kompresjonsforholdet til en motor

En av faktorene som mest påvirker driften av en motor er utvilsomt kompresjonsforhold. Dette er et faktum som i stor grad bestemmer dens termiske ytelse. Det vil si måten den utnytter energien fra forbrenningen på for å transformere den til bevegelse.

Rett og slett handler det om forholdet som eksisterer mellom volumet av luft/drivstoffblandingen når den er komprimert og volumet når det er over detonert. Selv om for å være nøyaktig, i dieselmotorer er det som komprimeres kun luft, fordi dieselen sprøytes inn etterpå.

kompresjonsforhold uttrykt som to tall som lar oss måle en andel. For eksempel: 10 den 1, 11 den 1, 12 den 1, 14 den 1 Eller hvilken verdi det er, som bare betyr at blandingen utvider seg 10, 11, 12 eller 14 ganger når den har brent seg. Jo større forskjell det er mellom de to sammenlignede volumene, jo mer termisk ytelse den vil ha motoren, fordi den vil dra nytte av utvidelsen for å generere bevegelse.

Høyt eller lavt kompresjonsforhold

Når dette først er kjent, er det mest naturlige spørsmålet: hvorfor har ikke alle motorer et veldig høyt kompresjonsforhold? Hvorfor er det mange som nøyer seg med et lavt forhold på 10 til 1, siden de ville vært mye mer effektive hvis det var høyere?

For å forstå dette må du kjenne til to veldig enkle fakta, men de er avgjørende:

• selvdetonasjon: Det er et maksimalt trykk som luft-drivstoffblandingen kan utsettes for uten å detonere av seg selv. Hvis denne grensen overskrides før stempelet når toppen, skjer eksplosjonen for tidlig og motoren kan bli alvorlig skadet.
• kompresjonstrykk: er trykket som blandingen når når stempelet er på den høyeste delen av bevegelsen. Hvis vi injiserer lite blanding i det volumet, vil trykket være lavt og hvis vi injiserer mye vil det bli høyere. Så du vil forstå at det er en grense for drivstoff som kan puttes i det rommet uten å forårsake det nevnte fenomenet selvdetonasjon.

Hvis du allerede har assimilert disse konseptene, vil du forstå det kompresjonsforholdet kan ikke være høyt på noen modell. Det er motorer som er i stand til å legge mye drivstoff inn i forbrenningskamrene. I dem ville alt være bra så lenge gasspedalen ikke ble trykket for mye, for lite blanding ville bli injisert. Problemet ville komme når du trykker akseleratoren hardere, da blandingen ville være for rikelig og den ville selvdetonere for tidlig på grunn av for høyt kompresjonstrykk.

Løsningen på dette er tydelig sett i turbomotorer, I kompresjonsforholdet er bevisst redusert. Siden de setter komprimert luft inn i sylindrene slik at de kan brenne mer drivstoff i det rommet, kan de ikke ha et høyt kompresjonsforhold fordi det ville selvdetonere for tidlig.

Vi kan se på kompresjonsforholdet til noen modeller for å se det avhenger mye av motortypen:

• Seat León 2020 1.5 EcoTSI 150 hk: den har en turboladet bensinmotor og har et kompresjonsforhold på 10,5 til 1.
• 86 Toyota GT2016: Den har en naturlig aspirert motor og har et kompresjonsforhold på 12,5 til 1.
• Mazda 3 Skyactiv-G 2.0 med 122 hk: den har også en naturlig aspirert motor og kompresjonsforholdet er 13 til 1.

Kompresjonsforhold og oktan

Oktantallet til drivstoffet også påvirker i stor grad kompresjonsforholdet som en motor kan stilles inn med. Denne egenskapen refererer til trykket du kan bruke på et drivstoff før det selvdetonerer. I bensin er de tallene du ser på alle bensinstasjoner: 95 eller 98.

den eldre er dette nummeret, mer press bærer ueksplodert drivstoff. Så motorer som bruker 98 bensin kan optimaliseres med et høyere kompresjonsforhold uten problemer. For eksempel bruker Honda Type R bensin 98 for egenskapene til sin 2.0 hk 320 turboladede motor.

Kompresjonsforhold i diesel- og bensinmotorer

En av grunnene til motoren diesel er mer effektiv enn en bensin er at dens kompresjonsforholdet er høyere. Det normale er at i turbodiesel er det mellom 15 til 1 og 17 til 1, selv om motorer på opptil 24 til 1 også kan finnes.

Dette forholdet kan oppnås takket være det faktum at dieselmotorer de fungerer veldig annerledes enn bensin. De tenner ikke drivstoff-luftblandingen av en gnist fra en tennplugg, men i stedet komprimere luft for deretter å injisere diesel hvor den vil detonere ved trykk uten noe system som induserer det.

Logisk sett er de kalibrert til å gjøre dette til rett tid, som er når stempelet er helt oppe og det er på tide å gå ned. Det vil si når komprimeringsfasen er avsluttet og ekspansjonsfasen begynner innenfor syklusen til en firetaktsmotor. Ikke som når blandingen selvdetonerer for tidlig med påfølgende skader på motoren.

Cetan ikke oktan

Når det gjelder diesel dataene som interesserer Det er ikke oktanet, men cetanen. Hva er verdien som bestemmer tid det tar før drivstoffet detonerer, siden den er satt under press. Når det gjelder en dieselmotor, er det tiden det tar å detonere fra det øyeblikket den sprøytes inn i luften som tidligere har blitt komprimert.

Dieselen som selges i dag har en cetan-rating på y entre 51 55. Jo høyere dette tallet er, jo raskere vil det detonere og jo mindre forsinkelse vil det være i brennkammeret for å få energi. Noe som enkelte petrokjemiske selskaper bruker som en kommersiell påstand slik at kundene velger bensinstasjonene sine.

Minimum kompresjon av en dieselmotor

Det er et konsept som også er interessant å vite om dieselmotorer og det er det krever minimal kompresjon. Hvis de ikke når et visst nivå, vil de ikke kunne skru på dieselen og vil ikke fungere. Med andre ord, hvis for mye trykk går tapt, for eksempel av stempelringer eller av ventiler, motoren vil ikke engang starte.

Dette skjer ikke i en bensinmotor, fordi det som tenner blandingen av luft og bensin er gnisten fra plugger. Dette betyr ikke at den ikke vil miste trykket der den lekker, når detonasjonen først har skjedd. På den måten vil det fungere, men miste effektivitet og ytelse ved ikke å kunne utnytte energien godt.

Unntaket fra normen

Det er ett unntak fra denne forskjellen mellom bensin og diesel, som er utviklet av Mazda: The Skyactiv-X 2.0 180 hk. Denne bensinmotoren har en operasjon som er halvveis mellom den for en diesel og en bensin. detonasjon av drivstoffet er laget dels ved kompresjon og ved tennplugger. Det er derfor den har et kompresjonsforhold på 16,3 den 1 som kan sammenlignes med mange dieselmotorer. For eksempel: 320 BMW 2019d er 16,5 til 1, 4 Audi A2020 40 TDI er 15,5 til 1, og 220 Mercedes C-Klasse 2018d er det også.

Derfor kunngjør merket et forbruk nær det til en diesel med tilsvarende ytelsesnivå (180 hk), selv om denne motoren er en atmosfærisk bensin.

Variabelt kompresjonsforhold

Her kommer vi frem til en løsning som tillater endre kompresjonsforholdet etter behov. En kapasitet som gjør det mulig å forbedre effektiviteten og ytelsen betraktelig. En motor utstyrt med et variabelt kompresjonssystem lar deg oppnå det perfekte forholdet, enten den injiseres med mye blanding eller lite.

Hvis du for eksempel går til "gassspiss"for å opprettholde hastigheten, mengden blanding Det som går inn i brennkammeret er liten. øyeblikk der kompresjonsforhold kan være høyere uten selvdetonering. I stedet, hvis vi ber om maksimal akselerasjon til samme motor, blandingen Det blir mye mer rikelig og vil ta opp mer volum, så den kompresjonsforhold vil tilpasse seg å være menor og dermed forhindre at den eksploderer for tidlig.

I praksis merkes dette ved at motoren med variabel kompresjon oppnår mer effektivitet, fordi den justerer kompresjonsforholdet til maksimalt mulig i hver omstendighet. Samtidig gjør det det også mulig å nå en ytelse veldig høy fordi du kan sette den helt ned slik at du kan få mye blanding inn i kammeret.

Un godt eksempel av denne typen teknologi er motoren Infiniti VC-T, luksus undermerke Nissan. Det fungerer takket være det faktum at de legger til en eksosentrisk aksel og mellomliggende koblingsstenger som kobles til veivakselen. En aktuator beveger dette settet med deler for å flytte stemplenes slag opp eller ned for å endre kompresjonsforholdet. I følgende video kan du se hvordan han gjør det:

Andre interessant eksempel er det nye INNmotor som er i utviklingsfasen. Som bruker et mye enklere system for å oppnå en lignende effekt, siden i stedet for typisk veivaksel, har et sett med kamplater eller sinusplater.

Relatert artikkel:

INN Engine: Hva er det? Hvordan virker det? Fordeler, deler...

Formel for kompresjonsforhold

Verdiene som tas i betraktning for å beregne kompresjonsforholdet (RC) er sylinderboring (d), den Stempelløp (s), som er avstanden den reiser fra PMS til PMI, og minimum brennkammervolum (Vc). Formelen er som følger:

Men denne kompresjonsforholdet beregning inneholder ikke noen detaljer som bør legges til om nødvendig. Avhengig av motorkonfigurasjonen kan det være visse volumer som ikke er inkludert i formelen:

• og stempelhode er konkav, må du legge til volumet av det hullet, siden det verken legges til stempelslaget, og det må heller ikke inkluderes i brennkammerets volum. Hvis produsentens data ikke er tilgjengelig, kan du velge å måle dem direkte. Selv om det krever å ha komponenten for hånden. Det handler om å fylle den med væske for å se hvor mye volum den egentlig har. Ved minutt 4.10 av denne videoen du kan se hvordan det gjøres. En verkstedjobb som krever visst utstyr.
• La toppakning det er også en verdi å legge til minimumsvolumet til forbrenningskammeret, hvis det ikke allerede er inkludert i det. I dette tilfellet er det veldig enkelt å få tak i det fordi det er det måle høyden din og bruk igjen formel for volumet til en sylinder.

Bensinstasjonbilde – Mikel Ortega