Hoe & Hoekom Temperatuur & Barometriese Druk beïnvloed Engine Paardenkracht

Wat `n enjin maak krag deur brandende brandstof is aksiomaties op hierdie punt, maar om te verstaan ​​hoe temperatuur en druk raak perdekrag moet jy eers verstaan ​​wat brand is. "Brand" as `n proses - ook bekend as verbranding in chemie - is `n reaksie wat behels die kombinasie van `n brandstof met `n soort van oksideermiddel (óf suurstof of `n stof bevat suurstof gas) in `n eksotermiese of "hitte produseer" reaksie. Die hoeveelheid brandstof wat kan brand hang geheel en al op die hoeveelheid suurstof teenwoordig, wat suurstof se medium maak - lug - die beperking van reaktans in die verbranding gebeurtenis.

Lug is baie lig, maar dit het wel `n massa. Ons weet nie normaalweg erken gewig lug se omdat ons so gewoond daaraan, maar `n 300-myl-lang kolom van die lug druk af van `n hoë hoogte bo seespieël met die krag van swaartekrag oefen eintlik nogal `n bietjie van pressure- oor 14,7 psi op see vlak. Maar dit is nie die einde van die storie, want, aangesien lug as `n gas is saampersbaar, die suurstofatome teen laer hoogtes ontslae nader aan mekaar squished deur die gewig van die lug bokant. Hoër druk lug bevat meer suurstof molekules per kubieke voet as laer-druk lug. Dit is die basiese beginsel agter supercharging en turbocharging- die druk in inname die enjin se verhoog en jy verhoog die aantal suurstof molekules wat deur die hawens sal pas.

Temperatuur en druk `n intieme verhouding waar suurstof digtheid betref. Temperatuur is regtig `n mate van kinetiese energie op die molekulêre of atoom scale- die vinniger atome of molekules beweeg, hoe harder hulle getref wat ook al in die pad en die meer energie wat hulle stuur na dit. Ons noem die netto effek van hierdie atoom sucker-punch "hitte." As jy `n gegewe volume lug te neem - met `n gegewe hoeveelheid hitte-energie vervat in dit - en druk dit neer op die helfte van sy oorspronklike grootte, dan is almal van wat hitte energie kry gekonsentreer in `n kleiner gebied. Dit is temperatuur styg deur middel van kompressie. Aan die ander kant, as jy die hitte verdubbel in `n gegewe gebied en gee die gas kamer uit te brei, sal dit neem ongeveer twee keer die ruimte. So, warm lug bevat minder suurstofmolekules as koue lug op `n gegewe druk.

Begin met `n druk, want dit is die maklikste om te verstaan. Alle normaal geaspireerde enjins gegradeer tot 100 persent van hul perdekrag uitset by seevlak druk, wat 14,7 psi produseer. So, om vas te stel hoe `n 1-psi styging of daling in druk beïnvloed perdekrag, jy hoef net te verdeel 100 deur 14.7 `n persentasie vir elke psi kry. Dit werk uit op `n 6,80-persent toename in perdekrag vir elke 1-psi styging in barometriese druk, en `n 6,8-persent daling in perdekrag vir elke 1-psi onder 14.7 (omringende seevlak). Maar is dit die veronderstelling dat hitte konstant bly, wat dit nie toe comprimeren of decompressie n gas. Vir elke 10 tot 11-graad Fahrenheit styging in inname lugtemperatuur afgelope 77 grade, (SAE J1349 standaard toets regstelling temperatuur), kan jy verwag enjin perdekrag te verminder met ongeveer een persent op dieselfde barometriese druk.