Μαθήματα:
- Αναλογία συμπίεσης
- Υπολογίστε την αναλογία συμπίεσης
- Μπεπερκίνγκεν
Αναλογία συμπίεσης:
Ο λόγος συμπίεσης έχει μεγάλη επίδραση στην απόδοση του κινητήρα. Όσο υψηλότερο είναι, τόσο υψηλότερο είναι τελική πίεση συμπίεσης θα είναι, οπότε τόσο περισσότερη ενέργεια μπορεί να αντλήσει ο κινητήρας από το καύσιμο, παράγοντας έτσι περισσότερη ισχύ. Ωστόσο, υπάρχουν περιορισμοί σε αυτό. Περισσότερα για αυτό αργότερα.
Ο λόγος συμπίεσης είναι μια σταθερή αναλογία μεταξύ του όγκου πάνω από το έμβολο στο ODP και του όγκου πάνω από το έμβολο στο TDC. Ο χώρος συμπίεσης είναι ο όγκος του χώρου καύσης στον οποίο συμπιέζεται ο αέρας από το έμβολο. Ο χώρος συμπίεσης εξαρτάται επίσης από το πάχος της φλάντζας κεφαλής, τη γωνία με την οποία τοποθετούνται οι βαλβίδες στην κυλινδροκεφαλή και τον χώρο που καταλαμβάνουν το μπουζί και το μπεκ. Αυτό καθιστά δύσκολο τον υπολογισμό. Επομένως, ο χώρος συμπίεσης μετράται ρίχνοντας μια ορισμένη ποσότητα υγρού στην κεφαλή με τις βαλβίδες κλειστές και μετρώντας αυτή την ποσότητα.
Υπολογισμός του λόγου συμπίεσης:
Ο όγκος διαδρομής συμβολίζεται με Vs και ο όγκος συμπίεσης με Vc. Και τα δύο είναι σε κυβικά εκατοστά (cm³). Με αυτά τα δύο δεδομένα μπορεί να υπολογιστεί ο λόγος συμπίεσης. Ο λόγος συμπίεσης υποδεικνύεται με το ελληνικό γράμμα ε (Έψιλον).
Τα δεδομένα του κινητήρα είναι τα εξής:
Vs = 460 cm³
Vc = 50 cm³
Ολοκληρώθηκε αυτό δίνει:
Υπολογίζοντας αυτόν τον τύπο προκύπτει η απάντηση 10. Αυτό σημαίνει ότι αυτός ο κινητήρας έχει αναλογία συμπίεσης 10:1. Η παρακάτω εικόνα δείχνει καθαρά τη σχέση μεταξύ του όγκου πάνω από το έμβολο στο ODP (10) και του όγκου πάνω από το έμβολο στο TDC (1). Ο όγκος διαδρομής + ο χώρος συμπίεσης είναι 10 φορές μεγαλύτερος από τον χώρο συμπίεσης.
Ένας βενζινοκινητήρας με έμμεσο ψεκασμό έχει συχνά αναλογία συμπίεσης μεταξύ 7:1 και 11:1. Ένας βενζινοκινητήρας άμεσου ψεκασμού μεταξύ 14:1 και 20:1.
Η αναλογία συμπίεσης ενός κινητήρα ντίζελ είναι συχνά μεταξύ 18:1 και 24:1.
Όπως εξηγήθηκε προηγουμένως, ο όγκος συμπίεσης (Vc) μετριέται επειδή είναι πολύ δύσκολο να υπολογιστεί. Ο όγκος διαδρομής μπορεί να υπολογιστεί. Ο τύπος φαίνεται στα δεξιά.
π (pi) = στρογγυλεμένο 3,14
d² = η διάμετρος του κυλίνδρου στο τετράγωνο
s = η διαδρομή σε χιλιοστά
Στον τυπικό τύπο λόγου συμπίεσης, το Vs αντικαθίσταται από τον τύπο που χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό του Vs. Οι αγκύλες στα αριστερά και δεξιά του τύπου Vs υποδεικνύουν ότι αυτός ο υπολογισμός πρέπει να γίνει πρώτα. Το αποτέλεσμα αυτού πρέπει να προστεθεί στο Vc και στη συνέχεια να διαιρεθεί με το Vc.
Ως παράδειγμα, παίρνουμε έναν κινητήρα με διάμετρο x διαδρομή 81,0 x 86,4 mm. Η οπή είναι η διάμετρος του κυλίνδρου που πρόκειται να τετραγωνιστεί και η διαδρομή είναι η απόσταση που διανύει το έμβολο από το ODP στο TDC. Ο όγκος συμπίεσης αυτού του κινητήρα δίνεται: 45 cm³.
Φυσικά, ο τύπος μπορεί επίσης να εκτελεστεί σε βήματα. Η εισαγωγή αυτών των πληροφοριών στον τύπο δίνει:
Ο όγκος σάρωσης αυτού του κινητήρα μπορεί τώρα να εισαχθεί στον τύπο του λόγου συμπίεσης:
Όρια:
Με υψηλότερο λόγο συμπίεσης, μπορεί να επιτευχθεί περισσότερη ισχύς. Μπορεί να εξαχθεί περισσότερη ενέργεια από το καύσιμο (υψηλότερη απόδοση). Ο λόγος συμπίεσης δεν μπορεί απλά να αυξηθεί. Υπάρχει κίνδυνος χτυπήματος λόγω της υψηλότερης τελικής πίεσης συμπίεσης. Το καύσιμο αναφλέγεται νωρίτερα από το προβλεπόμενο λόγω της υψηλότερης πίεσης και θερμοκρασίας. Ένας κινητήρας εξοπλισμένος με turbo έχει υψηλότερη τελική πίεση συμπίεσης λόγω της υπερτροφοδότησης. Με τον ίδιο λόγο συμπίεσης, αυτό θα σήμαινε ότι υπάρχει κίνδυνος χτυπήματος. Επομένως, ο λόγος συμπίεσης στους κινητήρες τούρμπο είναι χαμηλότερος από τους κινητήρες ατμοσφαιρικής αναπνοής.
Οι κατασκευαστές αυτοκινήτων χρησιμοποιούν επίσης τεχνικές για να αυξήσουν την αναλογία συμπίεσης χωρίς να δημιουργούν κίνδυνο χτυπήματος. Σκεφτείτε έναν αισθητήρα κρούσης για να προωθήσετε την ανάφλεξη (που υπάρχει σε κάθε κινητήρα σήμερα), ψεκασμό νερού για την ψύξη του θαλάμου καύσης, άλλα καύσιμα όπως μεθανόλη και αιθανόλη (αυτό χρησιμοποιείται στους αγώνες).
Σχετική σελίδα:
