kompresijsko razmerje motorja

Eden od dejavnikov, ki najbolj vplivajo na delovanje motorja, je nedvomno kompresijsko razmerje. To je dejstvo, ki v veliki meri določa njegovo toplotno učinkovitost. To je način, na katerega izkorišča energijo iz zgorevanja, da jo pretvori v gibanje.

Odkrito povedano, gre za razmerje ki obstaja med glasnostjo mešanice zrak/gorivo ko je stisnjen in njegovo prostornino enkrat je konec detonirano. Če smo natančni, je pri dizelskih motorjih stisnjen le zrak, saj se dizel naknadno vbrizga.

kompresijsko razmerje izraženo kot dve številki ki nam omogočajo merjenje deleža. Na primer: 10 1, 11 1, 12 1, 14 1 Oziroma katera koli vrednost je, kar pomeni le, da se mešanica po zgorevanju razširi 10, 11, 12 ali 14-krat. Večja kot je razlika med primerjanima volumnoma, večja je razlika toplotna zmogljivost imel bo motor, ker bo izkoristil svojo širitev za ustvarjanje gibanja.

Visoko ali nizko kompresijsko razmerje

Ko je to znano, je najbolj naravno vprašanje: zakaj nimajo vsi motorji zelo visokega kompresijskega razmerja? Zakaj se mnogi zadovoljijo z nizkim razmerjem 10 proti 1, saj bi bili veliko bolj učinkoviti, če bi bilo višje?

Da bi to razumeli, morate vedeti dve zelo preprosti dejstvi, ki pa sta odločilni:

• samodetonacija: Obstaja največji tlak, ki mu je lahko izpostavljena mešanica zraka in goriva, ne da bi sama eksplodirala. Če je ta meja presežena, preden bat doseže vrh, pride do eksplozije prezgodaj in motor se lahko resno poškoduje.
• kompresijski tlak: je tlak, ki ga mešanica doseže, ko je bat na najvišjem delu svojega giba. Če vbrizgamo malo mešanice v tej prostornini, bo tlak nizek, če vbrizgamo veliko, pa bo višji. Tako boste razumeli, da obstaja omejitev goriva, ki ga je mogoče dati v ta prostor, ne da bi povzročili prej omenjeni pojav samodetonacije.

Če ste te koncepte že usvojili, boste to razumeli kompresijsko razmerje ne more biti visoko pri nobenem modelu. Obstajajo motorji, ki lahko v svoje zgorevalne komore vložijo veliko goriva. V njih bi bilo vse v redu, če ne bi preveč pritiskali na plin, ker bi vbrizgali malo zmesi. Težava bi nastala ob močnejšem pritisku na stopalko za plin, takrat bi bila zmes preobilna in bi zaradi previsokega kompresijskega tlaka predčasno samodetonirala.

Rešitev za to se jasno vidi pri turbo motorjih, v kompresijsko razmerje je namerno znižano. Ker v jeklenke vnašajo stisnjen zrak, da lahko v tem prostoru pokurijo več goriva, ne morejo imeti visokega kompresijskega razmerja, ker bi prezgodaj samodetoniralo.

To lahko vidimo v kompresijskem razmerju nekaterih modelov zelo odvisno od tipa motorja:

• Seat León 2020 1.5 EcoTSI 150 KM: ima bencinski motor s turbinskim polnilnikom in ima kompresijsko razmerje 10,5 proti 1.
• Toyota GT86 iz leta 2016: ima atmosferski motor in ima kompresijsko razmerje 12,5 proti 1.
• Mazda 3 Skyactiv-G 2.0 s 122 KM: ima tudi atmosferski motor in kompresijsko razmerje 13 proti 1.

Kompresijsko razmerje in oktan

Tudi oktansko število goriva močno vpliva na kompresijsko razmerje, s katerim je mogoče nastaviti motor. Ta lastnost se nanaša na pritisk, ki ga lahko uporabite na gorivo, preden samodetonira. Pri bencinu so to številke, ki jih vidite na vseh bencinskih črpalkah: 95 ali 98.

starejši je to številka, več pritiskov nosi neeksplodirano gorivo. Tako je mogoče motorje, ki uporabljajo bencin 98, brez težav optimizirati z višjim kompresijskim razmerjem. Na primer, Honda Type R uporablja bencin 98 za značilnosti svojega motorja 2.0 s turbinskim polnilnikom s 320 KM.

Kompresijsko razmerje pri dizelskih in bencinskih motorjih

Eden od razlogov je motor dizelsko gorivo učinkovitejši od bencina je to, da je kompresijsko razmerje je višje. Normalno je, da je pri turbodizlih med 15 proti 1 in 17 proti 1, čeprav se najdejo tudi motorji do 24 proti 1.

To razmerje je mogoče doseči zahvaljujoč dejstvu, da dizelski motorji delujejo zelo drugače kot bencin. Ne vžgejo mešanice goriva in zraka z iskro iz svečke, temveč namesto tega stisnite zrak za vbrizgavanje dizla kjer bo eksplodiral zaradi pritiska brez kakršnega koli sistema, ki bi ga sprožil.

Logično je, da so umerjeni, da to storijo ob pravem času, ko je bat do konca navzgor in je čas, da se spusti. To pomeni, ko se faza stiskanja konča in se začne faza razširitve znotraj cikel štiritaktnega motorja. Ne kot takrat, ko se mešanica predčasno samoeksplodira s posledično poškodbo motorja.

Cetan ne oktan

V primeru dizla podatke, ki vas zanimajo Ni oktan, ampak cetan. Kakšna je vrednost, ki določa čas, ki je potreben, da gorivo eksplodira, saj je pod pritiskom. V primeru dizelskega motorja je to čas, ki je potreben za detonacijo od trenutka, ko je vbrizgan v zrak, ki je bil predhodno stisnjen.

Danes prodano dizelsko gorivo ima cetansko vrednost vnesite 51 in 55. Višje kot je to število, prej bo eksplodiralo in manj bo zamude v zgorevalni komori za pridobivanje energije. Nekaj, kar nekatera petrokemična podjetja uporabljajo kot komercialno trditev, da se stranke odločijo za njihove bencinske črpalke.

Minimalna kompresija dizelskega motorja

Obstaja koncept, ki ga je prav tako zanimivo vedeti o dizelskih motorjih in to je to zahteva minimalno stiskanje. Če ne dosežejo določene ravni, ne bodo mogli vklopiti dizla in ne bodo delovali. Z drugimi besedami, če se izgubi prevelik pritisk, na primer zaradi batni obročki ali po ventili, motor sploh noče zagnati.

Pri bencinskih motorjih se to ne zgodi, ker je tisto, kar vžge mešanico zraka in bencina, iskra čepi. To ne pomeni, da ne bo izgubil tlaka tam, kjer pušča, ko bo prišlo do detonacije. Tako bo deloval, vendar bo izgubil učinkovitost in zmogljivost, ker ne bo mogel dobro izkoristiti energije.

Izjema od norme

Pri tej razliki med bencinom in dizlom obstaja ena izjema, ki jo je razvil Mazda: roko Skyactiv-X 2.0 180 KM. Ta bencinski motor deluje na pol poti med delovanjem dizelskega in bencinskega. detonacija goriva deloma s kompresijo in z vžigalnimi svečkami. Zato ima kompresijsko razmerje 16,3 1 kar je primerljivo s številnimi dizli. Na primer: BMW 320d iz leta 2019 je 16,5 proti 1, Audi A4 2020 TDI iz leta 40 je 15,5 proti 1 in tudi Mercedes C razreda 220d iz leta 2018.

Zato znamka napoveduje porabo, ki je blizu dizla s podobno zmogljivostjo (180 KM), čeprav je ta motor atmosferski bencinec.

Spremenljivo kompresijsko razmerje

Tu pridemo do rešitve, ki omogoča po potrebi spremenite kompresijsko razmerje. Zmogljivost, ki omogoča znatno izboljšanje učinkovitosti in delovanja. Motor, opremljen s sistemom spremenljive kompresije, omogoča doseganje popolnega razmerja, ne glede na to, ali je vbrizgana velika količina mešanice ali majhna.

Na primer, če greste na »plinska konica»za vzdrževanje hitrosti, količino mešanice Kar gre v zgorevalno komoro, je pequeña. trenutek, v katerem kompresijsko razmerje lahko več brez samodetonacije. Namesto tega, če prosimo za največji pospešek na isti motor, premešamo Veliko bo obilnejši in bo zavzela več volumna, zato je kompresijsko razmerje se bo prilagodil biti manj in tako preprečite, da bi prezgodaj eksplodirala.

V praksi se to pozna tako, da motor s spremenljivo kompresijo doseže več učinkovitost, ker prilagodi kompresijsko razmerje na največjo možno vrednost v vsaki okoliščini. Hkrati pa omogoča tudi doseganje a performance zelo visoko, ker ga lahko nastavite do konca, tako da lahko v komoro dobite veliko mešanice.

Un dober primer te vrste tehnologije je motor Infiniti VC-T, luksuzna podznamka Nissan. Deluje zahvaljujoč temu, da dodajo eksocentrično gred in vmesne ojnice, ki se povezujejo z ročično gredjo. Aktuator premakne ta niz delov, da premakne hod batov navzgor ali navzdol, da spremeni kompresijsko razmerje. V naslednjem videu si lahko ogledate, kako mu to uspeva:

Drugo zanimiv primer je novo INNE motor motorja ki je v fazi razvoja. To uporablja veliko enostavnejši sistem za doseganje podobnega učinka, saj namesto tipična ročična gred, ima komplet odmičnih plošč ali sinusnih plošč.

Povezani članek:

INN Engine: kaj je to? Kako deluje? Prednosti, deli…

Formula za kompresijsko razmerje

Vrednosti, ki se upoštevajo za izračun kompresijskega razmerja (RC), so izvrtina cilindra (d), Batna dirka (s), kar je razdalja, ki jo prepotuje od PMS do PMI, in minimalna prostornina zgorevalne komore (Vc). Formula je naslednja:

Vendar pa je ta izračun kompresijskega razmerja ne vključuje nekaterih podrobnosti ki jih je treba po potrebi dodati. Odvisno od konfiguracije motorja lahko obstajajo določene količine, ki niso vključene v formulo:

• in batna glava je konkaven, morate dodati volumen te luknje, saj se niti ne prišteje gibu bata niti ga ni treba vključiti v prostornino zgorevalne komore. Če podatki proizvajalca niso na voljo, se lahko odločite za neposredno merjenje. Čeprav zahteva imeti komponento pri roki. Gre za to, da ga napolnimo s tekočino, da vidimo, koliko prostornine ima v resnici. V minuti 4.10 od ta video lahko vidite, kako se to naredi. Delavnica, ki zahteva določeno opremo.
• La tesnilo glave je tudi vrednost, ki jo je treba dodati minimalni prostornini zgorevalne komore, če ta še ni vključena vanjo. V tem primeru ga je zelo enostavno dobiti, ker je izmerite svojo višino in ponovno uporabite formula za prostornino valja.

Slika bencinske črpalke – Mikel Ortega