Одним із факторів, які найбільше впливають на роботу двигуна, безперечно є ступінь стиснення. Це факт, який значною мірою визначає його теплові характеристики. Тобто спосіб, у який він використовує енергію згоряння, щоб перетворити її на рух.
Відверто кажучи, йдеться про зв'язок що існує між обсягом повітряно-паливної суміші при стисненні і його обсяг як тільки це закінчиться здетонував. Хоча якщо бути точним, то в дизельних двигунах стискається тільки повітря, тому що дизель впорскується потім.
ступінь стиснення виражається двома числами що дозволяє нам виміряти пропорцію. Наприклад: 10 1, 11 1, 12 1, 14 1 Або будь-яке значення, яке означає лише те, що після згоряння суміш розширюється в 10, 11, 12 або 14 разів. Чим більша різниця між двома порівнюваними обсягами, тим більше теплові характеристики він матиме двигун, оскільки він використовуватиме переваги його розширення для генерування руху.
Високий або низький ступінь стиснення
Коли це відомо, виникає найбільш природне запитання: чому не всі двигуни мають дуже високий ступінь стиснення? Чому багато тих, хто погоджується на низьке співвідношення 10 до 1, оскільки вони були б набагато ефективнішими, якби воно було вищим?
Щоб це зрозуміти, потрібно знати два дуже простих факти, але вони вирішальні:
- самодетонація: Існує максимальний тиск, якому може бути піддана повітряно-паливна суміш без самостійної детонації. Якщо цей ліміт буде перевищено до того, як поршень досягне верху, вибух відбудеться передчасно, і двигун може бути серйозно пошкоджений.
- тиск стиснення: це тиск, якого досягає суміш, коли поршень знаходиться на найвищій частині свого ходу. Якщо ми вводимо мало суміші в цьому об’ємі, тиск буде низьким, а якщо вводити багато, то він буде вищим. Отже, ви зрозумієте, що існує обмеження палива, яке можна помістити в цей простір, не спричиняючи вищезгаданого явища самодетонації.
Якщо ви вже засвоїли ці поняття, ви це зрозумієте ступінь стиснення не може бути високим на жодній моделі. Існують двигуни, які здатні подавати багато палива в камери згоряння. У них би все було добре, якби не сильно натискали на акселератор, тому що впорскується мало суміші. Проблема виникла б, коли ви сильніше натискаєте на педаль акселератора, у цей момент суміші стає занадто багато, і вона передчасно самодетонує через надлишковий тиск стиснення.
Ці два поняття можна сплутати, але вони стосуються абсолютно різних питань. З одного боку, ступінь стиснення це лише один порівняння між томами: коли поршень знаходиться у нижній мертвій точці (НМТ) і коли він знаходиться у верхній мертвій точці (ВМТ). Тому воно виражається у вигляді співвідношення «Х до 1». Тож немає сенсу намагатися виразити ступінь стиснення в барах чи будь-якій іншій мірі тиску, оскільки вона не вимірює величину.
З іншого боку, тиск стиснення вказує на тиск, досягнутий сумішшю коли поршень знаходиться у верхній мертвій точці (ВМТ). У цьому випадку воно виражається значенням, за яким йде одиниця вимірювання тиску. Наприклад: у барах або в кг/см2.
Вирішення цього питання чітко видно в турбомоторахв ступінь стиснення навмисно знижена. Оскільки вони поміщають стиснене повітря в циліндри, щоб вони могли спалити більше палива в цьому просторі, вони не можуть мати високий ступінь стиснення, оскільки він передчасно самодетонує.
Щоб побачити це, ми можемо подивитися на ступінь стиснення деяких моделей багато в чому залежить від типу двигуна:
- Seat León 2020 1.5 EcoTSI 150 к.с.: має бензиновий двигун з турбонаддувом і ступінь стиснення 10,5 до 1.
- Toyota GT86 2016: має атмосферний двигун і ступінь стиснення 12,5 до 1.
- Mazda 3 Skyactiv-G 2.0 потужністю 122 к.с.: також має атмосферний двигун і ступінь стиснення 13 до 1.
Ступінь стиснення і октан
Також октанове число палива сильно впливає на ступінь стиснення, на яку можна встановити двигун. Ця властивість стосується тиску, який ви можете застосувати до палива, перш ніж воно самодетонує. На бензині це цифри, які ви бачите на всіх заправках: 95 або 98.
старший це число, несе більше тиску паливо, що не вибухнуло. Таким чином, двигуни, що працюють на бензині 98, можна без проблем оптимізувати з вищим ступенем стиснення. Наприклад, Honda Type R використовує бензин 98 для характеристики свого 2.0-сильного двигуна 320 з турбонаддувом.
У 30-х роках було встановлено стіл для класифікувати види палива за тиском які вони тримали перед вибухом. Для цього було обрано два палива з абсолютно протилежними характеристиками. Н-гептан, який був відомою речовиною, яка витримувала найменший тиск, і ізооктан, який був тим, який найбільше витримував його згідно з даними того часу.
Першому було надано значення 0, а другому 100 як контрольні значення. Таким чином, номери були присвоєні іншим видам палива залежно від тиску, який вони витримали. Отже, нинішні бензини мають номер 95 або 98, а не інші. Хоча бензини з октановим числом 97 і 100 вже починають надходити на ринок.
Ступінь стиснення в дизельних і бензинових двигунах
Одна з причин двигуна дизель є більш ефективним, ніж бензин ступінь стиснення вище. Нормальним є те, що у турбодизелі це від 15 до 1 і 17 до 1, хоча також можна знайти двигуни до 24 до 1.
Такого співвідношення можна досягти завдяки тому, що дизельні двигуни вони працюють зовсім інакше, ніж бензин. Вони не запалюють паливно-повітряну суміш іскрою від свічки, а замість цього стиснути повітря, щоб потім впорснути дизель де він вибухне під тиском без будь-якої системи, яка це спонукає.
Логічно, вони відкалібровані, щоб робити це в потрібний час, тобто коли поршень повністю піднятий і настав час опускатися. Тобто, коли завершується фаза стиснення і починається фаза розширення в межах цикл чотиритактного двигуна. Не так, як коли суміш передчасно самодетонує з подальшим пошкодженням двигуна.
Цетанове число, а не октанове число
У випадку з дизелем дані, які цікавлять Справа не в октановому числі, але цетанове число. Яке значення визначає час, необхідний для детонації палива, оскільки на нього чиниться тиск. У випадку дизельного двигуна це час, необхідний для детонації з моменту впорскування в повітря, яке було попередньо стиснене.
Дизельне паливо, що продається сьогодні, має цетанове число entre 51 y 55. Чим вище це число, тим швидше він здетонує і тим менше буде затримка в камері згоряння для отримання енергії. Те, що деякі нафтохімічні компанії використовують як комерційну претензію, щоб клієнти обирали їхні АЗС.
Мінімальна компресія дизельного двигуна
Є концепція, яку також цікаво знати про дизельні двигуни, і це все вимагає мінімального стиснення. Якщо вони не досягнуть певного рівня, то не зможуть включити дизель і працювати не будуть. Іншими словами, якщо втрачається надто великий тиск, наприклад поршневі кільця або за клапани, двигун навіть не запускається.
Цього не відбувається в бензиновому двигуні, тому що те, що запалює суміш повітря та бензину, - це іскра пробки. Це не означає, що він не втратить тиск у місці витоку після того, як відбулася детонація. Таким чином він працюватиме, але втрачатиме ефективність і продуктивність через нездатність правильно використовувати енергію.
Виняток із норми
Існує один виняток із цієї різниці між бензином і дизелем, який розроблено Mazda: Skyactiv-X 2.0 180 к.с. Цей бензиновий двигун працює посередині між дизельним і бензиновим. детонація палива виготовлено частково компресією та свічками запалювання. Ось чому він має ступінь стиснення 16,3 1 що можна порівняти з багатьма дизелями. Наприклад: BMW 320d 2019 року випуску – 16,5 до 1, Audi A4 2020 TDI 40 року – 15,5 до 1, а також Mercedes C-Class 220d 2018 року.
Відтак, бренд заявляє про витрату, близький до дизеля зі схожою потужністю (180 к.с.), хоча цей двигун є атмосферним бензином.
Змінний ступінь стиснення
Тут ми знаходимо рішення, яке дозволяє за потреби змініть ступінь стиснення. Ємність, яка дозволяє значно підвищити ефективність і продуктивність. Двигун, оснащений системою змінного стиснення, дозволяє досягти ідеального співвідношення незалежно від того, впорскується він великою кількістю суміші чи малою.
Наприклад, якщо ви перейдете до «газовий наконечник«для підтримки швидкості, кількість суміші Те, що потрапляє в камеру згоряння малий. момент, коли ступінь стиснення може бути мер без самопідриву. Натомість, якщо ми просимо максимальне прискорення до того самого двигуна, суміш Буде багато більш рясний і займе більше обсягу, тому ступінь стиснення буде адаптуватися до бути менше і таким чином запобігти його передчасному вибуху.
На практиці це помітно по тому, що двигун зі змінною компресією досягає більшого ефективність, тому що він регулює ступінь стиснення до максимально можливого в будь-яких обставинах. У той же час це також дає можливість досягти a продуктивність дуже високо, тому що ви можете встановити його до кінця, щоб ви могли отримати багато суміші в камері.
Un хороший приклад цього типу техніки є двигун Infiniti VC-T, люксовий суббренд Nissan. Це працює завдяки тому, що вони додають екзоцентричний вал і проміжні шатуни, які з'єднуються з коленвалом. Привід переміщує цей набір деталей, щоб перемістити хід поршнів вгору або вниз, щоб змінити ступінь стиснення. У наступному відео ви можете побачити, як він це робить:
Інший цікавий приклад є новим ДВИГУН Двигун який знаходиться на стадії розробки. Це використовує набагато простішу систему для досягнення подібного ефекту, оскільки замість типовий колінчастий вал, має набір кулачкових пластин або синусних пластин.
Формула коефіцієнта стиснення
Для розрахунку ступеня стиснення (RC) враховуються значення отвір циліндра (d), Поршневі гонки (s), яка є відстанню, яку він проходить від PMS до PMI, і мінімальний об'єм камери згоряння (Vc). Формула така:
Однак це розрахунок ступеня стиснення не містить деяких деталей які слід додати за потреби. Залежно від конфігурації двигуна, можуть бути певні обсяги, які не входять у формулу:
- і головка поршня є увігнутим, ви повинні додати обсяг цієї діри, оскільки він не додається до ходу поршня і не повинен бути включений в об’єм камери згоряння. Якщо дані виробника недоступні, ви можете вибрати вимірювання безпосередньо. Хоча для цього потрібно мати компонент під рукою. Йдеться про те, щоб наповнити його рідиною, щоб побачити, який він насправді об’єм. На 4.10 хв це відео ви можете побачити, як це робиться. Робота в майстерні, яка вимагає певного обладнання.
- La прокладка головки це також значення, яке потрібно додати до мінімального об’єму камери згоряння, якщо він ще не включений у нього. У цьому випадку його дуже легко отримати, оскільки він є виміряти свій зріст і використовувати знову формула об'єму циліндра.
Зображення АЗС – Мікель Ортега
Мені потрібно форсувати двигун свого мотоцикла від китайської марки QMC 200c.c. Тип ендуро. Мені потрібна ваша порада, а також які типи запчастин для мотоциклів я маю представити або що мені робити. Я пишу з ЕКВАДОРУ - ГУЯЯКІЛЬ
Я хотів би знати, яку потужність генерує вибух поршня звичайного автомобіля, її можна виміряти в кг. Сила, наприклад, 150 або 200 кг. кожного разу, коли він вибухає.
Я б хотів, щоб хтось сказав мені, мені цікаво.