我们有燃油喷射，为什么没有空气喷射？

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我正在研究EFI系统，这使我更一般地考虑归纳。

我们出于许多充分的理由从高压共轨喷射燃料。只要我们能完全控制油门蝶阀，我们就能在气缸内进行分层燃烧。有时我们会使用废气再循环来延迟燃烧并降低气缸温度。

在这些情况下，为什么不添加高压大气的共轨，并使用喷射器引入空气，并在需要时以与燃料类似的方式排出空气？

当然，这将使我的发动机能够更快地响应，因为进气气流没有滞后，机械零件更少，并且通过允许我更轻松地控制催化剂中的氧气含量，有可能减少排放？

engine engine-theory fuel-injection

— 丹尼尔
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已提交专利US 5381760A。

— spicetraders 16/08/26

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我们的确是。它称为涡轮增压器或增压器。

— Chloe

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由于在任何给定时间要喷射的空气量，使用“共轨”来完成所有这些操作将是不切实际的。

— 摩押

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@Chloe：没有答案指出这一点。你会写一个吗？

— 与莫妮卡（Monica）进行的轻度比赛

另一个想法：您认为“喷射”只是高压进气（不是吸气），还是真的采用某种受控喷射器（例如燃油喷射器）？

— 杰

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简单原因：数量。@ 14.7：1 stoich，通过喷嘴将您输入气缸的压力需要大14.7倍（或推动更多），而不是燃料。

您说它的机械零件会少一些，但这是真的吗？您必须提供一种机械方法来创建高压空气并将其引入系统。您必须具有某种可以容纳高压空气的储气罐。然后，为了确保适当的流量，“高压”将需要处于3000-5000 psi的范围内。想一想可以满足您所讨论需求的空气压缩机。

假设我们在混合运算中投入了一些数学（并假设我不只是完全愚蠢……尽管陪审团对此事还没有定论）：

2L发动机的扫气量为2L。如果此理论发动机运行，自然吸气并达到80％的容积效率（VE），则曲轴每转一圈将吸收0.8L的空气。数学：

2.0LX 0.8 = 1.6L -进气体积对于所有四个气缸@ 80％VE
1.8L x .5 = .8L-四冲程发动机每转的进气量
600rpm x .8L = 480L-保持怠速所需的怠速空气量
6000rpm x .8L = 4800L-红线处的空气量可保持最快的发动机转速

您的系统每分钟需要移动4800L空气以维持该发动机转速。那大约是170CFM。如果可以拖拉这样的东西：

在您的汽车后座周围，这可能是可行的。170CFM是方程式中较小的较低马力端的数字。高性能汽车的后扫容积是EV的三倍（6.3L雪佛兰LT1发动机），VE更大（猜测约为85％）呢？这些数字要大得多。您将需要的空气量增加三倍，这意味着要在车辆后面牵引的空气量是原来的三倍。

是的，它可以完成，但是要花多少钱呢？现在，将空气引入发动机的方式要高效得多，并且引入的空气要比您继续按照建议的方式可靠地继续将空气泵入发动机的方式多得多。

— Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2
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当然，如果您采用其他方式供气，则可以制造一些非常凉爽的发动机 -但是对于大多数使用常规内燃机的应用来说，它们仍然是不切实际的。

— brichins

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170 CFM几乎不像您暗示的那样具有足够的气流。一个稍大的机箱风扇可以将不止于此。根据静压要求，可能不适合使用像这样的风扇。但是快速浏览一下，可以发现涡轮增压器的风量为几百CFM。比120x38mm的风扇大一点，但幅度不大。

— 丹·尼利

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@DanNeely-您正在混合苹果和橙子。没办法风扇机箱风扇将作出舔的差异在这种情况下。您需要考虑压力和压力。特别是如果您试图通过系统将空气直接注入气缸中的空气。无论有任何背压，机箱风扇都将完全停止空气流动。

— Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2

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@AL-数学是通用的。插入发动机尺寸，发动机的容积效率和最大发动机转速，以适应您所想的任何发动机。不过，此示例适用于四冲程发动机。两冲程发动机的计算方式会有所不同。

— Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2

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@Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2在我最后的评论中，我用“实际上非常困难”代替了“不可能”。

— AL

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您几乎但没有完全描述涡轮增压器或增压器的操作。从公共燃料导轨喷射压力空气的想法可能行不通，因为很难保证体面的雾化。

— 史蒂夫·马修斯
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TC和/或SC如何使用喷射器将空气引入系统。我的理解是，OP希望取消阀瓣，只有两个喷射器：一个用于燃料，一个用于空气。涡轮增压器甚至无法完成所需的工作。

— Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2

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可能。我猜我们只是走了不同的路线。应该让OP澄清。

— Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2

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@Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2，IMO，您（也许还有OP？）看到的区别是没有人。如果我采用了汽车的燃油喷射系统，则将处理流体的部件更换为适合气体使用的部件（泵->压缩机，油箱->进气口，换向阀设计等），然后扩展管道以适应所需的气流，我想我最终会使用普通的涡轮增压系统。在您的答案中，我没有看到为什么您需要2k + psi的原因，而在普通发动机中，当5-10psi充满气缸时，您就需要2k + psi。

— mbrig

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@mbrig-除非是个人冒犯，否则不要采取任何行动。您只是在解释，太好了！我一直很欣赏关于它的不同意见和想法……我绝对不认为我掌握这些东西！您的意见与我的意见一样有价值，甚至更多。感谢您的输入。

— Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2

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在这种情况下，共轨不仅仅是进气歧管吗？

— RemarkLima

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在许多方面，您描述的是5冲程发动机

5冲程发动机使用活塞为AFR提供辅助压缩方式。尽管不喷射空气，但它们是通过机械方式压缩空气。您所描述的空气注入需要大量的空气。

考虑一下每720度旋转需要5升空气的5.0升发动机。以4,000 RPM的速度，每分钟需要注入10,000升空气。

空气喷射排放

注入空气的想法并不是唯一的想法。许多制造商一直在向废气中注入空气，以帮助催化转化器以低RPM氧化未燃烧的燃料。当然，这些都是早期版本，例如70年代中期。

— 杜卡迪杀手
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我认为您是唯一了解此问题的人。

— 摩押

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OP询问是否在点火之前（或期间）将空气注入燃烧室。“ 5冲程”将燃烧室的后燃烧后膨胀气体第二次膨胀。“排气再利用”与“空气喷射”几乎完全相反。

— Agent_L

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高压气体很难产生，比高压液体难得多。这是因为液体不可压缩，因此您几乎可以根据需要喷射出硬质气体，而气体只会吸收大部分的压缩力，并将其余的转化为热量（绝热加热）。为了将空气压缩到必要的压力，将需要一个比气缸本身稍大的往复泵。因此，我们不是通过专用泵来执行此操作，而是使用现有组件压缩空气。就地压缩提供了回收绝热热量的额外好处。

您提出的建议非常适合2冲程发动机。它已经具有一个中度高压空气的共轨，可以通过进气门（如果有的话）控制进入气缸的空气，就像共轨喷油器打开以喷射燃油一样。但是注入空气所需的功率会很大，只是为了满足您的需求：2轴Junkers Jumo 205理论上应该需要非常坚固的齿轮，以将一半的功率从下轴传递到上轴，而上轴则取了动力。但是压缩机从下轴上跑下来，消耗了太多功率，实际上只剩下很少的功率了。总产量的几乎一半由压缩机吸收，而发动机达到的进气歧管压力远未达到您的需要。

— 代理_L
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这是我经过长时间考虑的一种变体。甚至做一些初步的数学运算。

内燃机不需要空气。他们需要氧气。因此，...完全消除气门传动系统，并有两套喷射器：一套用于液态碳氢化合物，另一套用于液态氧。

当然，我没有考虑这次集体讨论的费用或安全性问题（我很少这样做）。我也还没有真正找到能够在频率和脉冲宽度下工作的压电或电磁式喷油器，甚至是HPOP柴油式喷油器。 LOx温度约为-300华氏度时需要，曲柄RPM在7000范围内。

但是，除了消除气门机构之外，还有更多的事情要做。想象一下，从LOx到燃烧室中的气体的绝热冷却。我对正确的曲柄，连杆和活塞材料充满信心，您可以安全地以15：1或20：1的压力运行，并具有出色的排放特性。喷头将减少为仅厚的耐用注射板……没有活动部件。排气可以通过二冲程或旺克尔式的“泄放”端口进行处理，并具有改进的Atkinson循环和更长的排气冲程。

这与现实相距很远（很像我自己），但我确实认为这说明了OP概念的实际变化。 压缩空气以便通过很小的孔口注入空气可能会比实现的收益消耗更多的动力。但是，液态氧储罐中已经装有“工作件”，可以合理地移动/携带，并且具有巨大的附加冷却效果-可能如此之大，以至于缩减规模或实际上取消了水/乙二醇冷却系统。

我将在十年左右的时间内让志愿者参加官方测试。荣耀将属于你。 因为我绝对不会骑...

— 史蒂夫·雷赛
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ULA正在为其ACES火箭级将其作为集成车液（IVF）概念的一部分进行研究：基本上，他们使用火箭级的推进剂和氧气来运行内燃机。（ulalaunch.com/uploads/docs/Published_Papers/Extended_Duration/...）

— 霍布斯

真好！ 可能不是我的一生

— SteveRacer

在地球上使用LOX的最大缺点是，储罐需要保持低温。您需要厚厚的隔热层和主动冷却系统，以将蒸发降至最低。另外，使用煤油/ LOX的火箭发动机以〜2.2 LOX：1煤油的混合物运行，因此，每50升燃油需要110 l LOX。这种大小的液化石油气罐将占用行李箱空间的一半，而保温罐则更糟。

— Hobbes

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我认为这个概念就像拿一个活塞式压缩机将空气泵入活塞式发动机一样，因此泵送空气压缩机活塞的能量将抵消发动机活塞产生的能量。发动机中的热量增加会增加热量的损失。

但是，以这种紧凑，自包含的形式实现这一目标的可能性是，将V8中的1/2个活塞吸入V8，然后将它们转化为压缩机，将空气泵入从动活塞。进气口与泵活塞的输出端相连，进气口与扫气口相邻，进入两个周期。

— 香料交易者
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并没有真正回答OP的问题，而是个好主意:)它有点需要计算功率损失和空气过热，也许需要像涡轮增压系统那样的中冷器。我还想知道如何处理凸轮和凸轮轴，以免在“压缩”阶段不必要地压缩这种空气，而您的技术可以避免这种压缩。

— 杰

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直接进入气缸燃料喷射器用于在进气门关闭后和压缩空气之前（必须快速打开/关闭）直接向气缸中添加少量空气，如果仅在发动机运转时运行，则无需气罐（通过皮带）。而且，如果它停止运转，则对引擎的正常性能没有任何影响，因为它是一种单向阀而不是干扰。根据所用喷油嘴的大小，这应该只会提供更多动力。

— 垫
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