Ένας από τους παράγοντες που επηρεάζουν περισσότερο τη λειτουργία ενός κινητήρα είναι αναμφίβολα ο αναλογία συμπίεσης. Αυτό είναι ένα γεγονός που καθορίζει σε μεγάλο βαθμό τη θερμική του απόδοση. Δηλαδή τον τρόπο με τον οποίο εκμεταλλεύεται την ενέργεια από την καύση για να τη μετατρέψει σε κίνηση.
Ομαλά, πρόκειται για το σχέση αυτό υπάρχει μεταξύ του όγκου του μείγματος αέρα/καυσίμου όταν συμπιέζεται και τον όγκο του μόλις τελειώσει πυροδοτήθηκε. Αν και για την ακρίβεια, στους κινητήρες ντίζελ αυτό που συμπιέζεται είναι μόνο ο αέρας, γιατί το ντίζελ γίνεται μετά έγχυση.
αναλογία συμπίεσης εκφράζεται ως δύο αριθμοί που μας επιτρέπουν να μετρήσουμε μια αναλογία. Για παράδειγμα: 10 1 να, 11 1 να, 12 1 να, 14 1 να Ή όποια τιμή κι αν είναι, που σημαίνει μόνο ότι το μείγμα διαστέλλεται 10, 11, 12 ή 14 φορές μόλις καεί. Όσο μεγαλύτερη είναι η διαφορά μεταξύ των δύο συγκριτικών τόμων, τόσο περισσότερη θερμική απόδοση θα έχει τον κινητήρα, γιατί θα εκμεταλλευτεί την επέκταση του για να δημιουργήσει κίνηση.
Υψηλός ή χαμηλός λόγος συμπίεσης
Μόλις γίνει αυτό γνωστό, το πιο φυσικό ερώτημα είναι: γιατί δεν έχουν όλοι οι κινητήρες πολύ υψηλή σχέση συμπίεσης; Γιατί υπάρχουν πολλοί που συμβιβάζονται με μια χαμηλή αναλογία 10 προς 1, αφού θα ήταν πολύ πιο αποτελεσματικοί αν ήταν υψηλότερος;
Για να το καταλάβετε αυτό, πρέπει να γνωρίζετε δύο πολύ απλά γεγονότα, αλλά είναι καθοριστικά:
- αυτοέκρηξη: Υπάρχει μια μέγιστη πίεση στην οποία μπορεί να υποβληθεί το μείγμα αέρα-καυσίμου χωρίς να εκραγεί από μόνο του. Εάν ξεπεραστεί αυτό το όριο πριν το έμβολο φτάσει στην κορυφή, η έκρηξη συμβαίνει πρόωρα και ο κινητήρας μπορεί να υποστεί σοβαρή ζημιά.
- πίεση συμπίεσης: είναι η πίεση που φτάνει το μείγμα όταν το έμβολο βρίσκεται στο υψηλότερο σημείο της διαδρομής του. Αν εγχύσουμε λίγο μείγμα σε αυτόν τον όγκο, η πίεση θα είναι χαμηλή και αν κάνουμε πολύ ένεση θα είναι μεγαλύτερη. Έτσι θα καταλάβετε ότι υπάρχει ένα όριο καυσίμου που μπορεί να μπει σε αυτόν τον χώρο χωρίς να προκληθεί το προαναφερθέν φαινόμενο της αυτοέκρηξης.
Αν έχετε ήδη αφομοιώσει αυτές τις έννοιες, θα το καταλάβετε Ο λόγος συμπίεσης δεν μπορεί να είναι υψηλός σε κανένα μοντέλο. Υπάρχουν κινητήρες που είναι ικανοί να ρίξουν πολύ καύσιμο στους θαλάμους καύσης τους. Σε αυτά όλα θα ήταν καλά αρκεί να μην πιέζεται πολύ το γκάζι, γιατί θα εγχυόταν λίγο μείγμα. Το πρόβλημα θα προέκυπτε όταν πιέζετε το γκάζι πιο δυνατά, οπότε το μείγμα θα ήταν πολύ άφθονο και θα αυτοεκρηγνυόταν πρόωρα λόγω της υπερβολικής πίεσης συμπίεσης.
Αυτές οι δύο έννοιες μπορεί να συγχέονται, αλλά αναφέρονται σε εντελώς διαφορετικά ζητήματα. Από τη μια πλευρά, το αναλογία συμπίεσης είναι μόνο ένα σύγκριση μεταξύ όγκων: όταν το έμβολο βρίσκεται στο κάτω νεκρό κέντρο (BDC) και όταν βρίσκεται στο άνω νεκρό κέντρο (TDC). Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο εκφράζεται με τη μορφή αναλογίας "Χ προς 1". Επομένως, δεν έχει νόημα να προσπαθήσουμε να εκφράσουμε τον λόγο συμπίεσης σε bar ή οποιοδήποτε άλλο μέτρο πίεσης, επειδή δεν μετρά ένα μέγεθος.
Από την άλλη πλευρά, το πίεση συμπίεσης υποδεικνύει το πίεση που επιτυγχάνεται από το μείγμα όταν το έμβολο βρίσκεται στο Top Dead Center (TDC). Σε αυτή την περίπτωση, εκφράζεται με μια τιμή που ακολουθείται από μια μονάδα μέτρησης πίεσης. Για παράδειγμα: σε ράβδους ή σε kg/cm2.
Η λύση σε αυτό φαίνεται ξεκάθαρα σε κινητήρες τούρμπο, Στο ο λόγος συμπίεσης μειώνεται σκόπιμα. Δεδομένου ότι βάζουν πεπιεσμένο αέρα στους κυλίνδρους, ώστε να μπορούν να κάψουν περισσότερο καύσιμο σε αυτόν τον χώρο, δεν μπορούν να έχουν υψηλή αναλογία συμπίεσης, επειδή θα αυτοεκρηγνυόταν πρόωρα.
Μπορούμε να δούμε τον λόγο συμπίεσης ορισμένων μοντέλων για να το δούμε αυτό εξαρτάται πολύ από τον τύπο του κινητήρα:
- Το Seat León 2020 1.5 EcoTSI 150 ίππων: διαθέτει υπερτροφοδοτούμενο βενζινοκινητήρα και αναλογία συμπίεσης 10,5 προς 1.
- Toyota GT86 2016: Διαθέτει ατμοσφαιρικό κινητήρα και αναλογία συμπίεσης 12,5 προς 1.
- Το Mazda 3 Skyactiv-G 2.0 με 122 ίππους: έχει επίσης ατμοσφαιρικό κινητήρα και η σχέση συμπίεσής του είναι 13 προς 1.
Λόγος συμπίεσης και οκτάνιο
Ο αριθμός οκτανίων του καυσίμου επίσης επηρεάζει σε μεγάλο βαθμό την αναλογία συμπίεσης με την οποία μπορεί να ρυθμιστεί ένας κινητήρας. Αυτή η ιδιότητα αναφέρεται στην πίεση που μπορείτε να ασκήσετε σε ένα καύσιμο προτού αυτοεκπυροδοτηθεί. Στη βενζίνη είναι οι αριθμοί που βλέπετε σε όλα τα βενζινάδικα: 95 ή 98.
ο μεγαλύτερος είναι αυτός ο αριθμός, αντέχει περισσότερη πίεση καύσιμο που δεν έχει εκραγεί. Έτσι, οι κινητήρες που χρησιμοποιούν βενζίνη 98 μπορούν να βελτιστοποιηθούν με υψηλότερο λόγο συμπίεσης χωρίς προβλήματα. Για παράδειγμα, το Honda Type R χρησιμοποιεί βενζίνη 98 για τα χαρακτηριστικά του υπερτροφοδοτούμενου κινητήρα 2.0 320 ίππων.
Στη δεκαετία του 30 καθιερώθηκε πίνακας για ταξινόμηση των καυσίμων με βάση την πίεση που κρατούσαν πριν εκραγούν. Για αυτό επιλέχθηκαν δύο καύσιμα με εντελώς αντίθετες συμπεριφορές. Το ν-επτάνιο, που ήταν η γνωστή ουσία που άντεχε τη μικρότερη πίεση και το ισοοκτάνιο, που ήταν αυτό που το άντεξε περισσότερο σύμφωνα με τα δεδομένα της εποχής.
Στο πρώτο δόθηκε τιμή 0 και στο δεύτερο 100 ως τιμές αναφοράς. Έτσι, αποδίδονταν αριθμοί σε άλλα καύσιμα ανάλογα με την πίεση που άντεχαν. Ως εκ τούτου, οι σημερινές βενζίνες έχουν τον αριθμό 95 ή 98 και όχι άλλες. Αν και ήδη αρχίζουν να κυκλοφορούν βενζίνες 97 και 100 οκτανίων.
Αναλογία συμπίεσης σε κινητήρες ντίζελ και βενζίνης
Ένας από τους λόγους ο κινητήρας ντίζελ είναι πιο αποδοτικό από μια βενζίνη είναι ότι του ο λόγος συμπίεσης είναι υψηλότερος. Το φυσιολογικό είναι ότι στους τουρμποντίζελ είναι μεταξύ 15 προς 1 και 17 προς 1, αν και μπορούν να βρεθούν και κινητήρες μέχρι 24 προς 1.
Αυτή η σχέση μπορεί να επιτευχθεί χάρη στο γεγονός ότι οι κινητήρες ντίζελ λειτουργούν πολύ διαφορετικά από τη βενζίνη. Δεν αναφλέγουν το μείγμα καυσίμου-αέρα από σπινθήρα από μπουζί, αλλά αντίθετα συμπιέστε τον αέρα για να εγχυθεί στη συνέχεια το ντίζελ όπου θα εκραγεί με πίεση χωρίς κανένα σύστημα που το προκαλεί.
Λογικά, είναι βαθμονομημένα για να το κάνουν τη σωστή στιγμή, δηλαδή όταν το έμβολο είναι μέχρι πάνω και είναι ώρα να κατέβει. Δηλαδή, όταν η φάση συμπίεσης έχει τελειώσει και η φάση διαστολής αρχίζει εντός του κύκλος τετράχρονου κινητήρα. Όχι όπως όταν το μείγμα αυτοπυροδοτείται πρόωρα με επακόλουθη ζημιά στον κινητήρα.
Κετάνιο όχι οκτάνιο
Στην περίπτωση του ντίζελ τα δεδομένα που ενδιαφέρουν Δεν είναι το οκτάνιο αλλά το κετάνιο. Ποια είναι η τιμή που καθορίζει το χρόνος που χρειάζεται για να εκραγεί το καύσιμο, αφού τίθεται υπό πίεση. Στην περίπτωση ενός κινητήρα ντίζελ, είναι ο χρόνος που χρειάζεται για να εκραγεί από τη στιγμή που εγχέεται στον αέρα που έχει προηγουμένως συμπιεστεί.
Το ντίζελ που πωλείται σήμερα έχει βαθμολογία κετανίου y Entre 51 55. Όσο μεγαλύτερος είναι αυτός ο αριθμός, τόσο πιο γρήγορα θα εκραγεί και τόσο λιγότερη καθυστέρηση θα υπάρχει στον θάλαμο καύσης για την απόκτηση ενέργειας. Κάτι που ορισμένες πετροχημικές εταιρείες χρησιμοποιούν ως εμπορικό ισχυρισμό ώστε οι πελάτες να επιλέγουν τα πρατήρια τους.
Ελάχιστη συμπίεση κινητήρα ντίζελ
Υπάρχει μια ιδέα που είναι επίσης ενδιαφέρον να γνωρίζουμε για τους κινητήρες ντίζελ και αυτό είναι απαιτούν ελάχιστη συμπίεση. Αν δεν φτάσουν σε ένα συγκεκριμένο επίπεδο, δεν θα μπορούν να ανάψουν το ντίζελ και δεν θα λειτουργήσουν. Με άλλα λόγια, εάν χαθεί πολύ μεγάλη πίεση, για παράδειγμα από το δακτύλιοι εμβόλου ή από βαλβίδες, ο κινητήρας δεν θα ξεκινήσει καν.
Αυτό δεν συμβαίνει σε έναν βενζινοκινητήρα, γιατί αυτό που αναφλέγει το μείγμα αέρα και βενζίνης είναι η σπίθα του βύσματα. Αυτό δεν σημαίνει ότι δεν θα χάσει την πίεση στο σημείο που διαρρέει, μόλις συμβεί η έκρηξη. Με αυτόν τον τρόπο θα λειτουργήσει, αλλά θα χάσει την αποδοτικότητα και την απόδοση επειδή δεν μπορεί να χρησιμοποιήσει σωστά την ενέργεια.
Η εξαίρεση στον κανόνα
Υπάρχει μια εξαίρεση σε αυτή τη διαφορά μεταξύ βενζίνης και ντίζελ, η οποία έχει αναπτυχθεί από Mazda: χέρι Skyactiv-X 2.0 180 ίπποι. Αυτός ο βενζινοκινητήρας έχει μια λειτουργία που βρίσκεται στα μισά του δρόμου μεταξύ της λειτουργίας ενός ντίζελ και μιας βενζίνης. πυροκρότηση του καυσίμου γίνεται εν μέρει με συμπίεση και με μπουζί. Γι' αυτό έχει αναλογία συμπίεσης 16,3 1 να που είναι συγκρίσιμο με αυτό πολλών ντίζελ. Για παράδειγμα: η BMW 320d του 2019 είναι 16,5 προς 1, το Audi A4 2020 TDI του 40 είναι 15,5 προς 1 και η Mercedes C-Class 220d του 2018 είναι επίσης.
Ως εκ τούτου, η μάρκα ανακοινώνει κατανάλωση κοντά σε αυτή ενός diesel με παρόμοιο επίπεδο απόδοσης (180 ίπποι), αν και αυτός ο κινητήρας είναι ατμοσφαιρικός βενζίνης.
Μεταβλητός λόγος συμπίεσης
Εδώ φτάνουμε σε μια λύση που επιτρέπει τροποποιήστε την αναλογία συμπίεσης όπως απαιτείται. Μια ικανότητα που επιτρέπει τη σημαντική βελτίωση της αποδοτικότητας και της απόδοσης. Ένας κινητήρας εξοπλισμένος με σύστημα μεταβλητής συμπίεσης σας επιτρέπει να επιτύχετε την τέλεια αναλογία, είτε ψεκάζεται με μεγάλη ποσότητα μείγματος είτε λίγο.
Για παράδειγμα, αν πάτε στο "άκρη αερίου"για τη διατήρηση της ταχύτητας, ποσότητα μείγματος Αυτό που μπαίνει στον θάλαμο καύσης είναι μικρό. στιγμή κατά την οποία το αναλογία συμπίεσης μπορεί να είναι δήμαρχος χωρίς αυτοέκρηξη. Αντίθετα, αν ζητήσουμε το μέγιστη επιτάχυνση στον ίδιο κινητήρα, μίγμα Θα είναι πολλά πιο άφθονο και θα καταλαμβάνει περισσότερο όγκο, οπότε το αναλογία συμπίεσης θα προσαρμοστεί να είναι μείον και έτσι να αποτρέψει την πρόωρη έκρηξή του.
Στην πράξη αυτό είναι αξιοσημείωτο από το ότι ο κινητήρας με μεταβλητή συμπίεση πετυχαίνει περισσότερα αποδοτικότητα, γιατί προσαρμόζει την αναλογία συμπίεσης στο μέγιστο δυνατό σε κάθε περίσταση. Ταυτόχρονα, καθιστά επίσης δυνατή την επίτευξη α επίδοση πολύ ψηλά γιατί μπορείτε να το ρυθμίσετε μέχρι κάτω, ώστε να μπορείτε να βάλετε πολύ μείγμα στη θαλάμη.
Un καλό παράδειγμα αυτού του τύπου τεχνολογίας είναι ο κινητήρας Infiniti VC-T, πολυτελής υπο-μάρκα Nissan. Λειτουργεί χάρη στο γεγονός ότι προσθέτουν έναν εξωκεντρικό άξονα και ενδιάμεσες μπιέλες που συνδέονται με τον στροφαλοφόρο άξονα. Ένας ενεργοποιητής μετακινεί αυτό το σύνολο εξαρτημάτων για να μετακινήσει τη διαδρομή των εμβόλων προς τα πάνω ή προς τα κάτω για να αλλάξει τον λόγο συμπίεσης. Στο παρακάτω βίντεο μπορείτε να δείτε πώς το κάνει:
άλλος ενδιαφέρον παράδειγμα είναι το νέο Κινητήρας INNEngine που βρίσκεται σε φάση ανάπτυξης. Αυτό χρησιμοποιεί ένα πολύ απλούστερο σύστημα για να επιτύχει ένα παρόμοιο αποτέλεσμα, αφού αντί για το τυπικός στροφαλοφόρος άξονας, διαθέτει ένα σετ εκκεντροφόρων πλακών ή ημιτονοειδών πλακών.
Τύπος αναλογίας συμπίεσης
Οι τιμές που λαμβάνονται υπόψη για τον υπολογισμό του λόγου συμπίεσης (RC) είναι οι οπή κυλίνδρου (δ), το Αγώνας εμβόλων (s), που είναι η απόσταση που διανύει από το PMS στο PMI, και το ελάχιστος όγκος θαλάμου καύσης (Vc). Ο τύπος έχει ως εξής:
Ωστόσο, αυτός ο υπολογισμός του λόγου συμπίεσης δεν περιλαμβάνει κάποιες λεπτομέρειες τα οποία θα πρέπει να προστεθούν εάν είναι απαραίτητο. Ανάλογα με τη διαμόρφωση του κινητήρα, μπορεί να υπάρχουν ορισμένοι όγκοι που δεν περιλαμβάνονται στον τύπο:
- και κεφαλή εμβόλου είναι κοίλο, πρέπει να προσθέσετε το όγκο αυτής της τρύπας, αφού ούτε προστίθεται στη διαδρομή του εμβόλου, ούτε πρέπει να περιλαμβάνεται στον όγκο του θαλάμου καύσης. Εάν τα δεδομένα του κατασκευαστή δεν είναι διαθέσιμα, μπορείτε να επιλέξετε να τα μετρήσετε απευθείας. Αν και απαιτεί να έχετε το εξάρτημα στο χέρι. Είναι να το γεμίσουμε με υγρό για να δούμε πόσο όγκο έχει πραγματικά. Στο λεπτό 4.10 του Αυτό το βίντεο μπορείτε να δείτε πώς γίνεται. Μια εργασία συνεργείου που απαιτεί συγκεκριμένο εξοπλισμό.
- La φλάντζα κεφαλής Είναι επίσης μια τιμή που προστίθεται στον ελάχιστο όγκο του θαλάμου καύσης, εάν δεν περιλαμβάνεται ήδη σε αυτόν. Σε αυτή την περίπτωση είναι πολύ εύκολο να το αποκτήσεις γιατί είναι μετρήστε το ύψος σας και χρησιμοποιήστε ξανά τύπος για τον όγκο ενός κυλίνδρου.
Εικόνα βενζινάδικου – Mikel Ortega
Περισσότερες πληροφορίες για αυτό το μοντέλο
- Πλατείες 5
- Δύναμη 122 - 186 ίπποι
- Κατανάλωση 5 - 6,1 λίτρα/100 χλμ
- Εκτίμηση 4,7
Πρέπει να ενισχύσω τον κινητήρα της μοτοσυκλέτας μου από μια κινεζική μάρκα QMC 200c.c. τύπου enduro χρειάζομαι τη συμβουλή σας και επίσης τι τύπους ανταλλακτικών μοτοσυκλέτας να εισάγω ή τι να κάνω γράφω από ECUADOR -GUAYAQUIL
Θα ήθελα να μάθω τι δύναμη παράγεται από την έκρηξη ενός εμβόλου σε ένα κανονικό αυτοκίνητο, μπορεί να μετρηθεί σε κιλά πχ 150 ή 200 κιλά. δύναμη.κάθε φορά που εκρήγνυται.
Μακάρι να μου το πει κάποιος, είμαι περίεργος.