Supercharger-Rechner erklärt

Die Grundlagen der Kompressorrechner…

Supercharger-Rechner basieren auf mehreren grundlegenden Gleichungen, die die Leistung und die physikalischen Regeln bestimmen, die Supercharger binden. Im Kern arbeiten Supercharger nach dem idealen Gasgesetz, bei dem PV = NRT-Druck x Volumen = Anzahl der Gasmoleküle x konstante x Temperatur. Was Kompressoren tun, ist, dass sie den Motor mit mehr Luftmolekülen füttern, indem sie den Motor mit Zwangsluft überfüttern. Diese Luft wird in den Motor gedrückt, weil der Kompressor mehr Luft in den Motoreinlass bläst, als der Motor normalerweise aus eigener Kraft atmen würde. Das Ergebnis dieser „erzwungenen Induktion“ kann in einem von zwei Aspekten beobachtet und gemessen werden: Druck oder Temperatur. In einer idealen Welt mit einem Kompressor mit perfektem adiabatischen Wirkungsgrad können wir dem Motor doppelt so viele Luftmoleküle zuführen (um die PS-Zahl zu verdoppeln), indem wir den Einlassluftdruck verdoppeln (auf 2,0 Atmosphären oder das, was wir 15 Pfund nennen pro Quadratzoll (PSI) Boost). In der realen Welt sind Kompressoren nicht zu 100 % effizient, und daher ist es möglich, dass wir durch Verdoppeln des Einlassladedrucks aus folgenden Gründen weniger als die doppelte Leistung erhalten:

P*V=n*R*T Druck steigt um Faktor 2 Volumen ist fest Anzahl der Gasmoleküle steigt um 80% (bzw. Faktor 1,8) Temperatur steigt um Faktor 11% (bzw. Faktor 1,11) Wenn wir Schauen Sie sich unsere obige Gleichung an, wir können sehen: 2*P*V = 1,8*N*R* 1,11T Die Gleichung ist ausgeglichen als 2,0X1 = 1,8 * 1,11 (der Druckanstieg wird durch die kombinierte Wirkung des Anstiegs des Luftstroms ausgeglichen und Temperaturanstieg).

Von hier aus können wir auch sehen, dass selbst bei gleichem „Boost“-Niveau ein effizienterer Kompressor mehr PS leisten kann, da mehr Kompressorenergie in Kompression und Luftstrom umgewandelt wird und nicht in thermischen Anstieg … Also, wie wir bringen diese Gleichungen in PS und Boost in die „reale Welt“? Beginnen wir mit einem 2,0-Liter-Motor (Volumen) und 140 PS (Luftmoleküle). Angenommen, wir haben ein Ziel von 280 PS. Unser Durchflussverhältnis wird sich auf das Verhältnis unserer Ziel-PS zu unserer aktuellen PS beziehen. Dichteverhältnis = 280/140 = 2,0 Dichte = Masse / Volumen und da das Volumen des Motors auf 2,0 Liter festgelegt ist, brauchen wir die 2,0-fache Luftmasse in das gleiche Volumen zu passen. Das bedeutet, dass wir doppelt so viele Luftmoleküle in den Motor einbauen müssen. Nehmen wir nun an, wir haben einen Kompressor mit einem Wirkungsgrad von 70 %. Das bedeutet, dass wir zum Erreichen eines Dichteverhältnisses von 2,0 ein Druckverhältnis benötigen: P = 2,0 / 0,70 = 2,85 Ein Druckverhältnis von 2,85 entspricht 27 psi. Wenn wir uns stattdessen den Temperaturanstieg ansehen … dann T2/T1 = Druckverhältnis / Dichteverhältnis Also die Kompressorauslasstemperaturen T2 = Druckverhältnis (P) / Dichteverhältnis * T1 (wobei die Temperatur in Grad Kelvin angegeben ist).

Unter der Annahme einer Einlasstemperatur von 80*F stellen wir fest, dass die Auslasstemperatur des Kompressors T2 = 309*F beträgt. Hier sollte man an Ladeluftkühler oder Nachkühler denken…. Nachkühler sind Radiatoren, die Wärme von der Druckluft nach ihr abführen verlässt den Kompressor. Der ideale Ladeluftkühler senkt die Lufttemperatur dramatisch, ohne den Luftströmungsweg drastisch zu behindern, und hat daher einen minimalen Druckabfall. Der Ladeluftkühler erhöht die Leistung auf drei Arten:

1 – Durch die Kühlung der Luftladung erhöht sich das Dichteverhältnis des Gemisches bei gleichem Druckverhältnis.

2 – Die Endtemperatur des in den Motor eintretenden Luft-Kraftstoff-Gemisches sinkt, was zu einem leistungseffizienteren Verbrennungsprozess führt (da die Ausgangsleistung des Verbrennungsereignisses direkt proportional zur Differenz zwischen den Temperaturen des Einlassgemisches und den Temperaturen des Abgasgemisches ist).

3 – Senkung der endgültigen Oktanzahlanforderungen der Mischung, wodurch wir mehr Timing-Vorverstellung oder mehr Ladedruck hinzufügen und mehr Leistung innerhalb der gleichen Oktanzahlgrenzen erzielen können.

Mit einem guten Ladeluftkühler können wir die Temperatur der Luftansaugladung auf bis zu 30 Grad der Umgebungslufttemperatur senken. Gleichzeitig hat ein Ladeluftkühler nur einen marginalen Druckabfall von 0,5 bis 1,0 psi über den Kern. In Anbetracht dieser Zahlen gibt uns die Kombination eines Kompressors mit einem effizienten Ladeluftkühler ein System, das einen adiabatischen Wirkungsgrad hat, der viel näher an 100 % liegt, und das bedeutet, dass wir in der Lage sind, die Leistung unseres ursprünglichen Motors bei etwa 18 psi zu verdoppeln Boost (statt 27 ohne Ladeluftkühler und statt 15 für einen „idealen“ Kompressor), wenn Sie die Mathematik hinter diesem Szenario durchgehen möchten.

Sobald Sie Ihr Druckverhältnis, Ihr Dichteverhältnis, Ihre Ladeluftkühlerauslasstemperaturen und Ihre Gesamtleistungs- und Durchflusszahlen haben, können Ihnen die meisten Kompressorrechner detailliertere Spezifikationen für den Aufbau Ihres Autos geben (z. B. genaue Zahlen für das Kompressorgetriebe und die erforderliche Ansaugung). und Auspuffabmessungen sowie Kraftstoffdruck- oder Kraftstofffluss-Upgrade-Anforderungen). Aber im Kern jedes aufgeladenen oder aufgeladenen Fahrzeugs wird PV = nRT immer gelten. Dies ist eine großartige Information, denn mehrere Leute haben sich entschieden, Wasserevakuierungspumpen zu versuchen und zu verkaufen, die typischerweise auf Booten als „elektrische“ Kompressoren für Motoren mit kleinem Hubraum verwendet werden. Es hat sich viele Male gezeigt, dass durch den Anschluss eines Ladedruckmessers an den Einlass eines dieser „elektrisch aufgeladenen“ Motoren, dass diese Bilgenpumpen nicht über die Durchfluss- oder Sperrdruckfähigkeit verfügen, um den Ladedruck des Einlassgemischs um einen messbaren Betrag zu erhöhen . Der Druck (wie wir bereits erklärt haben) ist nicht der einzige Hinweis auf eine erzwungene Induktion … aber bei überhaupt keinem Druckanstieg bedeutet dies, dass der „elektrische“ Lader einen Wirkungsgrad von 0% hat, was bedeutet, dass er es bestenfalls tun wird die Zuluft aufheizen und es wird kein übermäßiger Luftstrom beobachtet.

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