Warum steigt der Ladedruck mit der Leistung?

Während ich eine Antwort auf diese Frage schrieb, erinnerte ich mich an etwas, das ich nicht wirklich verstehe.

Der Unterdruck im Ansaugkrümmer wird durch das Absenken des Kolbens bei geöffnetem Einlassventil während der Saugphase des Otto-Zyklus verursacht. Es ist dieses Vakuum, das bewirkt, dass Kraftstoff in den Einlass gedrückt wird, je größer das Vakuum, desto größer der Kraftstoff, der der Einlassladung hinzugefügt wird, und desto größer die Leistung.

Da sich das Nadelventil zusammen mit dem Eingang zum MAP-Messgerät auf der Krümmerseite der Drosselklappe befindet, warum steigt der Krümmerdruck mit der Leistung? Ich hätte gedacht, mehr Leistung, mehr "saugen", weniger Druck; mehr Druck, weniger "saugen", weniger Sprit.

Ich bin offensichtlich falsch, da es nicht so funktioniert, aber warum?

Die Antworten auf diese Frage kommen nahe, aber mir fehlt immer noch etwas (und ich bin mir sicher, dass die Offensichtlichkeit der Antwort bald peinlich sein wird).

Möglicherweise verwandt: Aviation.stackexchange.com/q/9313/167
Sie brauchen kein Vakuum, um Kraftstoff durch die Düse zu ziehen. Luft, die mit Geschwindigkeit vorbeiströmt, reicht aus. Ich habe eine Airbrush, die eine Druckluftdüse hat, mit einer Farbdüse vorne. Wenn ich das Luftventil öffne, wird Farbe aus der Farbdüse in den Luftstrom gesaugt.
Der Saugrohrdruck steigt nicht wirklich mit der Leistung. Bei einem Propeller mit konstanter Drehzahl steigt die Leistung, wenn Sie die Drehzahl erhöhen, aber der Saugrohrdruck nimmt ab.
@ Jan Hudec, ich bin mir ziemlich sicher, dass er davon spricht, den Leistungshebel zu bewegen, nicht die Propellersteuerung.
@MichaelHall, wenn man nur "Leistung" sagt, meine ich im Allgemeinen die tatsächlich vom Motor erzeugte Leistung, unabhängig davon, wie die Steuerhebel eingestellt sind. Und für Ottomotoren ist der übliche Begriff "Gashebel", weil er die Drosselklappe steuert, wobei dieser Begriff sogar in der Frage vorkommt.
@Jan Hudec, ok ... aber die Art und Weise, wie Sie die tatsächlich vom Motor erzeugte Leistung erhöhen, besteht darin, den Gashebel oder den Leistungshebel vorzuschieben. (Unabhängig von der Propellereinstellung) Das Erhöhen der Propellerdrehzahl allein flacht einfach die Steigung ab und bewirkt, wie Sie bemerkt haben, dass der Krümmerdruck abnimmt, da der Motor weniger belastet wird. Sie erhöhen die Gesamtleistung nicht, indem Sie den Klingen erlauben, sich freier zu drehen.
@MichaelHall, eigentlich ja, tust du. Bei höheren Drehzahlen zieht der Motor mehr Gemisch pro Zeiteinheit an und verbrennt es. Der Krümmerdruck wird fallen, so dass der Anstieg weniger als proportional zum Anstieg der Drehzahl sein wird, aber es wird trotzdem ein Anstieg sein.
@Jan Hudec, ich werde nicht mit Ihnen über solche Details streiten, aber lassen Sie mich Ihnen eine Frage stellen: Sie werden im Reiseflug abgeflacht und aufgrund einer Wolkenschicht vor Ihnen entscheiden Sie sich für einen einfachen Aufstieg 1000' oder so. Sie können nur einen Hebel berühren, entweder Gas oder Propeller RPM. Welche wählst du und warum?
@MichaelHall, abhängig; Das Gas hat einen größeren Effekt, aber in der Nähe der Decke (ok, dann werden es sowieso keine 1000 fpm) kann es nirgendwo hingehen, aber die Drehzahl könnte es sein.
Nur neugierig, aber sind Sie ein Pilot mit einer komplexen Bestätigung?
Und zweitens sagte ich, ich würde nicht über Details streiten, aber selbst wenn der Motor bei höheren Drehzahlen etwas mehr Luft ansaugen könnte, wird die Leistung nicht steigen, wenn Sie nicht aufs Gaspedal treten. PS ist das Drehmoment multipliziert mit der Drehzahl (/5252), aber wenn Sie die Drehzahl erhöhen, indem Sie die Drehmomentlast verringern, bleibt die Nettoleistung konstant.

Antworten (8)

Der Saugrohrdruck ist eigentlich ein Maß für den Unterdruck zwischen der Drosselklappe und den Zylindern. Je mehr die Drosselklappe geöffnet wird, desto näher kehrt der Krümmerdruck zum atmosphärischen Druck zurück.

Die dem Motor zugeführte Kraftstoffmenge hängt von der Druckdifferenz zwischen dem Krümmer und dem Drosselklappengehäuse ab. Der Druck des Drosselklappengehäuses nimmt ab, wenn die Drosselklappe erhöht wird, da der Luftstrom über das Venturi mit größerer Geschwindigkeit strömt (schnellere Luft -> niedrigerer Druck). Der Krümmerdruck steigt, wenn die Drosselklappe erhöht wird, aufgrund des größeren Kraftstoff-/Luftgemischflusses in den Krümmer (größere Luftmasse , die in ein festes Volumen strömt -> höherer Druck). Die Druckdifferenz wird also größer, wenn die Drosselklappe erhöht wird.

Dieser Link hat eine ziemlich gute Beschreibung dessen, was vor sich geht.

Tolle Verbindung. Ich habe das aus dem Unterricht, den ich vor einiger Zeit in einer DA-40 gemacht habe, in meiner Kampftasche ausgedruckt.
Danke, ist ein guter Link. Aber ich verstehe immer noch nicht (aus diesem Link oder einer der Antworten), warum reduzierter Druck zu weniger Kraftstofffluss führt. Sicherlich ist es das Vakuum, das Kraftstoff aus dem Vergaser zieht?
Ich glaube, du siehst es rückwärts. Es ist nicht der reduzierte Druck, der weniger Kraftstofffluss verursacht . Es ist weniger Kraftstofffluss, der den verringerten Druck verursacht. Um auf die Strohhalm-Analogie von unten zurückzukommen, stellen Sie sich vor, Sie saugen an einem sehr breiten Strohhalm. Es wäre schwierig, ein "Saugen" (Druck reduzieren) zu erzeugen, aber wenn die Öffnung verengt wird, nimmt der Druck ab (Vakuum steigt) --- Die Betrachtung eines Flüssigkeitssystems kann verwirrend sein, und ich bin mir nicht sicher, ob dies der Fall ist eine Ursache und Wirkung ist wirklich genau überhaupt.
Ich denke, diese Aussage aus dem Link ist wahrscheinlich die hilfreichste: "Der Ladedruck hängt vom Umgebungsdruck, der Position der Drosselklappe und der Geschwindigkeit ab, mit der sich die Kolben auf und ab bewegen." Wir können nur eine dieser Variablen (Gas) direkt beeinflussen. Durch Erhöhen des Gaspedals erhöht sich die Drehzahl (bei fester Steigung), aber da unser Einlass größer ist, wird der Druck durch die einströmende Luft stärker erhöht als durch die schnellere „Vakuumpumpen“ -Aktion der Zylinder verringert.
Ich glaube, ich habe meine Antwort gefunden. Mein Fehler liegt in der Ausgangsfrage. Der Kraftstoffeinlass befindet sich nicht auf der Krümmerseite der Drosselklappe, sondern auf der Einlassseite! Eine breitere Drosselklappeneinstellung bedeutet also einen verringerten Druck im Einlass, aber einen erhöhten Druck im Krümmer, der den Kraftstoff ansaugt! Mit diesem Wissen und den Antworten hier fängt es an, zusammenzupassen. Die Stroh-Analogie hilft! Sie und @jt000 könnten erwägen, Ihre Antworten in dieser Richtung zu bearbeiten. Ich glaube nicht, dass sie noch vollständig genug sind, um sie zu akzeptieren. Beifall
Ja, mir war nicht klar, wie sehr sich Ihre ursprüngliche Frage mit dem Kraftstofffluss befasste. Ich habe meine Antwort so bearbeitet, dass sie dies enthält.
Die Diagramme in diesem Link sind falsch. Sie haben die Drosselklappe vor dem Vergaser-Venturi und sie befindet sich tatsächlich zwischen Venturi und Zylinder. Der Choke befindet sich in der angezeigten Position und kann nicht als Gashebel fungieren.

Der Ladedruck ist der Druck im Kraftstoff-Luft-Gemisch zwischen der Drosselklappe und dem Motor. Wenn die Drosselklappe auf niedriger Leistung steht, verhindert sie den Durchfluss von Kraftstoff und Luft, was zu einer Druckminderung führt. Dies liegt daran, dass der Motor versucht, Kraftstoff / Luft zu ziehen, aber die Drosselklappe dies verhindert, ähnlich wie das Saugen an einem Strohhalm, der in einen dicken Milchshake gesteckt wird. Wenn die Drossel weit geöffnet ist, kann der Kraftstoff ungehindert fließen und Sie sollten den normalen Druck wie draußen sehen (dh 29,92).

Mit anderen Worten, der Druck wird bei niedriger Leistung und bei "normalem" Druck bei voller Leistung tatsächlich verringert.

Weitere Informationen finden Sie unter diesem Link

Danke dir. Ich werde auf andere Antworten warten, aber ich denke respektvoll, dass Sie sich irren könnten. Sicherlich wird bei den Systemen, die ich gesehen habe, der MAP im Einlasskrümmer gemessen und hat keine Verbindung mit den Kraftstoffleitungen.
Der Einlasskrümmer leitet Kraftstoff / Luft zu den Zylindern. Es müsste an die Kraftstoffleitungen angeschlossen werden, oder? en.wikipedia.org/wiki/Inlet_manifold
Nein, die Kraftstoffleitung speist die Schwimmerkammer im Vergaser. Der Unterdruck außerhalb des Nadelventils saugt den Kraftstoff an. Die Kraftstoffleitung(en) sind nicht mit dem Krümmer verbunden. Ich habe diesen Link gelesen und fühle mich immer noch dick :) Ich verstehe es einfach nicht.
Ah, jetzt beginnt das Saugen an einem Strohhalm in einem dicken Milchshake es für mich zu tun! Wenn sich der Schmetterling öffnet, wird der Milchshake also dünner? Aber wenn das der Fall ist, warum nimmt der Kraftstofffluss mit zunehmendem Vakuum ab?
Der Motor versucht, Kraftstoff zu ziehen, aber die Drosselklappe verhindert dies. Wenn nichts den Kraftstofffluss behindern würde, wäre die Druckdifferenz nahe 0. In Ursache / Wirkung ausgedrückt: Ursache: Kraftstofffluss wird verringert, Wirkung: Druck nimmt ab (nicht umgekehrt).
Milchshake ist vielleicht nicht das beste Beispiel. Erwägen Sie, Ihren Finger über den Strohhalm zu legen und zu vergleichen, wenn Ihr Finger nicht auf dem Strohhalm liegt. Der reduzierte Druck, der mit Ihrem Finger auf dem Strohhalm verursacht wird, ist gleichbedeutend mit niedriger Leistung, wenn die Drosselklappe das Kraftstoff-Luft-Gemisch blockiert.

Der Ladedruck steuert die Stromerzeugung und die Drosselklappe steuert den Ladedruck. Der Druck steigt nicht, weil mehr Leistung erzeugt wird, sondern es wird mehr Leistung erzeugt, weil das Öffnen der Drosselklappe (Erhöhen des Drucks oder Reduzieren des Vakuums) es dem Motor ermöglicht, mehr Kraftstoff / Luft-Gemisch zu pumpen und zu verbrennen.

Ein Vergaser enthält die Drosselklappe zum Steuern des Luftstroms in den Motor. Es enthält auch ein Venturi, das die Menge des in die Luft gemischten Kraftstoffs misst. Das Verhältnis von Benzin zu Luft muss etwa 14:1 betragen, um richtig zu verbrennen, so dass mit zunehmendem Luftstrom durch das Venturi-Vakuum im Hals auch mehr Kraftstoff angesaugt wird, um das Verhältnis korrekt zu halten. Mehr Sprit ohne mehr Luft oder umgekehrt würde den Motor abstellen.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ebenfalls abgebildet ist die Choke-Platte, die verwendet wird, um zusätzlichen Kraftstoff in einen Motor zu bringen, bevor er auf Betriebstemperatur ist. Das Schließen des Chokes fügt dem Venturi-Vakuum Krümmervakuum hinzu, um mehr Kraftstoff in den Einlass zu ziehen. Kraftstoff verdampft nicht vollständig, wenn der Motor kalt ist, und er brennt nicht, wenn er nicht verdampft ist, sodass der zusätzliche Kraftstoff genug Dampf erzeugt, damit der Motor läuft. Wenn der Motor auf Betriebstemperatur kommt, wird der Choke geöffnet, damit sich die normale Kraftstoffmenge mit der Luft vermischt.

Nun, alle Piloten wissen, dass das Erhöhen des Gashebels oder das Öffnen des Gashebels den Krümmerdruck erhöht, sodass die obige Erklärung unvollständig ist. Beim Öffnen der Drosselklappe ist das Ansaugsystem für den Umgebungsluftdruck geöffnet, sodass dieser ansteigt. Das Luftvolumen nimmt zu und wird in den Verteiler mit fester Größe gedrückt, sodass der Druck zunimmt und auf dem MAP-Messgerät so stark angezeigt wird. Der MAP wird im Ansaugkrümmer gemessen, nicht im Venturi. Im ausgeschalteten Zustand ist der Druck während der gesamten Induktion Umgebungsdruck. Aber dann saugen die Zylinder Luft aus dem Krümmer, aber die geschlossene Drosselklappe würgt die Luft ab und der MAP sinkt. Wenn Sie dann die Drosselklappe öffnen, wird der Choke entfernt und der MAP kann auf Umgebungstemperatur ansteigen. Oder mehr wenn Turbo. Wenn durch Öffnen der Drosselklappe mehr Luft in den Krümmer mit festem Querschnitt gesaugt wird, steigt dessen Druck.

Ich beantworte meine eigene Frage, da die vorhandenen Antworten gut sind, übersehe jedoch einen wichtigen Punkt in meiner Frage, der letztendlich die Quelle meiner Verwirrung war.

Ich dachte fälschlicherweise, dass das Kraftstoffnadelventil auf der Krümmerseite der Drosselklappe ist. Daher konnte ich nicht verstehen, warum mehr Vakuum (weniger Leistung) nicht zu mehr Kraftstoff (mehr Leistung) führte.

Der Grund dafür ist, dass sich das Ventil auf der Einlassseite der Drosselklappe befindet und je weiter die Drosselklappe geöffnet ist, desto niedriger ist der Druck am Einlass und desto mehr Kraftstoff.

Wenn Sie also die Drosselklappe erhöhen, öffnet sich die Drosselklappe, wodurch mehr Luft schneller in den Motor eingelassen wird, was zu einem Druckabfall (aufgrund des Venturi) im Einlass führt, der mehr Kraftstoff ansaugt. Sortiert!

Ich denke, Sie haben vielleicht das Missverständnis, dass die Leistung erhöht wird, indem nur die Kraftstoffmenge erhöht wird. Tatsächlich wird die Leistung erhöht, indem mehr Kraftstoff / Luft-Gemisch in die Zylinder gepackt wird. Das Kraftstoff/Luft-Verhältnis sollte nicht allzu stark schwanken. Nur mehr Kraftstoff hinzuzufügen würde ein fetteres Gemisch ergeben, was tatsächlich die Leistung verringert.
@FredLarson Danke, aber das verstehe ich. Mehr Luft bedeutet mehr Kraftstoff bedeutet größere Ladung. Nur eine Erhöhung des Kraftstoffverbrauchs würde zu einem fetten Schnitt oder einer Überhitzung führen. Mein einziges Missverständnis war, auf welcher Seite der Drosselklappe sich der Kraftstoffhahn befindet.
OK gut. Ich werde meinen Kommentar hinterlassen, um allen anderen zu helfen, die verwirrt sein könnten.

Der Ansaugtakt erzeugt im Zylinder einen Unterdruck. Dieser Unterdruck lässt das Kraftstoff-Luft-Gemisch in den Zylinder. Dieser konstante Zyklus hält den Krümmerdruck niedriger als den atmosphärischen Druck, während der Motor läuft. Die dem Zylinder zur Verfügung stehende Gemischmenge wird durch die Drosselklappe gesteuert. Je weiter das Ventil geöffnet ist, desto mehr Gemisch steht dem Zylinder zur Verfügung. Der Öffnungsgrad der Drosselklappe bestimmt den Druck im Krümmer. Deshalb ist der Saugrohrdruck im Leerlauf am niedrigsten und am größten, wenn der Motor abgestellt ist.

Sprechen Sie über die Verschleierung des Problems!

Drosselplatte - ein variables Ventil zur Begrenzung des Luftstroms.

Drosselklappengehäuse - ein Kanal mit einem konvergierenden divergierenden Hals. dh ein Venturi. Die Drosselklappe steuert den Durchmesser des Venturi.

Krümmer - ein Rohr, das das Drosselklappengehäuse mit dem Zylinder verbindet.

Dieselbe Luft, die durch den Krümmer strömt, strömt durch das Drosselklappengehäuse, geregelt durch die Drosselklappe. Die konvergierende Form des Venturi bewirkt, dass diese Luft beschleunigt wird. durch das schmale Venturi strömt die gleiche Luftmenge, die durch den großen Krümmer strömt.

Gemäß dem Satz von Bernoullis sind Geschwindigkeit, Druck und Dichte alle austauschbar. Die gleiche Dichte oder Luftmasse, die durch einen kleineren Kanal strömt, hat eine höhere Geschwindigkeit und daher einen niedrigeren Druck. Die Atmosphäre drückt dann Kraftstoff in das Venturi-/Drosselklappengehäuse durch den Strahl in diese Zone mit niedriger Fläche - Das Spritzpistolenprinzip.

Der Saugrohrdruck zeigt die Position der Drosselklappe und wie der Luftstrom in den Motor regelt, und damit die Leistung, die der Motor erzeugen wird, wobei die Druckdifferenz gleich dem Quadrat des Luftstroms ist. Dieses Vakuum ist vollständig vom Venturi selbst getrennt, das eine Druckdifferenz zwischen seiner engsten Stelle und dem umgebenden größeren Kanal (ob auf atmosphärischen Druck bezogen oder nicht) sieht, einfach aufgrund der durchströmenden Luft mit der höheren Geschwindigkeit.

Das höchste Krümmervakuum ist tatsächlich beim Kompressionsbremsen ... besonders bei diesen schicken neuen EFI-Systemen mit Ansaugluftsteuerung und Kraftstoffabschaltung beim Verzögern ... sie können die Drosselklappe fast zu 100% schließen ... und der Motor dreht viel schneller als im Leerlauf...

Ich sehe es gerne so: Es gibt einen Zusammenhang zwischen Luftdruck und Luftgeschwindigkeit. Wenn die Geschwindigkeit hoch ist, ist der Druck niedrig. Wenn die Geschwindigkeit niedrig ist, ist der Druck hoch. Wenn wir also Gas geben, lassen wir mehr Luft in den Motor strömen. Wenn die Motordrehzahl zunimmt, wird die Geschwindigkeit der in den Krümmer strömenden Luft höher. Intern wird der Druck geringer und so korrelieren sie. Der Druck im Verteiler sinkt mit zunehmender Luftgeschwindigkeit. Wenn wir wissen, wie der Saugrohrdruck mit dem Umgebungsdruck zusammenhängt, können wir die Luftmenge bestimmen, die in den Motor strömt. Wenn wir die Luftmenge kennen, die in den Motor strömt, können wir die richtige Kraftstoffmenge wählen (oder der Computer tut es).

Warum steigt der Ladedruck mit der Leistung?
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