Mikä on polttomoottorin puristussuhde

Yksi mäntäpolttomoottorin tärkeimmistä suunnitteluominaisuuksista on puristussuhde. Tämä parametri vaikuttaa polttomoottorin tehoon, hyötysuhteeseen ja myös polttoaineen kulutukseen. Samaan aikaan harvalla on oikea käsitys siitä, mitä puristusasteella tarkoitetaan. Monet ihmiset ajattelevat, että tämä on vain synonyymi pakkaamiselle. Vaikka jälkimmäinen liittyy puristusasteeseen, nämä ovat kuitenkin täysin eri asioita.

Terminologian ymmärtämiseksi sinun on ymmärrettävä, kuinka voimayksikön sylinteri on järjestetty, ja ymmärrettävä polttomoottorin toimintaperiaate. Palava seos ruiskutetaan sylintereihin, sitten se puristetaan männän avulla, joka liikkuu alakuolokohdasta (BDC) yläkuolokohtaan (TDC). Puristettu seos jossain vaiheessa lähellä TDC:tä syttyy ja palaa. Laajentuva kaasu suorittaa mekaanista työtä työntäen mäntää vastakkaiseen suuntaan - BDC:hen. Mäntään liitetty kiertokanki vaikuttaa kampiakseliin ja saa sen pyörimään.

Sylinterin sisäseinien rajaama tila BDC:stä TDC:hen on sylinterin työtilavuus. Matemaattinen kaava yhden sylinterin siirtymälle on seuraava:

Vₐ = πr²s

missä r on sylinterin sisäosan säde;

s on etäisyys TDC:stä BDC:hen (männän iskun pituus).

Kun mäntä saavuttaa TDC:n, sen yläpuolella on vielä tilaa. Tämä on polttokammio. Sylinterin yläosan muoto on monimutkainen ja riippuu tietystä rakenteesta. Siksi on mahdotonta ilmaista polttokammion tilavuutta VXNUMX millään kaavalla.

Ilmeisesti sylinterin kokonaistilavuus Vₒ on yhtä suuri kuin työtilavuuden ja polttokammion tilavuuden summa:

Vₒ = Vₐ+Vₑ

Ja puristussuhde on sylinterin kokonaistilavuuden suhde polttokammion tilavuuteen:

e = (Vₐ+Vₑ)/Vₑ

Tämä arvo on mittaton, ja itse asiassa se kuvaa suhteellista paineen muutosta hetkestä, jolloin seos ruiskutetaan sylinteriin, sytytyshetkeen asti.

Kaavasta voidaan nähdä, että puristussuhdetta on mahdollista kasvattaa joko lisäämällä sylinterin työtilavuutta tai pienentämällä polttokammion tilavuutta.

Eri polttomoottoreissa tämä parametri voi vaihdella ja määräytyä yksikön tyypin ja sen suunnittelun ominaisuuksien mukaan. Nykyaikaisten bensiinipolttomoottoreiden puristussuhde on välillä 8-12, joissakin tapauksissa se voi olla jopa 13 ... 14. Dieselmoottoreissa se on korkeampi ja saavuttaa 14 ... 18, tämä johtuu dieselseoksen sytytysprosessin erityispiirteistä.

Ja mitä tulee puristukseen, tämä on suurin paine, joka esiintyy sylinterissä, kun mäntä siirtyy BDC:stä TDC:hen. Paineen kansainvälinen SI-yksikkö on pascal (Pa/Pa). Mittayksiköt, kuten palkki (bar) ja ilmakehä (at / at), ovat myös laajalti käytössä. Yksikkösuhde on:

1 at = 0,98 bar;

1 bar = 100 000 Pa

Puristusasteen lisäksi puristukseen vaikuttavat palavan seoksen koostumus ja polttomoottorin tekninen kunto, erityisesti sylinteri-mäntäryhmän osien kulumisaste.

Puristussuhteen kasvaessa kaasujen paine männässä kasvaa, mikä tarkoittaa, että viime kädessä teho kasvaa ja polttomoottorin hyötysuhde kasvaa. Seoksen täydellisempi palaminen parantaa ympäristönsuojelun tasoa ja edistää taloudellisempaa polttoaineenkulutusta.

Mahdollisuutta lisätä puristussuhdetta rajoittaa kuitenkin räjähdysvaara. Tässä prosessissa ilma-polttoaineseos ei pala, vaan räjähtää. Hyödyllistä työtä ei tehdä, mutta männät, sylinterit ja kampimekanismin osat saavat vakavia iskuja, jotka johtavat niiden nopeaan kulumiseen. Korkea lämpötila räjähdyksen aikana voi aiheuttaa venttiilien ja mäntien työpintojen palamisen. Korkeamman oktaaniluvun bensiini auttaa jossain määrin selviytymään räjähdyksestä.

Dieselmoottorissa räjähdys on myös mahdollista, mutta siellä se johtuu väärästä ruiskutussäädöstä, sylintereiden sisäpinnalla olevasta noesta ja muista syistä, jotka eivät liity kohonneeseen puristussuhteeseen.

On mahdollista pakottaa olemassa olevaa yksikköä lisäämällä sylinterien työtilavuutta tai puristussuhdetta. Mutta tässä on tärkeää olla liioittelematta sitä ja laskea kaikki huolellisesti ennen kuin ryntäisit taisteluun. Virheet voivat johtaa sellaiseen epätasapainoon yksikön toiminnassa ja räjähdyksiin, ettei korkeaoktaaninen bensiini tai sytytysajoituksen säätö auta.

On tuskin mitään järkeä pakottaa moottoria, jolla on alun perin korkea puristussuhde. Työn ja rahan kustannukset ovat melko suuret, ja tehon lisäys on todennäköisesti merkityksetön.

Haluttu tavoite voidaan saavuttaa kahdella tavalla - poraamalla sylintereitä, mikä lisää polttomoottorin työtilavuutta, tai jyrsimällä alapintaa (sylinterikanne).

Sylinterin tylsää

Paras hetki tähän on, kun joudut joka tapauksessa poraamaan sylinterit.

Ennen kuin suoritat tämän toimenpiteen, sinun on valittava männät ja renkaat uuteen kokoon. Tämän polttomoottorin korjausmittojen osien löytäminen ei todennäköisesti ole vaikeaa, mutta tämä ei lisää merkittävästi moottorin työtilavuutta ja tehoa, koska kokoero on hyvin pieni. On parempi etsiä halkaisijaltaan suurempia mäntiä ja renkaita muille yksiköille.

Älä yritä porata sylintereitä itse, koska tämä ei vaadi vain taitoa, vaan myös erikoislaitteita.

Sylinterikannen viimeistely

Sylinterinkannen pohjapinnan jyrsiminen vähentää sylinterin pituutta. Polttokammio, joka sijaitsee osittain tai kokonaan päässä, lyhenee, mikä tarkoittaa, että puristussuhde kasvaa.

Likimääräisiä laskelmia varten voidaan olettaa, että neljännesmillimetrin kerroksen poistaminen lisää puristussuhdetta noin kymmenesosalla. Tarkempi asetus antaa saman vaikutuksen. Voit myös yhdistää toisen kanssa.

Älä unohda, että pään viimeistely vaatii tarkan laskelman. Tämä välttää liiallisen puristussuhteen ja hallitsemattoman räjähdyksen.

Polttomoottorin pakottaminen tällä tavalla on täynnä toista mahdollista ongelmaa - sylinterin lyhentäminen lisää riskiä, ​​että männät kohtaavat venttiilejä.

Muun muassa venttiilien ajoitus on myös säädettävä uudelleen.

Palotilan tilavuuden mittaus

Puristussuhteen laskemiseksi sinun on tiedettävä polttokammion tilavuus. Monimutkainen sisäinen muoto tekee mahdottomaksi laskea sen tilavuutta matemaattisesti. Mutta on olemassa melko yksinkertainen tapa mitata se. Tätä varten mäntä on asetettava yläkuolokohtaan ja kaada öljyä tai muuta sopivaa nestettä sytytystulpan reiän läpi ruiskulla, jonka tilavuus on noin 20 cm³, kunnes se on täysin täytetty. Laske kuinka monta kuutiota kaadit. Tämä on polttokammion tilavuus.

Yhden sylinterin työtilavuus määritetään jakamalla polttomoottorin tilavuus sylinterien lukumäärällä. Kun tiedät molemmat arvot, voit laskea pakkaussuhteen yllä olevan kaavan avulla.

Tällainen toimenpide voi olla tarpeen esimerkiksi halvempaan bensiiniin vaihtamiseksi. Tai joudut peruuttamaan, jos moottorin pakottaminen epäonnistuu. Sen jälkeen, jotta ne voivat palata alkuperäisiin asentoihinsa, tarvitaan paksunnettu sylinterinkannen tiiviste tai uusi pää. Vaihtoehtoisesti voit käyttää kahta tavallista välikappaletta, joiden väliin voidaan sijoittaa alumiinisisäke. Tämän seurauksena palotila kasvaa ja puristussuhde pienenee.

Toinen tapa on poistaa metallikerros mäntien työpinnalta. Mutta tällainen menetelmä on ongelmallinen, jos työpinnalla (pohjalla) on kupera tai kovera muoto. Männän kruunun monimutkainen muoto on usein tehty optimoimaan seoksen palamisprosessi.

Vanhemmissa kaasuttimen ICE:issä muodonmuutos ei aiheuta ongelmia. Mutta nykyaikaisten ruiskutuspolttomoottoreiden elektroninen ohjaus tällaisen menettelyn jälkeen voidaan erehtyä säätämään sytytysajoitusta, ja sitten räjähdys voi tapahtua käytettäessä matalaoktaanista bensiiniä.