Tárgyak:
- A tömörítési arány
- Számítsa ki a tömörítési arányt
- Korlátozások
Tömörítési arány:
A kompressziós arány nagyban befolyásolja a motor teljesítményét. Minél magasabb, annál magasabb a kompressziós végső nyomás lesz, tehát minél több energiát tud a motor kinyerni az üzemanyagból, így több teljesítményt termel. Ennek azonban vannak korlátai. Erről bővebben később.
A kompressziós arány a dugattyú feletti térfogat ODP-ben és a dugattyú feletti térfogat TDC-ben rögzített aránya. A kompressziós tér az égéstér azon térfogata, amelyben a levegőt a dugattyú összenyomja. A kompressziós tér a fejtömítés vastagságától, a szelepek hengerfejbe való beépítési szögétől, valamint a gyújtógyertya és az injektor által elfoglalt helytől is függ. Ez megnehezíti a számítást. Ezért a kompressziós teret úgy mérik, hogy bizonyos mennyiségű folyadékot öntenek a fejbe zárt szelepek mellett, és megmérik ezt a mennyiséget.
A tömörítési arány kiszámítása:
A lökettérfogatot Vs, a kompressziós térfogatot Vc-vel jelöljük. Mindkettő köbcentiméterben (cm³) van megadva. Ezzel a két adattal kiszámítható a tömörítési arány. A tömörítési arányt a görög ε (Epszilon) betű jelzi.
A motor adatai a következők:
Vs = 460 cm³
Vc = 50 cm³
Befejezve ez ad:
Ennek a képletnek a kiszámítása a 10-es választ adja. Ez azt jelenti, hogy ennek a motornak a kompressziós aránya 10:1. Az alábbi képen jól látható a kapcsolat a dugattyú feletti térfogat ODP-nél (10) és a dugattyú feletti térfogat a TDC-nél (1). A lökettérfogat + kompressziós tér 10-szer akkora, mint a kompressziós tér.
A közvetett befecskendezéses benzinmotor kompressziós aránya gyakran 7:1 és 11:1 között van. Közvetlen befecskendezéses benzinmotor 14:1 és 20:1 között.
A dízelmotorok kompressziós aránya gyakran 18:1 és 24:1 között van.
Amint azt korábban kifejtettük, a kompressziós térfogatot (Vc) mérik, mert nagyon nehéz kiszámítani. A lökettérfogat kiszámítható. A képlet a jobb oldalon látható.
π (pi) = kerekítve 3,14
d² = a henger négyzetes átmérője
s = löket milliméterben
A szabványos tömörítési arány képletben a Vs helyére a Vs kiszámításához használt képlet lép. A Vs képlet bal és jobb oldalán lévő zárójelek azt jelzik, hogy először ezt a számítást kell elvégezni. Ennek eredményét hozzá kell adni Vc-hez, majd el kell osztani Vc-vel.
Példaként vegyünk egy 81,0 x 86,4 mm furat x löketű motort. A furat a négyzet alakú henger átmérője, a löket pedig az a távolság, amelyet a dugattyú megtesz az ODP-től a TDC-ig. Ennek a motornak a kompressziós térfogata: 45 cm³.
Természetesen a képlet lépésenként is végrehajtható. Ha ezt az információt beírjuk a képletbe, akkor a következőt kapjuk:
A motor söpört térfogata most beírható a kompressziós arány képletébe:
Korlátok:
Magasabb tömörítési aránnyal nagyobb teljesítmény érhető el. Több energia nyerhető ki az üzemanyagból (nagyobb hatásfok). A tömörítési arányt nem lehet egyszerűen növelni; Fennáll a kopogás veszélye a nagyobb kompressziós végnyomás miatt. Az üzemanyag a tervezettnél korábban gyullad meg a magasabb nyomás és hőmérséklet miatt. A turbóval szerelt motornak a kompressziós végnyomása nagyobb a feltöltés miatt. Ugyanaz a tömörítési arány esetén ez azt jelentené, hogy fennáll a kopogás veszélye. Ezért a turbómotorok kompressziós aránya alacsonyabb, mint a szívómotorokban.
Az autógyártók olyan technikákat is alkalmaznak, amelyek növelik a kompressziós arányt anélkül, hogy a kopogás veszélyét okoznák. Vegyük fontolóra a kopogásérzékelőt a gyújtás előmozdításához (ami manapság minden motoron megtalálható), a vízbefecskendezést az égéstér hűtésére, más üzemanyagokat, például a metanolt és az etanolt (ezt használják a versenyeken).
Kapcsolódó oldal:
