し、自然に吸引され、80％の体積効率（VE）を達成した場合、クランクシャフトが1回転するたびに.8Lの空気が取り込まれます。数学：

• 2.0LX .8 = 1.6L -4気筒すべての吸気量@ VE 80％
• 1.8L x .5 = .8L -4サイクルエンジンの各回転の吸気量
• 600rpm x .8L = 480L-アイドル速度を維持するために必要なアイドル時の空気量
• 6000rpm x .8L = 4800L-最高速度を維持するためのレッドラインの空気量

このエンジン速度を維持するには、システムが毎分 4800Lの空気を移動する必要があります。それは約170CFMです。このようなものを運ぶことができる場合：

あなたの車の後ろで、それは実行可能かもしれません。170CFMは、方程式の小さい、低い馬力の端の数値です。VEが大きく（推測で約85％）、掃引量が3倍（6.3LシボレーLT1エンジン）のパフォーマンス車はどうでしょうか。これらの数字は非常に大きいです。必要な空気の量を3倍にします。つまり、車両の後ろでけん引する量が3倍になります。

はい、できますが、費用はいくらですか？空気がエンジンに導入される方法は、はるかに効率的であり、提案された方法で確実に空気をエンジンに送り続けることができるよりもはるかに多くの空気を導入します。

ターボチャージャーまたはスーパーチャージャーの操作については、ほとんど説明していますが、完全には説明していません。適切な霧化を保証することは困難であるため、共通の燃料レールから圧力下の空気が噴射されるという考えはうまくいかないでしょう。

多くの点で、あなたは5ストロークエンジンを説明しています

5ストロークエンジンはピストンを使用して、AFRの二次的な圧縮手段を提供しています。空気を注入するのではなく、機械的な手段で空気を圧縮しています。空気注入で説明することは、大量の空気を必要とします。

720度の回転ごとに5リットルの空気を必要とする5.0リットルのエンジンを考えてください。4,000 RPMでは、毎分10,000リットルの空気を「噴射」する必要があります。

排出のための空気注入

空気を注入するというアイデアは、ユニークなものではありません。多くのメーカーは、触媒コンバーターで低RPMで未燃燃料の酸化を促進するために、排気に空気を噴射しています。これらはもちろん初期のバージョンで、70年代半ばだと思います。

高圧ガスは作成が非常に難しく、高圧液体よりもはるかに困難です。液体は圧縮可能ではないため、液体を必要なだけ噴出することができますが、気体は圧縮のほとんどを吸収して残りを熱に変換します（断熱加熱）。空気を必要な圧力に圧縮するには、シリンダー自体よりもわずかに大きい往復ポンプが必要です。そのため、専用のポンプを使用する代わりに、既存のコンポーネントで空気を圧縮します。インプレース圧縮は、断熱熱をリサイクルするという追加の利点をもたらします。

あなたが提案しているものは、2ストロークエンジンにうまく適合します。すでに中程度の高圧空気のコモンレールがあり、シリンダーへの空気の流入は、コモンレールインジェクターが開いて燃料を噴射するように、インレットバルブ（ある場合）によって制御できます。しかし、空気を噴射するのに必要な電力は、ニーズを把握するためだけに大きくなります.2軸のユンカースジュモ205は、動力の半分を動力が得られた下部の軸から上部の軸に伝達するために、理論的には非常に強力なギアを必要とするはずです、しかし、コンプレッサーは下のシャフトから流れ出て、非常に多くの電力を消費したため、実際にはほとんど残っていませんでした。総出力のほぼ半分はコンプレッサーによって取られ、そのエンジンは必要なものの近くでインテークマニホールド圧力に達しませんでした。

これは私が長い間考えてきたバリエーションです。予備的な数学のいくつかを行うことさえ。

ICエンジンは空気を必要としません。彼らは酸素が必要です。そのため...バルブトレインを完全に排除し、液体炭化水素用と液体酸素用の2セットのインジェクターを使用します。

確かに、私はこのブレインストームの費用や安全性の問題を考慮していません（めったに行いません。）また、周波数やパルス幅で動作するピエゾまたはソレノイド型インジェクター、またはHPOPディーゼル型さえも実際に見つけていません。 7000 RPMのクランクRPMで約-300°FのLOx温度で必要です。

ただし、バルブトレインの排除以上のものがあります。LOxから燃焼室のガスに戻る断熱冷却を想像してください。適切なクランク、ロッド、ピストン素材に自信があり、15：1または20：1の圧縮を安全に実行でき、優れた排出プロファイルも備えています。ヘッドは、厚くて耐久性のある射出プレートだけでなく、可動部品なしに縮小されます。排気は、2ストロークまたはワンケルス​​タイルの「表示」ポートで処理できますが、より長い排気ストロークのAtkinsonサイクルを変更します。

これは現実から非常に長い道のりです（私と同じです）が、OPの概念の実際的なバリエーションを示していると思います。 非常に小さなオリフィスから空気を注入するために空気を圧縮すると、実現した利得よりも多くの電力を消費する可能性があります。 しかし、液体酸素のタンクには既に「仕事」があり、適度に可動性/携帯性があり、その巨大な冷却効果が追加されています-水/グリコール冷却システムを縮小または実質的に排除するほど劇的です。

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コンセプトは、ピストンコンプレッサーを使って空気をピストンエンジンに送り込むようなものだと思うので、空気圧縮機のピストンをポンプで動かすエネルギーは、エンジンのピストンが発生するエネルギーに対抗します。エンジンの損失を熱に加えると、マイナスの利益になる可能性があります。

しかし、このコンセプトでコンパクトで自己完結型のゲインを実現できる可能性はありますか？ポンプピストンの出力に接続された吸気用のスカベンジポートを使用して、隣接するピストンで2サイクルになります。

シリンダーへの直接注入口バルブを閉じた後、空気が圧縮される前にシリンダーに少しだけ空気を追加するために使用される燃料インジェクター（高速オン/オフである必要があります）。ベルト経由）。そして、停止しても、干渉ではなく一方向のバルブ調整であるため、エンジンの通常のパフォーマンスには影響しません。これは、使用するインジェクターのサイズに応じて、もう少し力を与える必要があります。