Poisson Fish
Сегодня 12:31
Будет ли дизельный двигатель без турбонаддува работать лучше на больших высотах, чем аналогичный бензиновый двигатель?
Я живу недалеко от Скалистых гор и довольно часто езжу туда. У меня небольшой атмосферный четырёхцилиндровый двигатель, который теряет очень заметную часть мощности на больших высотах, и не помогает даже то, что большая часть пути будет проходить в гору с двумя взрослыми людьми и багажом.
Я понимаю, что это связано с тем, что на высоте плотность воздуха ниже, чем на уровне моря. Чем меньше воздуха всасывается в двигатель, тем меньше топлива требуется для поддержания стехиометрического соотношения, поэтому вы теряете мощность, необходимую для эффективного сгорания топлива. На самом деле можно приблизительно рассчитать, сколько лошадиных сил вы теряете, используя эту формулу:
Потери мощности = (высота над уровнем моря в футах * 0,03 * мощность на уровне моря) / 1000
Решение этой проблемы простое: Больше воздуха! Турбокомпрессоры сжимают воздух и подают его вместе с атмосферным давлением, чтобы повысить плотность кислорода, что определяется автомобилем, и добавить больше топлива, что увеличивает мощность. В результате мощность автомобилей с турбонаддувом практически не меняется на высоте. Поскольку дизельные двигатели часто оснащаются турбонаддувом, они редко теряют мощность на высоте по той же причине.
На этом сайте говорится, что степень сжатия в дизельных двигателях составляет 20:1 по сравнению с 8:1 в бензиновых. Я знаю, что степень сжатия не связана с фактическим поступлением воздуха; она определяет степень сжатия поступающего воздуха, независимо от его количества. Однако я полагаю, что это всё равно может помочь дизельным двигателям без турбонаддува работать на больших высотах, поскольку они, как правило, работают на обедненной смеси и могут менее строго регулировать соотношение топлива и воздуха. Думаю, я понимаю, почему мне не хочется в это верить, но, полагаю, я не всё принимаю во внимание.
Мой вопрос таков: теряют ли дизельные двигатели без турбонаддува мощность, сравнимую с потерей мощности бензиновыми двигателями без турбонаддува, на больших высотах?
Редактировать
Учитывая ответ Зейда, приведённый ниже, я составил небольшую таблицу, чтобы показать разницу между формулой, которую я привёл выше, и более точной формулой, которую любезно предоставил Зейд, для расчёта процентного снижения мощности.
Высота (футы) 3000 5000 10 152 14 000
Фактическое снижение 5,91 % 13,46 % 30,18 % 40,52 %
Альтернативный вариант 9,00 % 15,00 % 30,46 % 42,00 %
Таким образом, вы можете видеть, что более простая формула лучше всего работает на высоте около 3000 метров и даёт сбой на более низких высотах. Это сравнение формул для бензинового двигателя.
Перевод вопроса с Mechanics Stack Exchange
Лицензия: CC BY-SA (2.5–4.0)
Оригинальный вопрос: https://mechanics.stackexchange.com/questions/21655/would-a-non-turbo-diesel-perform-better-in-high-altitudes-than-a-comparable-gaso
Основываясь на уже опубликованных комментариях о дроссельных заслонках (Почему в большегрузных транспортных средствах почти всегда используются дизельные двигатели?) и на том, как и когда они могут применяться в дизельных двигателях, особенно на комментариях о том, что дизельные двигатели без дроссельных заслонок всегда всасывают максимальное количество воздуха, можно предположить, что для дизельных двигателей ответ может зависеть от того, был ли рассматриваемый двигатель одним из тех, которые уже всасывали больше воздуха, чем им было необходимо (и работали на обедненной смеси) для обеспечения эффективного сгорания.
В этом случае — что предполагает использование более ранней модели дизельного двигателя без сложного управляющего оборудования — дизельный двигатель без турбонаддува, вероятно, будет лучше работать на большой высоте, даже несмотря на то, что степень сжатия у него всё равно будет ниже.
Вероятно, это было бы ещё более справедливо, если бы у бензинового двигателя, участвующего в сравнении, действительно было соотношение 8:1, как указано выше, что очень мало для бензинового двигателя.
При соотношении 8:1 снижение степени сжатия ещё на несколько единиц действительно уменьшит крутящий момент. Но не в случае с дизельным двигателем с соотношением 20:1, который по-прежнему (как правило) может выдавать приличный крутящий момент при более низких оборотах двигателя, что также может способствовать лучшему заполнению цилиндров и компенсировать проблему с высотой над уровнем моря.
Джим.