съотношение на компресия на двигател

Един от факторите, които най-много влияят на работата на двигателя, несъмнено е степен на компресия. Това е факт, който до голяма степен определя неговите топлинни характеристики. Това е начинът, по който се възползва от енергията от горенето, за да я трансформира в движение.

Честно казано, става въпрос за връзка което съществува между обема на сместа въздух/гориво при компресиране и неговия обем след като свърши детониран. Въпреки че по-точно при дизеловите двигатели се компресира само въздух, защото дизелът се впръсква след това.

степен на компресия изразени като две числа които ни позволяват да измерим пропорция. Например: 10 на 1, 11 на 1, 12 на 1, 14 на 1 Или каквато и стойност да е, което означава само, че сместа се разширява 10, 11, 12 или 14 пъти, след като изгори. Колкото по-голяма е разликата между двата сравнявани обема, толкова повече термична производителност той ще има двигателя, защото ще се възползва от неговото разширяване, за да генерира движение.

Високо или ниско съотношение на компресия

След като това е известно, най-естественият въпрос е: защо не всички двигатели имат много високо съотношение на компресия? Защо има много хора, които се задоволяват с ниско съотношение от 10 към 1, след като биха били много по-ефективни, ако беше по-високо?

За да разберете това, трябва да знаете два много прости факта, но те са решаващи:

• самодетонация: Има максимално налягане, на което сместа въздух-гориво може да бъде подложена, без да детонира сама. Ако тази граница бъде превишена преди буталото да достигне върха, експлозията настъпва преждевременно и двигателят може да бъде сериозно повреден.
• компресионно налягане: е налягането, което сместа достига, след като буталото е в най-високата част на своя ход. Ако инжектираме малко смес в този обем, налягането ще бъде ниско, а ако инжектираме много, ще бъде по-високо. Така че ще разберете, че има ограничение на горивото, което може да се постави в това пространство, без да причини гореспоменатия феномен на самодетонация.

Ако вече сте усвоили тези понятия, ще разберете това съотношението на компресия не може да бъде високо при нито един модел. Има двигатели, които могат да вкарат много гориво в горивните си камери. При тях всичко щеше да е наред, стига да не се натиска много газта, защото щеше да се впръска малко смес. Проблемът ще дойде, когато натиснете по-силно педала на газта, в който момент сместа ще бъде твърде изобилна и ще се самодетонира преждевременно поради свръхналягане на компресия.

Решението на това се вижда ясно в турбо двигатели, в съотношението на компресия е съзнателно понижено. Тъй като те поставят сгъстен въздух в цилиндрите, за да могат да изгорят повече гориво в това пространство, те не могат да имат високо съотношение на компресия, защото ще се самодетонира преждевременно.

Можем да погледнем съотношението на компресия на някои модели, за да видим това много зависи от типа двигател:

• Seat León 2020 1.5 EcoTSI 150 к.с.: има бензинов двигател с турбокомпресор и степен на компресия 10,5 към 1.
• 86 Toyota GT2016: Има двигател с атмосферно пълнене и съотношение на компресия 12,5 към 1.
• Mazda 3 Skyactiv-G 2.0 със 122 к.с.: също е с атмосферен двигател и съотношението му на компресия е 13 към 1.

Съотношение на компресия и октаново число

Октановото число на горивото също силно влияе на съотношението на компресия, с което може да се настрои даден двигател. Това свойство се отнася до налягането, което можете да приложите към горивото, преди то да се самодетонира. При бензина това са числата, които виждате на всички бензиностанции: 95 или 98.

По-добрия това число ли е, носи повече натиск неексплодирало гориво. Така че двигателите, използващи 98 бензин, могат да бъдат оптимизирани с по-високо съотношение на компресия без проблеми. Например, Honda Type R използва бензин 98 за характеристиките на своя 2.0 двигател с турбокомпресор с 320 к.с.

Коефициент на сгъстяване при дизелови и бензинови двигатели

Една от причините двигателят дизел е по-ефективен от бензина степента на компресия е по-висока. Нормалното е при турбодизелите да е между 15 към 1 и 17 към 1, макар че се срещат и двигатели до 24 към 1.

Тази връзка може да се постигне благодарение на факта, че дизеловите двигатели те работят много по-различно от бензина. Те не възпламеняват гориво-въздушната смес чрез искра от свещ, а вместо това компресирайте въздух, за да инжектирате дизел където ще детонира от налягане без никаква система, която да го предизвиква.

Логично, те са калибрирани да правят това в точното време, което е, когато буталото е докрай и е време да се спусне. Тоест, когато фазата на компресия приключи и фазата на разширяване започне в рамките на цикъл на четиритактов двигател. Не както когато сместа се самодетонира преждевременно с последваща повреда на двигателя.

Цетан не октан

В случай на дизел данните, които интересуват Не е октановото число, но цетановото число. Каква е стойността, която определя време, необходимо на горивото да детонира, тъй като е поставен под натиск. В случай на дизелов двигател, това е времето, необходимо за детонация от момента, в който се инжектира в предварително компресиран въздух.

Продаваният днес дизел има цетаново число от entre 51 y 55. Колкото по-високо е това число, толкова по-скоро ще детонира и толкова по-малко ще има забавяне в горивната камера за получаване на енергия. Нещо, което някои нефтохимически компании използват като търговска претенция, така че клиентите да изберат техните бензиностанции.

Минимална компресия на дизелов двигател

Има концепция, която също е интересно да се знае за дизеловите двигатели и това е всичко изискват минимално компресиране. Ако не достигнат определено ниво, няма да могат да пуснат дизела и няма да работят. С други думи, ако се загуби твърде много натиск, например от бутални пръстени или от клапани, двигателят дори не стартира.

Това не се случва в бензинов двигател, защото това, което запалва сместа от въздух и бензин, е искрата на щепсели. Това не означава, че няма да загуби налягане там, където изтича, след като е настъпила детонацията. По този начин ще работи, но ще загуби ефективност и производителност, тъй като не може да използва добре енергията.

Изключение от нормата

Има едно изключение от тази разлика между бензин и дизел, което е разработено от Mazda: ръка Skyactiv-X 2.0 180 к.с. Този бензинов двигател има работа, която е по средата между тази на дизеловия и бензиновия. детонация от горивото се прави частично чрез компресия и чрез запалителни свещи. Ето защо има степен на компресия от 16,3 на 1 което е сравнимо с това на много дизели. Например: 320 BMW 2019d е 16,5 към 1, 4 Audi A2020 40 TDI е 15,5 към 1, а 220 Mercedes C-Class 2018d също е.

Така марката обявява разход близък до този на дизел с подобно ниво на мощност (180 к.с.), въпреки че този двигател е атмосферен бензин.

Променливо съотношение на компресия

Тук стигаме до решение, което позволява променете съотношението на компресия, ако е необходимо. Капацитет, който позволява значително подобряване на ефективността и производителността. Двигател, оборудван със система за променлива компресия, ви позволява да постигнете перфектното съотношение, независимо дали се впръсква с голямо количество смес или малко.

Например, ако отидете на „газов накрайник” за поддържане на скорост, количество смес Това, което влиза в горивната камера, е малък. момент, в който степен на компресия може да бъде кмет без самодетонация. Вместо това, ако поискаме максимално ускорение към същия двигател, смес Ще бъде много по-обилно и ще заема повече обем, така че степен на компресия ще се адаптира да бъде Menor и по този начин го предпазва от преждевременна експлозия.

На практика това се забелязва по това, че двигателят с променлива компресия постига повече производителност, тъй като настройва съотношението на компресия до максимално възможното при всяко обстоятелство. В същото време също така прави възможно достигането на a производителност много високо, защото можете да го поставите докрай, за да можете да вкарате много микс в камерата.

Un добър пример от този тип технология е двигателят Infiniti VC-T, луксозна под-марка Nissan. Работи благодарение на това, че добавят екзоцентричен вал и междинни биели, които се свързват с коляновия вал. Задвижващ механизъм движи този набор от части, за да премести хода на буталата нагоре или надолу, за да промени съотношението на компресия. В следващото видео можете да видите как го прави:

Друг интересен пример е новото ДВИГАТЕЛ на двигателя който е във фаза на развитие. Това използва много по-проста система за постигане на подобен ефект, тъй като вместо типичен колянов вал, има набор от гърбични плочи или синусовидни плочи.

Формула за коефициент на компресия

Стойностите, взети предвид за изчисляване на степента на компресия (RC), са отвор на цилиндъра (d), на Състезание с бутала (s), което е разстоянието, което изминава от PMS до PMI, и минимален обем на горивната камера (Vc). Формулата е следната:

Въпреки това, това изчисление на степента на компресия не включва някои подробности които трябва да се добавят, ако е необходимо. В зависимост от конфигурацията на двигателя може да има определени обеми, които не са включени във формулата:

• и бутална глава е вдлъбнат, трябва да добавите обем на тази дупка, тъй като нито се добавя към хода на буталото, нито трябва да се включва в обема на горивната камера. Ако данните на производителя не са налични, можете да изберете да ги измерите директно. Въпреки че изисква компонентът да е под ръка. Става въпрос за пълненето му с течност, за да се види колко обем наистина има. В минута 4.10 от това видео можете да видите как се прави. Работа в работилница, която изисква определено оборудване.
• La уплътнение на главата това също е стойност, която трябва да се добави към минималния обем на горивната камера, ако той вече не е включен в нея. В този случай е много лесно да го получите, защото е измерете височината си и използвайте отново формула за обем на цилиндър.

Изображение на бензиностанция – Микел Ортега