자동차를 "연료"(터보 또는 과급기를 사용하여) 운전하여 엔진 효율을 높이는 이유는 무엇입니까?

다들 차에서 연료를 덜 사용하길 원해요? 나는 이 웹 사이트에서 마른 자동차 연료를 운전하는 것에 대한 다음 구절을 읽었습니다 .

엔진을 연료가 적게 사용합니다. 즉, 과도한 공기를 사용하십시오. 연료가 적은 주행은 효율을 향상시키는 것으로 잘 알려져 있습니다. 예전에는 순항 조건 하에서 엔진은 항상 약 15 %의 과잉 공기를 흘렀습니다. 이것은 경제적이었습니다. 이게 어떻게 변할까요? 문제는 엔진 배기 가스에 사용되는 3 원 (CO, UHC, NOx) 촉매입니다. 엔진 공기 / 연료 비율 (질량 기준)이 화학량 론적 (화학적으로 정확) 인 경우에만 작동합니다. 휘발유의 경우이 비율은 14.6 : 1입니다. 엔진 공기 유량 센서, 전자식 연료 분사기 및 배기 산소 센서와 함께 작동하는 엔진 컴퓨터는 대부분의 주행에 대한 화학량 론적 비율을 유지합니다. 이 비율에서만 촉매가 CO와 UHC를 산화시키고 (CO2와 H2O로) NOx를 화학적으로 줄일 수 있습니다 (N2로). (UHC = 미 연소 탄화수소) 인류에게 필요한 것은 희박 NOx 촉매입니다.

이 구절은 완전히 이해되는 것 같습니다. 더 많은 공기를 사용하고 연료 효율을 높이십시오. 그러나 왜 촉매 변환기가 엔진의 더 많은 공기를 처리하거나 처리 할 수 ​​없는지 이해할 수 없습니다.

자동차의 작동 여부를 정당화 할 수있는 터보 또는 과급기를 통해 엔진에 공기를 강제로 공급할 때의 장단점은 무엇입니까?

린 ≠ 더 많은 공기

오해의 원천은 "가죽"이라는 용어가 어떻게 해석되고 있는지에 달려 있다고 생각합니다.

희박 혼합물은 더 많은 공기가 있음을 나타내지 않습니다. 연료 (공기 연료 비율 또는 AFR ) 와 비교하여 더 높은 비율의 공기가 있음을 나타냅니다 .

빠른 예

혼합물 A에는 공기 1,000g, 연료 80g이 있습니다. AFR = 1000/80 = 12.5

혼합물 B에는 100g의 공기, 7g의 연료가 있습니다. AFR = 100/7 = 14.3

14.3> 12.5 이후로, 혼합물 A는 더 많은 공기를 가지고 있지만 혼합물 B는 혼합물 A보다 더 적습니다.

이것이 @cdunn이 옳은 이유 입니다 . 터보 차저 또는 과급기의 존재는 적절한 크기의 촉매 변환기의 기능에 영향을 미치지 않습니다.

왜 고양이가 마른 몸매를 유지하는 것이 좋지 않습니까?

촉매 변환기는 배기 가스에서 유해 가스를 제거하도록 설계되었습니다. 촉매의 존재와 관련된 화학 반응을 통해이를 수행합니다.

오늘날 가장 널리 사용되는 고양이 디자인 유형은 3 가지 유형의 유해 가스를 처리하는 3 방향 촉매 변환기입니다.

• 질소 산화물 (NOx, 하지 NOS)
• 일산화탄소 (CO)
• 미 연소 탄화수소 (HC)

이 이미지에서 알 수 있듯이 고양이는 좁은 AFR 창에서 잘 작동합니다.

• 너무 희박하게 운전 하면 고양이가 배기 가스에서 NOx를 제거하는 데 어려움을 겪습니다.
• 너무 많이 달리면 테일 파이프에 더 많은 HC, CO 함량이 있습니다.

린 작업 대 배기 촉매 :

삼원 촉매 컨버터 NO의 반응 때문에 희박 엔진 조건에서 작동 할 수 가솔린 차량에 장착 _X 질소와 산소가 환원 반응이며,이 발생하는 해당 산화있을 필요가있다. CO에 대한 CO 및 탄화수소의 산화 인 삼원 촉매 ₂ . 과잉 산소가 존재하는 경우, NO _x 보다는 산소 가 CO 및 HC의 산화제로 작용할 것입니다. 왜냐하면 더 강력한 산화제이기 때문 입니다. NO _x 는 미 반응 상태로 남아있을 것입니다.

NO를 줄이기위한 기술이 _X 존재를 수행하고 점점 린 실행합니까 디젤 엔진에 사용되는 엔진 배기 가스에서 산화 가능한 가스 대응의 존재없이. 그러나 차량에 더 많은 장비가 필요하기 때문에 비용과 복잡성이 추가되고 일부 접근 방식은 사용시 보충해야하는 첨가제가 필요합니다.

린번 기술 은 과거 휘발유 엔진에 사용되어 왔지만 NO _x 배출량 에 대한 규제 강화로 인해 실패 했을 가능성이 있습니다. 이는 NO _x 환원 기술이 더욱 발전 함에 따라 다시 나타날 수 있습니다 .

터보 차저 및 과급기의 장단점

터보 차저 또는 과급기를 사용하면 동일한 엔진 변위에 대해 더 많은 동력을 출력하거나 동일한 출력에 대해 더 작은 엔진 변위를 허용합니다. 이것은 엔진이 더 작고 가벼울 수 있으며 더 작은 실린더는 더 낮은 마찰 손실을 갖음을 의미합니다. Ford의 Ecoboost 제품군 과 같은 최신 소형 가솔린 엔진은 일반적으로 과급 및 과급을 모두 사용하여 높은 연료 효율을 제공합니다.

터보 차징 또는 과급의 주된 단점은 장비의 복잡성과 비용이 추가된다는 점이지만 효율성 향상에 가치가있는 것으로 점점 높아지고 있습니다.

촉매 변환기가 더 많은 공기를 처리 할 수있는 것은 아닙니다. 린 (lean)을 달리면 연소 온도가 올라갑니다 (실제로 이유는 모르겠지만 지금은 궁금합니다). 작동 범위. 나도 모르는 화학과 관련이 있습니다.

터보 부스트 및 과급의 장점은 증가하는 공기뿐만 아니라 증가하는 정확한 비율의 공기 연료 혼합물입니다. 모든 파워 스트로크마다 더 많은 공기 / 연료가 더 많은 파워를 제공합니다. 터보 차저의 단점은 잘못된 디자인으로 많은 힘을 제공하지만 그 힘은 스로틀보다 느리다는 것입니다.

수퍼 차저의 단점은 벨트를 통해 크랭크 샤프트에 의해 구동되어 작업을 수행하는 데 약간의 전력을 소비한다는 것입니다. 그들은 소비하는 것보다 더 많은 전력을 분명히 생산하지만 소비하는 양만큼 여전히 줄어 듭니다. 터보 차저는 배기 가스에 의해 구동되기 때문에 부작용은 약간의 배압입니다.

거리 차량에서이 작업을 수행하지 않는 또 다른 이유는 주행 거리가 줄어들고 (연료 소모가 빠름) 추가 동력으로 인해 엔진을 다루거나 감당할 수없는 엔진이 마모 될 수 있습니다.

희망이 도움이됩니다!

에 접촉하는 한 추가 점이다 날씬 하고 부유 한이 엔진은 이미에서 실행되는 어떤 조건을 기준으로합니다. 화학 반응의 관점에서, 자동차 엔진은 혼합물에서 폭발의 빈도를 감소시키기 때문에 모든 공기에 필요한 것보다 더 많은 연료를 기본으로 약간 풍부하게 운영하는 경향이 있습니다.

설계된 작동 조건보다 더 느리게 작동하도록 변경 하면 화학량 론적 연소로 이동할 수 있습니다. 이것은 모든 연료가 모든 공기에 의해 소비되고 반응이 정확히 균형을 이루고 있음을 의미합니다. 이것은 또한 폭발입니다. 이로 인해 핑 (또는 노킹)이 발생하고 실린더와 피스톤이 손상됩니다. 화학량 론적 비율을 넘어서서 충분히 희박하게 만들기 위해 물건을 바꾸면 폭발의 위험이 줄어 들지만 너무 희박하게 움직이면 불화 속도가 증가합니다-엔진 및 촉매 변환기의 손상이 증가합니다 ).

희박한 혼합물 자체를 작동시키는 것이 반드시 폭발, 핑 또는 노킹을 유발하지는 않습니다. WW2 시대의 오래된 타이머 피스톤 항공기 조종사는 장거리에서 심각하게 마른 혼합물을 사용하여 범위를 증가시키는 데 사용되었으며 고도 및 전력 설정을 순항 할 때 그렇게하는 것이 안전했습니다. 당신은 등반이나 높은 전력에서 그것을 고려하지 않을 것입니다.

자동차 엔진을 사용하는 경우 엔진의 부하 수준에 따라 혼합을 농후에서 희박으로 조정하는 적응 형 프로그래밍이 필요합니다. 안정적인 고속도로 속도로 장거리, 평평한 도로에서 아마 당신은 아마 많은 시간을 마른 상태로 달릴 수 있지만, 전형적인 도시 스타일의 중지 및 이동 또는 언덕이 많은 지형의 경우, 당신은 아마도 그것이 전력 범위에 있지 않을 것입니다 안전하고 효율적이거나 효과적입니다.

배출량에 관해서는, 희박하게 달리는 것이 산화 질소를 생성하므로 스모그 경향이있는 지역에서 추가적인 우려가있을 수 있습니다.

희박하게 주행하지 않는 추가적인 이유가 있는데, 이는 터보 차저 엔진에 매우 잘 적용됩니다. 추가 연료는 연소 생성물과 실린더 벽 사이에 '경계층'을 만듭니다. 이는 연소 중 추가 열을 흡수하여 챔버 온도를 허용 범위 내로 유지합니다.

인젝터가이 경계층을 유지하기에 충분한 연료를 공급할 수없고 연소실 압력 / 온도가 상승한다는 점에서 매우 높은 터보 / 과급기 부스트를 실행하는 개조 차량은 종종 너무 희박하게 운전하는 지점에 있습니다. 극단적 인 경우 폭발 / 노크가 발생하고 부스트가 높으면 피스톤이 물리적으로 손상 될 수 있습니다.

좋은 질문. 대답은 비 CO2 배출량을 제거하고 합리적인 효율과 동력을 제공하기 위해 엔진은 TDC 직전에 폭발적으로 풍부하고 풍부한 연료를 연소 한 다음 TDC 이후에 희박하게 연소시키고 마지막으로 충전이 끝난 후 세 번째로 연소시켜야한다는 것입니다 빠른 연소 실린더 및 덜 뜨겁고 느린 재 팽창 실린더로 들어갔다.