Warum wird der Kraftstoff nicht vor dem Kompressor oder der Ansaugkammer eingespritzt?
Die Brennkammer erhält viel Design und cleveres Denken, um Kraftstoff und Druckluft auf kurze Distanz/Raum mischen zu können. Dies fügt dem gesamten Motor mehr Gewicht und Länge hinzu.
Ich verstehe, dass die Änderung dieser Art der Kraftstoffeinspritzung ein neues Design und eine neue Technik erfordern würde, um dies zu erreichen, z. B. um die Korrosion der Schaufeln zu verhindern, aber könnte dies dennoch getan werden?
Wenn jemand oder ein Unternehmen es bereits getan hat und es nicht funktioniert hat, was waren die Gründe?
tl; dr Die Flamme würde stromaufwärts in den Kompressor vordringen und ihn beschädigen, den sorgfältig ausgewogenen Fluss tödlich stören und den Motor abwürgen oder beides.
lange Antwort: In einem Turbinentriebwerk gibt es eine kontinuierliche Flamme, bei der eingespritzter Kraftstoff durch den bereits brennenden Kraftstoff stromabwärts gezündet wird. Jetzt kann man die Strömungsgeschwindigkeit und die Flammenausbreitungsgeschwindigkeit nicht exakt aufeinander abstimmen, weil eine kleine Störung dann den Motor ausblasen könnte und weil beides in nicht trivialer Weise von der Leistungseinstellung abhängt.
Im Normalbetrieb kann sich die Flamme also stromaufwärts ausbreiten, bis sie zu dem Punkt gelangt, an dem der Kraftstoff noch nicht ausreichend mit Luft vermischt ist, um zu brennen, und dort bleibt sie. Wenn Sie den Kraftstoff vor dem Kompressor eingespritzt haben, würde die Flamme in ihn eindringen und die letzte Stufe verschlingen, sie beschädigen und auch den Druck über das hinaus erhöhen, was die vorhergehenden Stufen aufrechterhalten könnten, was den Kompressor zum Stillstand bringen und verursachen würde der Motor stoppt, entweder sofort aufgrund von Sauerstoffmangel oder indem er mit jedem Stall-Zyklus mehr Schaden verursacht.
Beachten Sie, dass Ottomotoren (Benzin und LPG und CNG) normalerweise Kraftstoff vor der Verdichtung einspritzen, aber ihr Verdichtungsverhältnis auf etwa 12:1 bei Benzin mit hoher Oktanzahl und 14:1 bei cleveren Tricks begrenzt. Wenn das Verdichtungsverhältnis höher wäre, würde sich das Kraftstoff-Luft-Gemisch durch die Verdichtungswärme entzünden, bevor der Kolben den oberen Totpunkt erreicht, und der Rotation entgegenwirken. Im Gegensatz dazu haben Selbstzündungsmotoren (Dieselmotoren) ein Verdichtungsverhältnis von mindestens 14:1 und spritzen den Kraftstoff nur dann ein, wenn er anfangen soll zu brennen.
Während frühe Turbinen eher niedrige Verdichtungsverhältnisse hatten, kommt die neueste Generation in den Bereich, der mit Dieselmotoren vergleichbar ist, wo sich der Kraftstoff allein aufgrund der Verdichtungswärme entzünden könnte – sie verwenden immer noch Funken zur Zündung, weil sich der Starter nicht so hoch aufbaut Druck in ihnen, aber es zeigt deutlich, dass sie den Kraftstoff nicht einspritzen können, bevor er zu brennen beginnt.
Ron Beyer
David Richerby
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