Вопрос

Можно ли подключить нагнетатель постоянного тока к впускному коллектору моего 150-кубового двигателя Yamaha FZS FI?

Я планирую установить вентилятор постоянного тока 12 В (https://www.amazon.in/gp/product/B00LPUXVWS) на впускной коллектор моего двигателя Yamaha FZS FI 149CC. Я подумал, что он может работать как нагнетатель, только питаться будет от аккумулятора, а не от двигателя. Возможно ли это? Какие сложности могут возникнуть?



Перевод вопроса с Mechanics Stack Exchange
Лицензия: CC BY-SA (2.5–4.0)
Оригинальный вопрос: https://mechanics.stackexchange.com/questions/67967/can-i-attach-a-dc-blower-to-intake-manifold-of-my-150cc-yamaha-fzs-fi-engine

14 Комментариев

  1. Это не приведёт к увеличению мощности.
    Скорее всего, мощность снизится из-за ограничений.



    Такое устройство просто не пропускает достаточно воздуха, чтобы это имело значение.
    Подумайте вот о чём: ваше устройство должно пропускать больше воздуха (при давлении выше атмосферного), чем обычно пропускает впускной клапан двигателя.



    Если он не может этого сделать, вы не увидите увеличения, а может быть, он даже будет препятствовать потоку воздуха, что приведёт к его уменьшению.



    Более того, если вы не измените карту впрыска топлива в ЭБУ, он не будет подавать топливо в двигатель, и мощность не увеличится.
    Максимальная мощность зависит от того, сколько топлива может сгореть в двигателе. Если вы не подаёте больше топлива, то, сколько бы воздуха ни поступало, мощность не увеличится.



    Для такого небольшого двигателя, как этот, вы, вероятно, сможете найти очень маленький турбокомпрессор, обратиться к опытному сварщику, чтобы он изготовил коллектор, затем приобрести небольшой ЭБУ (для мотоциклов хорошо подходит MicroSquirt) и настроить его на повышенное давление в коллекторе. Возможно, вам понадобятся форсунки большего размера или потребуется увеличить давление топлива.



    Если бы вы это сделали, вам, скорее всего, не понадобился бы интеркулер, так как вы, вероятно, не стали бы сильно сжимать воздух. Если бы вы подняли давление выше ~5 фунтов на квадратный дюйм, вам бы понадобился интеркулер.


  1. Использование таких нагнетателей в качестве турбокомпрессоров, как правило, оказывается бесполезным. Главный недостаток этих устройств заключается в том, что они не способны создавать значительное давление, особенно с учётом скорости потока воздуха в двигателе внутреннего сгорания.



    Как уже упоминал @HandyHowie, может возникнуть даже ограничение потока воздуха. Немного математики: рассмотрим 1-цилиндровый 2-тактный двигатель с рабочим объёмом поршня 150 см³ и частотой вращения 3000 об/мин. Это даёт примерно 150 * 3000 * 0,000001 = 0,45 м^3/мин расхода воздуха. Теперь о воздуходувке, которую вы подключили. Она способна обеспечить расход воздуха 16 кубических футов в минуту, что составляет примерно 0,45 м^3/мин. Таким образом, в лучшем случае вы не получите никакой дополнительной мощности при частоте вращения ниже 3000 об/мин и потеряете мощность при превышении этого значения.



  1. Я подумал, что это может работать как нагнетатель, только питаться будет от аккумулятора, а не от двигателя.




    Это не первый случай, когда кому-то приходит в голову идея «электрической» суперзарядки.



    Нет ничего плохого в том, чтобы иметь собственный источник электроэнергии (на ум приходит воздуходувка Monza), но вам понадобится гораздо больше 10 Вт (именно на такую мощность рассчитан продукт, на который вы ссылаетесь).



    Вентилятор SparkFun от Amazon



    Я настоятельно рекомендую вам прочитать эту статью о Twin-Turbo Zet, чтобы узнать больше о том, почему эта идея не сработает с указанным вами вентилятором.



    В двух словах, это подчёркивает тот факт, что двигателю требуется огромное количество воздуха по сравнению с тем, что может обеспечить вентилятор, поэтому вам придётся использовать на порядки больше вентиляторов, которые будут потреблять на порядки больше электроэнергии.



    О, и всё это только для того, чтобы удовлетворить базовую потребность двигателя в наддуве. Чтобы увеличить наддув, вам нужно будет обеспечить ещё больший приток воздуха (и, соответственно, увеличить мощность).


  1. Спасибо за цифры, Макс. В этом есть смысл, я постараюсь улучшить циркуляцию воздуха. Если нет, то мне придётся отказаться от этой идеи.
  1. Да, такой маленький вентилятор не имеет особого значения в этой системе. Турбокомпрессор делает гораздо больше, чем просто создаёт лёгкий ветерок.
  1. @PrasannaSundar, хотя это и не совсем то же самое, сравните с автомобильными турбинами, которые могут вращаться со скоростью до 150 000 об/мин. Есть причина, по которой турбины и нагнетатели приводятся в действие двигателем (либо через выхлопную систему, либо напрямую механически): электродвигатель должен быть большим и тяжёлым, чтобы нагнетать необходимое количество воздуха.
  1. @GdD и повысьте температуру mechanics.stackexchange.com/a/17491/675 :)
  1. Не забудьте, что вам нужен интеркулер для охлаждения воздуха после сжатия, иначе тепло, выделяющееся при сжатии, уменьшит плотность воздуха.
  1. Это зависит от цифр. Сначала нужно обеспечить подачу воздуха, затем превысить норму подачи воздуха, затем убедиться, что дополнительный воздух преобразуется в наддув, а затем убедиться, что наддув поступает в двигатель через впускной патрубок.
  1. Прежде всего, спасибо Зайду за информацию. Учитывая, что я пытаюсь увеличить мощность относительно небольшого одноцилиндрового двигателя (объёмом 150 куб. см, выдающего 13,2 л. с. и 12 Н·м), не приведёт ли это к каким-либо негативным последствиям? 10 Вт = 0,01 л. с. Будет ли это заметно при ежедневной езде?
  1. Существуют электрические нагнетатели (кажется, компания Turbodyne производила такие устройства, которые можно было использовать параллельно с турбонаддувом для увеличения мощности примерно на 5 секунд, пока раскручивался турбокомпрессор), но они требуют очень большой мощности. И, скорее всего, при значительном увеличении мощности подача топлива выйдет за пределы возможностей ЭБУ по компенсации подачи топлива и т. д.
  1. Размер и вес аккумуляторов, необходимых для питания электрического компрессора, обеспечивающего полезную надстройку, скорее всего, сведут на нет прирост мощности. Лучше использовать энтальпию выхлопных газов с помощью турбокомпрессора — полезную энергию, которая в противном случае была бы потрачена впустую.
  1. Чтобы это сработало, вам понадобится воздушный компрессор очень высокого качества, мощностью не менее нескольких сотен ватт (один из успешных проектов, о котором я слышал, — это TQ250-24v, который преобразует 600 Вт в 4,5 фунта на квадратный дюйм для двигателя объёмом 2 л). Кроме того, важно давление. Вентилятор создаёт сильный поток, но не большое давление. Вам нужно что-то, что создаёт достаточный поток, но при этом большое давление.
  1. Я не удивлюсь, если окажется, что это не увеличивает, а, наоборот, ограничивает приток воздуха.
Вы уже ответили на этот вопрос