Hvad er kompressionsforholdet for en forbrændingsmotor
En af de vigtige designegenskaber for en stempelforbrændingsmotor er kompressionsforholdet. Denne parameter påvirker forbrændingsmotorens effekt, dens effektivitet og brændstofforbrug. I mellemtiden er der få mennesker, der har en sand idé om, hvad der menes med graden af kompression. Mange mennesker tror, at dette blot er et synonym for kompression. Selvom det sidste hænger sammen med graden af kompression, er der dog tale om helt andre ting.
For at forstå terminologien skal du forstå, hvordan motorens cylinder er arrangeret, og forstå princippet om drift af forbrændingsmotoren. Den brændbare blanding sprøjtes ind i cylindrene, hvorefter den komprimeres af et stempel, der bevæger sig fra nederste dødpunkt (BDC) til øverste dødpunkt (TDC). Den komprimerede blanding på et tidspunkt nær TDC antændes og brænder ud. Den ekspanderende gas udfører mekanisk arbejde og skubber stemplet i den modsatte retning - til BDC. Forbundet til stemplet virker plejlstangen på krumtapakslen og får den til at rotere.
Rummet afgrænset af cylinderens indervægge fra BDC til TDC er cylinderens arbejdsvolumen. Den matematiske formel for forskydningen af en cylinder er som følger:
Vₐ = πr²s
hvor r er radius af cylinderens indre sektion;
s er afstanden fra TDC til BDC (længden af stempelslaget).
Når stemplet når TDC, er der stadig lidt plads over det. Dette er forbrændingskammeret. Formen på den øverste del af cylinderen er kompleks og afhænger af det specifikke design. Derfor er det umuligt at udtrykke volumenet Vₑ af forbrændingskammeret med en hvilken som helst formel.
Det er klart, at det samlede volumen af cylinderen Vₒ er lig med summen af arbejdsvolumenet og forbrændingskammerets volumen:
VXNUMX = VXNUMX+VXNUMX
Og kompressionsforholdet er forholdet mellem cylinderens samlede volumen og forbrændingskammerets volumen:
e = (VXNUMX+VXNUMX)/VXNUMX
Denne værdi er dimensionsløs, og faktisk karakteriserer den den relative trykændring fra det øjeblik, blandingen sprøjtes ind i cylinderen, indtil tændingsøjeblikket.
Det kan ses af formlen, at det er muligt at øge kompressionsforholdet enten ved at øge cylinderens arbejdsvolumen eller ved at reducere forbrændingskammerets volumen.
For forskellige forbrændingsmotorer kan denne parameter afvige og bestemmes af typen af enhed og funktionerne i dens design. Kompressionsforholdet for moderne benzinforbrændingsmotorer er i området fra 8 til 12, i nogle tilfælde kan det nå op til 13 ... 14. For dieselmotorer er det højere og når 14 ... 18, dette skyldes de særlige forhold ved tændingsprocessen for dieselblandingen.
Og hvad angår kompression, er dette det maksimale tryk, der opstår i cylinderen, når stemplet bevæger sig fra BDC til TDC. Den internationale SI-enhed for tryk er pascal (Pa/Pa). Måleenheder som bar (bar) og atmosfære (at/at) er også meget brugt. Enhedsforholdet er:
1 ved = 0,98 bar;
1 bar = 100 Pa
Ud over graden af kompression påvirker sammensætningen af den brændbare blanding og den tekniske tilstand af forbrændingsmotoren, især graden af slid på delene af cylinder-stempelgruppen, kompressionen.
Med en stigning i kompressionsforholdet øges trykket af gasserne på stemplet, hvilket betyder, at effekten i sidste ende øges, og forbrændingsmotorens effektivitet øges. Mere fuldstændig forbrænding af blandingen fører til forbedret miljøpræstation og bidrager til et mere økonomisk brændstofforbrug.
Muligheden for at øge kompressionsforholdet er dog begrænset af risikoen for detonation. I denne proces brænder luft-brændstofblandingen ikke, men eksploderer. Nyttigt arbejde udføres ikke, men stemplerne, cylindrene og dele af krumtapmekanismen oplever alvorlige påvirkninger, hvilket fører til deres hurtige slid. Den høje temperatur under detonation kan forårsage udbrænding af ventilerne og stemplernes arbejdsflade. Til en vis grad hjælper benzin med et højere oktantal med at klare detonation.
I en dieselmotor er detonation også mulig, men der er det forårsaget af forkert indsprøjtningsjustering, sod på indersiden af cylindrene og andre årsager, der ikke er relateret til et øget kompressionsforhold.
Det er muligt at forcere den eksisterende enhed ved at øge cylindrenes arbejdsvolumen eller kompressionsforholdet. Men her er det vigtigt ikke at overdrive det og omhyggeligt udregne alt, før du hovedkulds styrter i kamp. Fejl kan føre til en sådan ubalance i driften af enheden og detonationer, at hverken højoktanbenzin eller justering af tændingstidspunktet hjælper.
Der er næppe nogen mening i at forcere en motor, der i starten har et højt kompressionsforhold. Omkostningerne til indsats og penge vil være ret store, og stigningen i magt vil sandsynligvis være ubetydelig.
Достичь желаемой цели можно двумя способами — расточкой цилиндров, что позволит сделать рабочий объем ДВС набор больше, либо фрезеровкой нижней поверхности (ГБЦ).
Cylinder kedeligt
Det bedste øjeblik til dette er, når du alligevel skal kede cylindrene.
Før du udfører denne operation, skal du vælge stemplerne og ringene til den nye størrelse. Det vil sandsynligvis ikke være svært at finde dele til reparationsdimensionerne til denne forbrændingsmotor, men dette vil ikke give en mærkbar stigning i motorens arbejdsvolumen og kraft, da forskellen i størrelse er meget lille. Det er bedre at kigge efter stempler og ringe med større diameter til andre enheder.
Du bør ikke prøve at kede cylindrene selv, fordi dette kræver ikke kun dygtighed, men også specialudstyr.
Afslutning af topstykket
Fræsning af bundfladen af topstykket vil reducere længden af cylinderen. Forbrændingskammeret, helt eller delvist placeret i hovedet, bliver kortere, hvilket betyder, at kompressionsforholdet øges.
For omtrentlige beregninger kan det antages, at fjernelse af et lag på en kvart millimeter vil øge kompressionsforholdet med omkring en tiendedel. En finere indstilling vil give samme effekt. Du kan også kombinere det ene med det andet.
Glem ikke, at færdiggørelsen af hovedet kræver en nøjagtig beregning. Dette vil undgå for højt kompressionsforhold og ukontrolleret detonation.
At tvinge en forbrændingsmotor på denne måde er fyldt med et andet potentielt problem - afkortning af cylinderen øger risikoen for, at stemplerne møder ventilerne.
Blandt andet vil det også være nødvendigt at efterjustere ventiltimingen.
Måling af forbrændingskammerets volumen
For at beregne kompressionsforholdet skal du kende forbrændingskammerets volumen. Den komplekse indre form gør det umuligt at matematisk beregne dens volumen. Men der er en ret simpel måde at måle det på. For at gøre dette skal stemplet indstilles til øverste dødpunkt, og ved hjælp af en sprøjte med et volumen på ca. 20 cm³ hældes olie eller anden passende væske gennem tændrørshullet, indtil det er helt fyldt. Tæl hvor mange terninger du hældte. Dette vil være volumenet af forbrændingskammeret.
Arbejdsvolumenet af en cylinder bestemmes ved at dividere volumenet af forbrændingsmotoren med antallet af cylindre. Når du kender begge værdier, kan du beregne kompressionsforholdet ved hjælp af ovenstående formel.
En sådan operation kan være nødvendig, for eksempel for at skifte til billigere benzin. Eller du er nødt til at rulle tilbage i tilfælde af en mislykket motorkraft. Derefter, for at vende tilbage til deres oprindelige positioner, kræves en fortykket cylinderhovedpakning eller et nyt hoved. Brug som ekstraudstyr to almindelige afstandsstykker, hvorimellem kan placeres en aluminiumsindsats. Som et resultat vil forbrændingskammeret stige, og kompressionsforholdet vil falde.
En anden måde er at fjerne et lag metal fra stemplernes arbejdsflade. Men en sådan metode vil være problematisk, hvis arbejdsfladen (bunden) har en konveks eller konkav form. Den komplekse form af stempelkronen er ofte lavet for at optimere blandingens forbrændingsproces.
På ældre karburator-ICE'er giver deforcering ikke problemer. Men den elektroniske kontrol af moderne forbrændingsmotorer med indsprøjtning efter en sådan procedure kan tage fejl ved justering af tændingstidspunktet, og derefter kan detonation forekomme, når der bruges lavoktanbenzin.
