compressieverhouding van een motor

Een van de factoren die de werking van een motor het meest beïnvloeden, is ongetwijfeld de compressieverhouding. Dit is een feit dat grotendeels de thermische prestaties bepaalt. Dat wil zeggen, de manier waarop het gebruik maakt van de energie van verbranding om het om te zetten in beweging.

Botweg gaat het om de verhouding dat bestaat tussen het volume van het lucht/brandstofmengsel wanneer gecomprimeerd en zijn volume als het eenmaal voorbij is ontploft. Om precies te zijn, in dieselmotoren wordt alleen lucht gecomprimeerd, omdat de diesel daarna wordt ingespoten.

compressieverhouding uitgedrukt als twee getallen waarmee we een verhouding kunnen meten. Bijvoorbeeld: 10 een 1, 11 een 1, 12 een 1, 14 een 1 Of welke waarde het ook is, wat alleen betekent dat het mengsel 10, 11, 12 of 14 keer uitzet als het eenmaal is opgebrand. Hoe meer verschil er is tussen de twee vergeleken volumes, hoe meer Thermische prestatie het zal de motor hebben, omdat het zal profiteren van zijn expansie om beweging te genereren.

Hoge of lage compressieverhouding

Als dit eenmaal bekend is, is de meest natuurlijke vraag: waarom hebben niet alle motoren een zeer hoge compressieverhouding? Waarom zijn er velen die genoegen nemen met een lage verhouding van 10 op 1, aangezien ze veel efficiënter zouden zijn als deze hoger zou zijn?

Om dit te begrijpen, moet je twee heel eenvoudige feiten kennen, maar ze zijn beslissend:

• zelfontploffing: Er is een maximale druk waaraan het lucht-brandstofmengsel kan worden blootgesteld zonder uit zichzelf te ontploffen. Als deze grens wordt overschreden voordat de zuiger de top bereikt, treedt de explosie voortijdig op en kan de motor ernstig worden beschadigd.
• compressiedruk: is de druk die het mengsel bereikt wanneer de zuiger zich op het hoogste deel van zijn slag bevindt. Als we weinig mengsel in dat volume injecteren, zal de druk laag zijn en als we veel injecteren zal het hoger zijn. Je zult dus begrijpen dat er een limiet is aan brandstof die in die ruimte kan worden gestopt zonder het bovengenoemde fenomeen van zelfontploffing te veroorzaken.

Als je deze concepten al hebt geassimileerd, zul je dat begrijpen compressieverhouding kan op geen enkel model hoog zijn. Er zijn motoren die veel brandstof in hun verbrandingskamers kunnen brengen. Daarin zou alles in orde zijn zolang het gaspedaal niet te veel werd ingedrukt, omdat er weinig mengsel zou worden geïnjecteerd. Het probleem zou ontstaan ​​wanneer u het gaspedaal harder indrukt, op welk punt het mengsel te overvloedig zou zijn en het zelf voortijdig zou ontploffen als gevolg van overmatige compressiedruk.

De oplossing hiervoor is duidelijk te zien in turbomotoren, in de compressieverhouding is bewust verlaagd. Omdat ze perslucht in de cilinders stoppen zodat ze meer brandstof in die ruimte kunnen verbranden, kunnen ze geen hoge compressieverhouding hebben omdat het voortijdig zou ontploffen.

We kunnen naar de compressieverhouding van sommige modellen kijken om dat te zien hangt sterk af van het type motor:

• De Seat León 2020 1.5 EcoTSI 150 pk: hij heeft een benzinemotor met turbocompressor en heeft een compressieverhouding van 10,5 op 1.
• De 86 Toyota GT2016: het heeft een atmosferische motor en een compressieverhouding van 12,5 tot 1.
• De Mazda 3 Skyactiv-G 2.0 met 122 pk: hij heeft ook een atmosferische motor en de compressieverhouding is 13 op 1.

Compressieverhouding en octaan

Het octaangetal van de brandstof ook heeft grote invloed op de compressieverhouding waarmee een motor kan worden ingesteld. Deze eigenschap verwijst naar de druk die u op een brandstof kunt uitoefenen voordat deze zelf tot ontploffing komt. Bij benzine zijn dat de cijfers die je bij alle tankstations ziet: 95 of 98.

de oudere is dit nummer, meer druk beren niet-ontplofte brandstof. Dus motoren met 98 benzine kunnen zonder problemen worden geoptimaliseerd met een hogere compressieverhouding. Zo gebruikt de Honda Type R benzine 98 voor de eigenschappen van zijn 2.0 pk sterke 320 turbomotor.

Compressieverhouding in diesel- en benzinemotoren

Een van de redenen waarom de motor: diesel efficiënter is dan een benzine, is dat het compressieverhouding is hoger. Normaal is dat bij turbodiesels tussen 15 op 1 en 17 op 1, hoewel er ook motoren tot 24 op 1 te vinden zijn.

Deze relatie kan worden bereikt dankzij het feit dat dieselmotoren ze werken heel anders dan benzine. Ze ontsteken het brandstof-luchtmengsel niet door een vonk van een bougie, maar lucht comprimeren om vervolgens diesel te injecteren waar het zal ontploffen door druk zonder enig systeem dat het induceert.

Logischerwijs zijn ze gekalibreerd om dit op het juiste moment te doen, dat is wanneer de zuiger helemaal omhoog is en het tijd is om naar beneden te gaan. Dat wil zeggen, wanneer de compressiefase is geëindigd en de expansiefase begint binnen de cyclus van een viertaktmotor. Niet zoals wanneer het mengsel voortijdig ontploft met als gevolg schade aan de motor.

Cetaan geen octaan

In het geval van diesel de gegevens die interesseren Het is niet het octaan maar het cetaan. Wat is de waarde die de bepaalt tijd die nodig is om de brandstof te laten ontploffen, omdat het onder druk wordt gezet. In het geval van een dieselmotor is dit de tijd die nodig is om te ontploffen vanaf het moment dat deze wordt geïnjecteerd in de lucht die eerder is gecomprimeerd.

De vandaag verkochte diesel heeft een cetaangetal van Tussen 51 en 55. Hoe hoger dit getal, hoe eerder het zal ontploffen en hoe minder vertraging er in de verbrandingskamer zal zijn om energie te verkrijgen. Iets dat sommige petrochemische bedrijven gebruiken als een commerciële claim zodat klanten voor hun tankstation kiezen.

Minimale compressie van een dieselmotor

Er is een concept dat ook interessant is om te weten over dieselmotoren en dat is dat minimale compressie nodig. Als ze een bepaald niveau niet bereiken, kunnen ze de diesel niet inschakelen en werken ze niet. Met andere woorden, als er teveel druk verloren gaat, bijvoorbeeld door de zuigerveren of door kleppen, start de motor niet eens.

Dit gebeurt niet in een benzinemotor, want wat het mengsel van lucht en benzine doet ontbranden is de vonk van de stekkers. Dit betekent niet dat het geen druk zal verliezen waar het lekt, zodra de detonatie heeft plaatsgevonden. Op die manier zal het werken, maar efficiëntie en prestaties verliezen door niet goed met energie om te kunnen gaan.

De uitzondering op de norm

Er is één uitzondering op dit verschil tussen benzine en diesel, dat is ontwikkeld door: Mazda: el Skyactiv-X 2.0 180 pk. Deze benzinemotor heeft een werking die het midden houdt tussen die van een diesel en een benzine. ontploffing van de brandstof wordt gemaakt deels door compressie en door bougies. Daarom heeft het een compressieverhouding van 16,3 een 1 die vergelijkbaar is met die van veel diesels. Bijvoorbeeld: de 320 BMW 2019d is 16,5 op 1, de 4 Audi A2020 40 TDI is 15,5 op 1, en de 220 Mercedes C-Klasse 2018d is dat ook.

Daarom kondigt het merk een verbruik aan dat in de buurt komt van dat van een diesel met een vergelijkbaar prestatieniveau (180 pk), hoewel deze motor een atmosferische benzine is.

Variabele compressieverhouding

Hier komen we tot een oplossing die het mogelijk maakt wijzig de compressieverhouding indien nodig. Een capaciteit die het mogelijk maakt om de efficiëntie en prestaties aanzienlijk te verbeteren. Een motor die is uitgerust met een variabel compressiesysteem stelt u in staat om de perfecte verhouding te bereiken, of deze nu wordt ingespoten met een grote hoeveelheid mengsel of weinig.

Als u bijvoorbeeld naar "gastip” om snelheid te behouden, hoeveelheid mix Wat gaat er in de verbrandingskamer is small. moment waarop de compressieverhouding kan zijn hoger zonder zelfontploffing. In plaats daarvan, als we vragen om de maximale versnelling naar dezelfde motor, mengsel Het zal veel zijn overvloediger en zal meer volume in beslag nemen, dus de compressieverhouding zal zich aanpassen om te zijn menor en zo voortijdig ontploffen te voorkomen.

In de praktijk is dit merkbaar doordat de motor met variabele compressie meer bereikt rendement, omdat het de compressieverhouding in elke omstandigheid tot het maximaal mogelijke aanpast. Tegelijkertijd maakt het het ook mogelijk om een prestatie erg hoog omdat je hem helemaal naar beneden kunt zetten, zodat je veel mix in de kamer kunt krijgen.

Un goed voorbeeld van dit soort technologie is de motor Infiniti VC-T, luxe submerk Nissan. Het werkt dankzij het feit dat ze een exocentrische as en tussenliggende drijfstangen toevoegen die aansluiten op de krukas. Een actuator beweegt deze set onderdelen om de slag van de zuigers omhoog of omlaag te bewegen om de compressieverhouding te veranderen. In de volgende video kun je zien hoe hij het doet:

anders interessant voorbeeld Het is het nieuwe BINNENmotor die zich in de ontwikkelingsfase bevindt. Dat gebruikt een veel eenvoudiger systeem om een ​​soortgelijk effect te bereiken, omdat in plaats van de typische krukas, heeft een set nokkenplaten of sinusplaten.

Gerelateerd artikel:

INN-motor: wat is het? Hoe werkt het? Voordelen, onderdelen…

Compressieverhouding formule

De waarden waarmee rekening wordt gehouden om de compressieverhouding (RC) te berekenen, zijn de cilinderboring (d), de zuiger race (s), wat de afstand is die het aflegt van PMS naar PMI, en de minimaal volume verbrandingskamer (Vc). De formule is als volgt:

Deze berekening van de compressieverhouding bevat geen enkele details die indien nodig moet worden toegevoegd. Afhankelijk van de motorconfiguratie kunnen er bepaalde volumes zijn die niet in de formule zijn opgenomen:

• en zuigerkop is concaaf, je moet de . toevoegen volume van dat gat, omdat het niet wordt toegevoegd aan de zuigerslag en ook niet hoeft te worden opgenomen in het volume van de verbrandingskamer. Als de gegevens van de fabrikant niet beschikbaar zijn, kunt u ervoor kiezen om deze direct te meten. Hoewel het vereist dat je het onderdeel bij de hand hebt. Het gaat erom het met vloeistof te vullen om te zien hoeveel volume het echt heeft. Op minuut 4.10 van deze video je kunt zien hoe het moet. Een werkplaatsklus waarvoor bepaalde apparatuur vereist is.
• La koppakking het is ook een waarde om toe te voegen aan het minimale volume van de verbrandingskamer, als het er nog niet in is opgenomen. In dit geval is het heel gemakkelijk om het te verkrijgen omdat het: meet je lengte en opnieuw gebruiken formule voor het volume van een cilinder.

Afbeelding benzinestation – Mikel Ortega