Lợi ích của cảm ứng cưỡng bức

Dịch chuyển và hiệu suất của động cơ hút khí tự nhiên giới hạn mức công suất mà nó có thể tạo ra. Động cơ chỉ có thể hít nhiều không khí vì lực khí quyển đẩy không khí vào động cơ chỉ là 14,7 lbs. trên mỗi inch vuông ở mực nước biển. Tệ hơn nữa, áp suất khí quyển giảm theo độ cao. Mật độ không khí cũng giảm theo nhiệt độ vì không khí nóng loãng hơn không khí lạnh.

Hầu hết các động cơ hút khí tự nhiên cổ phiếu chỉ đạt được hiệu suất thể tích tối đa từ 75% đến 85%.

Động cơ phân khối nhỏ hoặc phân khối lớn của Chevy, Ford hoặc Chrysler thường được giới hạn ở hai van trên mỗi xi-lanh và thời gian van cố định, nhưng nếu bạn đang làm việc trên một động cơ kiểu mới, nhiều van trên mỗi xi-lanh và thời gian van biến thiên có thể giúp cải thiện hiệu quả thở .

Các thủ thuật khác để cải thiện luồng không khí và hiệu quả thể tích trong động cơ hút tự nhiên

• Lắp đặt một thang máy cao hơn, trục cam thời gian dài hơn.

• Sửa đổi đầu kho hoặc thay thế chúng bằng đầu hiệu suất hậu mãi có van lớn hơn và cổng tốt hơn.

• Lắp đặt đường ống nạp với đường chạy cao hơn và dài hơn để giúp nạp nhiều không khí hơn vào xi lanh.

• Lắp đặt thân bướm ga lớn hơn hoặc bộ chế hòa khí (hoặc nhiều bộ chế hòa khí) có thể tạo ra nhiều CFM hơn (feet khối trên phút).

• Thêm một ống hút không khí hoặc hệ thống hút gió lạnh để giúp dẫn luồng không khí mát hơn vào động cơ.

• Cải thiện hệ thống lọc khí thải với các ống tiêu đề và ống chéo giúp cải thiện luồng không khí ra khỏi xi lanh.

Với những cải tiến như vậy, có thể tăng hiệu suất thể tích của động cơ lên ​​phạm vi 90% hoặc thậm chí cao hơn. Nhưng để đạt được hiệu suất thể tích 100% hoặc cao hơn (đặc biệt là ở vòng tua cao hơn) thường yêu cầu một số loại hệ thống cảm ứng cưỡng bức như bộ tăng áp hoặc bộ siêu nạp.

Cảm ứng cưỡng bức

Hệ thống cảm ứng cưỡng bức khắc phục những hạn chế của áp suất khí quyển bằng cách đẩy nhiều không khí hơn vào các xi lanh. Do đó, công suất đầu ra của động cơ trở thành một chức năng cho biết mức độ tăng tốc của động cơ. Hơn nữa, việc tăng áp suất tăng khắc phục được nhiều khiếm khuyết trong hệ thống cảm ứng và đầu xi lanh vốn có thể hạn chế lưu lượng không khí và hiệu suất thể tích của động cơ.

Xét cho cùng, việc đẩy không khí vào động cơ bằng tuabin hoặc quạt gió dễ dàng hơn nhiều so với hút không khí chỉ bằng chân không nạp.

Ngay cả với mức tăng tương đối vừa phải, chẳng hạn từ 6 đến 8 psi, hệ thống cảm ứng cưỡng bức có thể dễ dàng tăng công suất của động cơ đường phố điển hình 150 mã lực trở lên.

Tăng áp suất tăng lên 14 đến 16 psi và bạn thường có thể tăng gấp đôi công suất đầu ra của hầu hết các động cơ. Nâng cao nó hơn nữa và bạn đã sẵn sàng để tham gia các cuộc đua. Sau đó, thử thách trở thành việc xây dựng động cơ để nó có thể xử lý nguồn điện phụ một cách an toàn mà không làm hỏng thứ gì đó (chúng ta sẽ tìm hiểu ngay sau đây).

Sự khác biệt về cảm ứng không khí

Máy tăng áp sử dụng khí thải nóng để làm quay bánh tua-bin ở tốc độ cao được nối bằng trục ngắn với bánh công tác bên trong vỏ máy nén. Cánh quạt hút không khí vào vỏ turbo, nén nó và đẩy vào động cơ để tạo áp suất tăng. Khi được nén, không khí sẽ nóng lên, do đó không khí thoát ra khỏi turbo thường được chuyển qua một bộ trao đổi nhiệt không khí hoặc không khí với nước được gọi là “bộ làm mát liên động”.

Áp suất tăng được kiểm soát bởi một "cửa thải" mở ra để thoát áp suất sau khi đạt được một mức tăng nhất định.

Bộ dụng cụ Turbo có sẵn cho nhiều ứng dụng phổ biến và đơn giản hóa đáng kể các vấn đề lắp đặt bằng cách cung cấp tất cả phần cứng và hệ thống ống nước cần thiết để phù hợp với một chiếc xe cụ thể, bao gồm kim phun nhiên liệu lưu lượng cao hơn, bơm nhiên liệu lưu lượng cao hơn trong một số trường hợp và một công cụ điều chỉnh đặc biệt cho hiệu chỉnh lại ECM.

So sánh, tăng áp thường cung cấp phản ứng ga tức thì hơn tùy thuộc vào loại bộ tăng áp được sử dụng. Bộ tăng áp là một máy thổi khí dẫn động bằng dây curoa nên nó có phần kém hiệu quả hơn một máy tăng áp vì nó lấy công suất từ ​​động cơ để truyền động máy thổi khí. Một turbo nhận năng lượng truyền động miễn phí từ ống xả nhưng cũng tạo ra một lượng nhỏ áp suất ngược giảm công suất phải được khắc phục trước khi nó phát triển tăng lực và bắt đầu tạo ra công suất.

Một bộ siêu nạp “chuyển vị tích cực” (còn được gọi là bộ thổi kiểu “Roots”) - tương tự như trên ZR1 Corvette, GT 500 Shelby Mustangs, Roush Mustang và nhiều thanh đường phố - có các cánh quạt dạng thùy quay ngược chiều để hút không khí vào động cơ. Áp suất tăng được phát triển phụ thuộc vào tốc độ động cơ và tỷ số truyền động dưới của puli trên bộ siêu nạp.

Để so sánh, một bộ tăng áp “ly tâm” không có các cánh quạt quay ngược chiều, nhưng sử dụng thiết kế máy nén tương tự như bánh xe cánh quạt trên bộ tăng áp. Tăng tốc được tạo ra với vòng tua máy giống như một turbo, nhưng phản ứng của bướm ga tốt hơn do thiết lập truyền động dây đai.

Bộ siêu tăng áp có sẵn cho nhiều động cơ đường phố phổ biến và thường cung cấp khả năng tăng hiệu suất từ ​​150 đến 200 mã lực hoặc hơn - điều mà hầu hết các khối động cơ cổ phiếu có thể xử lý. Nhưng các sửa đổi bổ sung trở nên cần thiết để duy trì độ tin cậy của động cơ với mức tăng cao hơn.

Lỗi Turbo và Sự cố Động cơ

Các hỏng hóc của bộ tăng áp thường là kết quả của việc bôi trơn kém hoặc bị hỏng dầu. Nhiệt độ cao trong vỏ ống xả turbo sẽ truyền rất nhiều nhiệt đến các ổ trục trong vỏ giữa. Nếu việc cung cấp chất làm mát hoặc dầu cho vỏ tuabin bị hạn chế hoặc bị mất, nó có thể gây hỏng ổ trục. Dầu tổng hợp được khuyên dùng cho động cơ turbo vì nó có thể xử lý nhiệt độ cao tốt hơn dầu thông thường. Thay dầu thường xuyên cũng là một điều bắt buộc.

Bởi vì bộ tăng áp tăng sức nén và công suất, chúng cũng làm tăng nhiệt và áp suất bên trong buồng đốt của động cơ. Điều này có thể gây khó khăn cho tuổi thọ của miếng đệm đầu trừ khi miếng đệm có khả năng xử lý phần tăng thêm.

Nhiều miếng đệm đầu được sử dụng trong động cơ tăng áp của nhà máy là thép nhiều lớp (MLS). Một miếng đệm đầu MLS thường có ba đến năm lớp thép. Các lớp bên ngoài thường được dập nổi và phủ một số loại cao su tổng hợp nhiệt độ cao, trong khi lớp trung tâm có thể phẳng và có chức năng giống như một miếng chêm. Gioăng MLS bền hơn so với gioăng đầu cấu tạo điển hình và có thể chịu được nhiệt độ và áp suất cao hơn trong các ứng dụng turbo. Các miếng đệm đầu MLS hậu mãi thường có sẵn như một bản nâng cấp để thay thế miếng đệm đầu trên nhiều động cơ hút khí tự nhiên cũng như các động cơ tăng áp cũ hơn có thể không có miếng đệm đầu MLS.

Thiết bị gốc Các miếng đệm đầu MLS thường yêu cầu bề mặt hoàn thiện cực kỳ nhẵn (30 RA hoặc ít hơn) trên cả đầu xi lanh và khối động cơ, nhưng hầu hết các miếng đệm MLS hậu mãi đều có lớp phủ có thể đáp ứng bề mặt hoàn thiện bề mặt thô gấp đôi (60 RA).

Sửa đổi động cơ

Bất cứ khi nào bạn tùy chỉnh động cơ cho một khách hàng sẽ sử dụng một số loại bộ bổ sung năng lượng, các nâng cấp hoặc sửa đổi lớn sẽ trở nên cần thiết để xử lý an toàn việc tăng công suất. Những mod nào và bao nhiêu sẽ phụ thuộc vào động cơ và ứng dụng. Một động cơ dùng cho xe kéo hoặc một số loại xe đua khác có thể không tăng được nhiều dặm trong một mùa nhưng số km mà nó chạy sẽ là quãng đường khó khăn khi hết ga khi tải nặng. Mặt khác, động cơ đường phố dành phần lớn thời gian để chạy dưới tải tương đối nhẹ và chỉ đôi khi được kêu gọi để tạo ra công suất tối đa. Nhưng chúng dự kiến ​​sẽ tồn tại hàng chục nghìn dặm mà không gặp vấn đề gì lớn. Vì vậy, có thể lập luận rằng độ bền của động cơ cũng quan trọng như nhau đối với cả hai loại ứng dụng bộ bổ sung công suất.

Những nâng cấp cần thiết để xử lý bộ bổ sung công suất sẽ phụ thuộc vào động cơ và mức công suất mà động cơ được chế tạo để sản xuất. Đối với một ứng dụng đường phố điển hình, những thay đổi đối với piston, thanh truyền và trục khuỷu thường là không cần thiết trừ khi khách hàng muốn tăng mức công suất điên cuồng. Hầu hết các động cơ V8 nguyên khối có thể xử lý an toàn 150 đến 200 mã lực trên đường phố mà không gặp phải bất kỳ vấn đề lớn nào.

Khi công suất đầu ra của động cơ vượt quá khoảng 600 mã lực với khối nhỏ hoặc 800 mã lực với khối lớn, thì việc nâng cấp bắt đầu trở thành bắt buộc đối với bộ bổ sung công suất.