Sadržaj

1. Kako su povezani stupanj kompresije i kompresije motora?
2. Forsiranje motora povećanjem omjera kompresije
3. Osnovne metode povećanja
4. Kako radi motor s promjenjivom kompresijom?
5. Miller-Atkinsonov ciklus
6. Matematički proračun
7. Video: Kako ispravno izmjeriti omjer kompresije.
8. Praktični proračun metodom izlijevanja
9. Je li moguće izračunati stupanj mjerenjem kompresije?

Toplinska učinkovitost motora ovisi o količini kompresije. Ali s povećanjem stupnja, povećava se i rizik od detonacije, stoga, prilikom prisiljavanja i remonta, vrijeme treba potrošiti na izračune. Pogledajmo kako povećati omjer kompresije motora, odnos kompresije i stupnja i što je izvanredno kod motora Miller-Atkinsonovog ciklusa.

Kako su omjer kompresije i kompresija motora povezani??

Omjer kompresije u cilindrima motora je apsolutna vrijednost i izračunava se matematički. U praksi ovaj omjer prikazuje koeficijent kompresije smjese goriva primljene u cilindru na izumu. Koncept kompresije odnosi se na vršni tlak u komori za izgaranje na kraju takta kompresije i može se praktično izmjeriti. Kompresija, iako je derivat omjera kompresije, ovisi o mnogim čimbenicima:

• nepropusnost grupe cilindar-klip (CPG) i mehanizma ventila;
• snaga startera, stanje baterije i kvaliteta kontakta koji utječu na broj okretaja startera.

Forsiranje motora povećanjem omjera kompresije

Što je stupanj viši, to je topliji zrak na kraju kompresijskog takta i veća je učinkovitost motora. Ali povećanje jednog parametra ne jamči linearno povećanje drugog. Najveće povećanje snage osjeća se kada se stupanj poveća na 10-11 jedinica.

Na primjer, povećanjem omjera kompresije standardnog VAZ motora od 9.8 do 11, teoretski dobivamo povećanje toplinske učinkovitosti od 4%. Istodobno, test na stalku će pokazati puno skromniju vrijednost – 2,5%. Povećavajući kompresiju istog motora po jedinici, dobit ćemo stvarno povećanje 4.5%. Odaziv okretnog momenta će se uglavnom povećati pri malim i srednjim brzinama. Daljnje povećanje omjera kompresije bez prelaska na visokooktansko sportsko gorivo uopće neće funkcionirati.

Razlog za ovu pojavu je detonacija, koja se javlja kada je vršni tlak u komori za izgaranje previsok. Pri kontaktu sa zagrijanim zrakom, u ovom slučaju, smjesa se spontano zapali čak i prije nego što se dotakne iskra. U ovom slučaju, front plamena se širi brzinom većom od 2000 m / s, dok vrijednost tijekom normalnog izgaranja ne prelazi 250-300 m / s.

Udarni val takve sile vrši destruktivni pritisak na cilindre, stijenke komore za izgaranje, klipove. Temperatura ispušnih plinova također značajno raste, što dovodi do izgaranja krune klipa, ventila.

Stoga bi se ugađanje s kompresijom trebalo provesti nakon preciznog matematičkog izračuna i s očima na oktanski broj benzina.

Osnovne metode povećanja

1. Smanjenje debljine glave cilindra, BC. Sloj metala uklanja se s spojne ravnine glave i bloka mljevenjem ili mljevenjem i smanjuje se volumen komore za izgaranje.
2. Ugradnja klipova s ​​izbočinama. Cilj je, kao i kod prethodne metode, smanjiti volumen komore za izgaranje.
3. Povećan hod klipa ugradnjom druge radilice, klipnjača.

Kako radi motor s promjenjivom kompresijom?

Donedavno su eksponent postavljali inženjeri u fazi razvoja i bio je fiksiran bez obzira na način rada motora. Normalna vrijednost za moderne benzinske motore varira od 8 do 14 jedinica, tradicionalno visoki omjer kompresije za dizel motore je 18-23.

Pooštravanje ekoloških propisa tjera inženjerske genije da traže nove načine povećanja toplinske učinkovitosti. Jedno od takvih rješenja je motor s varijabilnom kompresijom. Razvijeno je nekoliko opcija za dinamičnu promjenu u stupnju:

• dodatni dio u šupljini glave cilindra. Otvaranje odjeljka omogućuje povećanje volumena komore za izgaranje, čime se smanjuje stupanj. Sustav nije dobio distribuciju zbog prekomjerne složenosti dizajna glave cilindra;
• klipovi promjenjive visine. Dizajn se pokazao previše glomazan, bilo je problema s neusklađenošću klipova i brtvljenjem CPG-a;
• podešavanje podizanja radilice. Promjena stupnja kompresije provodi se posebnim ekscentričnim spojkama koje podešavaju visinu potpornih ležajeva radilice. Tehnologiju je VAG dugo testirao, ali nikada nije ušao u seriju;
• podešavanje visine glave motora. Poseban motorizirani mehanizam i zakretanje dijelova bloka motora omogućili su podešavanje stupnja od 8 do 14 jedinica. Tehnologiju su razvili inženjeri SAAB -a, ali zbog nepouzdanosti gumenog kućišta, brtvljenja mobilnih dijelova bloka, a pretjerana složenost dizajna također nije ušla u seriju;

• klipnjača promjenjive duljine. Visina klipnjače regulirana je posebnim mehanizmom letve i zupčanika pomoću tlaka ulja. Kao iu prethodnim slučajevima, razvoj francuskih inženjera nije uveden u masovnu proizvodnju;

• poprečni mehanizam zgloba klipnjače s radilicom. Promjenom kuta rotacije pomicanja, hod klipa se smanjuje ili povećava. Razvoj Infiniti inženjera koristi se na dvolitarskom VC-T motoru, koji se sada ugrađuje na crossover QX50. Motor razvija najveću snagu od 268 litara.s. i najveći okretni moment od 380 Nm.

Miller-Atkinsonov ciklus

Miller-Atkinsonov ciklus najpoznatiji je po svojim promotivnim brošurama iz Mazde. Marketinški stručnjaci s ponosom mogu reći da su inženjeri uspjeli podići omjer kompresije Skyactive motora na 14 jedinica. Zapravo, govorimo o geometrijskom omjeru kompresije, a ne o stvarnom.

Trik leži u činjenici da je tijekom podizanja klipa na taktu kompresije dugo otvaranje ispušnih ventila, zbog čega se dio naboja svježeg zraka gura u ispušni trakt. Stoga je stvarni stupanj blizu standardnih 12 jedinica za benzinske motore. Povećanje toplinske učinkovitosti u ovom slučaju postiže se učinkovitijim korištenjem energije ekspandirajućih plinova u taktu snage. Zbog većeg hoda (povećan promjer radilice), plinovi dulje pritišću klip. Stoga se pri sagorijevanju istog udjela goriva, u usporedbi s konvencionalnim Otto ciklusom, više zakretnog momenta prenosi na radilicu. Tehnologija omogućuje u režimima malog i srednjeg opterećenja značajno smanjenje potrošnje goriva i količine štetnih emisija.

Matematički proračun

Omjer kompresije motora s unutarnjim izgaranjem jednak je volumenu komore za izgaranje prema radnom volumenu cilindra i izračunava se po formuli (V + C) / C = CR, gdje je

• V je volumen cilindra kada je klip u donjoj mrtvoj točki (BDC). Za izračunavanje, zbroj volumena svih cilindara (naznačenih u tehničkim karakteristikama leda) potreban je za podjelu na broj kotlova;
• C je volumen komore za izgaranje kada je klip u gornjoj mrtvoj točki (TDC). Uključuje volumen šupljine glave cilindra, brtvu glave cilindra i udubljenja u cilindru. Ako klip ima ispupčenje, njegov volumen se oduzima od ukupnog volumena komore za izgaranje.

Prilično je teško matematički izračunati omjer kompresije zbog složenog geometrijskog oblika komore za izgaranje. Stoga se u praksi koriste 2 glavne metode izračuna.

Video: Kako ispravno izmjeriti omjer kompresije.

Praktični proračun metodom izlijevanja

Suština mjerenja je naizmjenično punjenje područja iznad klipa tekućinom, kada je u gornjoj mrtvoj točki, i stijenke komore za izgaranje glave cilindra. Za mjerenje nam je potreban komad pleksiglasa u koji će biti izrezane rupe za uvrtanje vijaka glave cilindra i rupa za punjenje tekućine. Između pleksiglasa i bloka potrebno je ugraditi već korištenu (komprimiranu) brtvu. Zidovi cilindara za povećanje hidrauličkog zbijanja moraju se podmazati debelim konzistentnim mazivom (litij ili obični sokolol).

Nakon zatezanja pleksiglasa vijcima, napunite dobiveni volumen tekućinom. Volumen vode koji stane odgovarat će volumenu prostora iznad klipa. Slično ispitivanje provodi se s glavom bloka. U tom slučaju ventili se moraju preklopiti, između sjedala i ploča nanosi se mast. Zbroj volumena napunjenih tekućina bit će volumen komore za izgaranje.

Do izračunajte omjer kompresije na online kalkulatoru, također će biti potrebno izmjeriti hod klipa i promjer cilindra. Sve ove vrijednosti pomoći će izračunati volumen motora koji se mijenja sa svakim glodanjem BC-a, ravnine glave cilindra, ugradnjom klipova različitog geometrijskog oblika, bušenjem cilindra ili ugradnjom drugih klipnjača, radilice.

Je li moguće izračunati stupanj mjerenjem kompresije?

Kompresija izravno ne ovisi samo o konceptu stupnja kompresije motora, već i o prirodi komprimiranog plina i uvjeta u komori za izgaranje. U praksi, ovisnost ovih parametara rezultira formulom R = Ro*Ɛƴ, gdje je

• Ro je početni tlak u cilindru, uzet kao 1;
• Ƴ – adijabatski indeks za zrak. U motoru s unutarnjim izgaranjem, tijekom kompresije, dio topline odaje se na stijenke cilindra, komoru za izgaranje; dio plina curi kroz curenje, a zrak se miješa s česticama goriva, pa se proces smatra nedijabetičkim. U ovom slučaju, politropni indeks nije jednak referentnoj 1.4, ali blizu stvarnog 1.2.

Sve to znači da mjerenjem kompresije možemo izračunati omjer kompresije motora. Na primjer, s kompresijom od 15,8, omjer kompresije bit će blizu 10 jedinica. Da biste smanjili pogrešku, morate slijediti sva pravila za mjerenje kompresije:

1. Svijeće moraju biti ugašene.
2. Gas 100% otvoren.
3. Opskrba gorivom prekinuta.
4. Baterija mora biti potpuno napunjena. U ovom slučaju spremnik bi trebao biti dovoljan za mjerenje kompresije u svim kotlovima.
5. Starter mora biti u dobrom stanju, i nema značajnijeg pada napona zbog oksida na njegovim strujnim žicama.