Care este raportul de compresie al unui motor cu ardere internă
Una dintre caracteristicile importante de proiectare ale unui motor cu ardere internă cu piston este raportul de compresie. Acest parametru afectează puterea motorului cu ardere internă, eficiența acestuia și, de asemenea, consumul de combustibil. Între timp, puțini oameni au o idee adevărată despre ce se înțelege prin gradul de compresie. Mulți oameni cred că acesta este doar un sinonim pentru compresie. Deși acesta din urmă este legat de gradul de compresie, totuși, acestea sunt lucruri complet diferite.
Pentru a înțelege terminologia, trebuie să înțelegeți cum este aranjat cilindrul unității de putere și să înțelegeți principiul de funcționare a motorului cu ardere internă. Amestecul combustibil este injectat în cilindri, apoi este comprimat de un piston care se deplasează de la punctul mort inferior (BDC) la punctul mort superior (PMS). Amestecul comprimat la un moment dat lângă TDC se aprinde și se arde. Gazul în expansiune efectuează un lucru mecanic, împingând pistonul în direcția opusă - către BDC. Conectată la piston, biela acţionează asupra arborelui cotit, determinându-l să se rotească.
Spațiul delimitat de pereții interiori ai cilindrului de la BDC la PMS este volumul de lucru al cilindrului. Formula matematică pentru deplasarea unui cilindru este următoarea:
Vₐ = πr²s
unde r este raza secțiunii interioare a cilindrului;
s este distanța de la PMS la BDC (lungimea cursei pistonului).
Când pistonul atinge PMS, mai este ceva spațiu deasupra lui. Aceasta este camera de ardere. Forma părții superioare a cilindrului este complexă și depinde de designul specific. Prin urmare, este imposibil să se exprime volumul Vₑ al camerei de ardere cu orice formulă.
Evident, volumul total al cilindrului Vₒ este egal cu suma volumului de lucru și a volumului camerei de ardere:
Vₒ = Vₐ+Vₑ
Iar raportul de compresie este raportul dintre volumul total al cilindrului și volumul camerei de ardere:
ε = (Vₐ+Vₑ)/Vₑ
Această valoare este adimensională și, de fapt, caracterizează modificarea relativă a presiunii din momentul injectării amestecului în cilindru până în momentul aprinderii.
Din formula se poate observa că este posibilă creșterea raportului de compresie fie prin creșterea volumului de lucru al cilindrului, fie prin reducerea volumului camerei de ardere.
Pentru diferite motoare cu ardere internă, acest parametru poate diferi și poate fi determinat de tipul unității și de caracteristicile designului său. Raportul de compresie al motoarelor moderne cu combustie internă pe benzină este în intervalul de la 8 la 12, în unele cazuri poate ajunge până la 13 ... 14. Pentru motoarele diesel, este mai mare și ajunge la 14 ... 18, acest lucru se datorează particularităților procesului de aprindere a amestecului de motorină.
Și în ceea ce privește compresia, aceasta este presiunea maximă care apare în cilindru pe măsură ce pistonul se deplasează de la BDC la TDC. Unitatea internațională de măsură pentru presiune este pascalul (Pa/Pa). Unitățile de măsură precum bar (bar) și atmosfera (at / at) sunt, de asemenea, utilizate pe scară largă. Raportul unitar este:
1 la = 0,98 bar;
1 bar = 100 Pa
Pe lângă gradul de compresie, compoziția amestecului combustibil și starea tehnică a motorului cu ardere internă, în special gradul de uzură a părților grupului cilindru-piston, afectează compresia.
Odată cu creșterea raportului de compresie, presiunea gazelor pe piston crește, ceea ce înseamnă că, în cele din urmă, puterea crește și randamentul motorului cu ardere internă crește. Arderea mai completă a amestecului duce la o performanță îmbunătățită a mediului și contribuie la un consum mai economic de combustibil.
Cu toate acestea, posibilitatea creșterii raportului de compresie este limitată de riscul de detonare. În acest proces, amestecul aer-combustibil nu arde, ci explodează. Nu se efectuează lucrări utile, dar pistoanele, cilindrii și părțile mecanismului manivelei suferă impacturi grave, ducând la uzura rapidă a acestora. Temperatura ridicată în timpul detonării poate provoca arderea supapelor și a suprafeței de lucru a pistoanelor. Într-o anumită măsură, benzina cu o valoare octanică mai mare ajută să facă față detonării.
Într-un motor diesel, detonația este și ea posibilă, dar acolo este cauzată de reglarea incorectă a injecției, funingine pe suprafața interioară a cilindrilor și alte motive care nu sunt legate de un raport de compresie crescut.
Este posibilă forțarea unității existente prin creșterea volumului de lucru al cilindrilor sau a raportului de compresie. Dar aici este important să nu exagerezi și să calculezi totul cu atenție înainte de a te grăbi cu capul în luptă. Erorile pot duce la un astfel de dezechilibru în funcționarea unității și la detonări încât nici benzina cu octan mare și nici reglarea timpului de aprindere nu vor ajuta.
Nu are nici un rost să forțezi un motor care inițial are un raport de compresie ridicat. Costul efortului și al banilor va fi destul de mare, iar creșterea puterii este probabil să fie nesemnificativă.
Scopul dorit poate fi atins în două moduri - prin găurirea cilindrilor, ceea ce va mări volumul de lucru al motorului cu ardere internă, sau prin frezarea suprafeței inferioare (chiulasa).
Cilindru plictisitor
Cel mai bun moment pentru asta este atunci când oricum trebuie să gălezi cilindrii.
Înainte de a efectua această operațiune, trebuie să selectați pistoanele și inelele pentru noua dimensiune. Probabil că nu va fi dificil să găsiți piese pentru dimensiunile de reparație pentru acest motor cu ardere internă, dar acest lucru nu va da o creștere vizibilă a volumului de lucru și a puterii motorului, deoarece diferența de dimensiune este foarte mică. Este mai bine să căutați pistoane și inele cu diametru mai mare pentru alte unități.
Nu ar trebui să încercați să alezați singur cilindrii, deoarece acest lucru necesită nu numai îndemânare, ci și echipamente speciale.
Finalizarea chiulasei
Frezarea suprafeței inferioare a chiulasei va reduce lungimea cilindrului. Camera de ardere, parțial sau complet situată în cap, va deveni mai scurtă, ceea ce înseamnă că raportul de compresie va crește.
Pentru calcule aproximative, se poate presupune că îndepărtarea unui strat de un sfert de milimetru va crește raportul de compresie cu aproximativ o zecime. O setare mai fină va da același efect. De asemenea, puteți combina unul cu celălalt.
Nu uitați că finalizarea capului necesită un calcul precis. Acest lucru va evita raportul de compresie excesiv și detonarea necontrolată.
Forțarea unui motor cu ardere internă în acest fel este plină de o altă problemă potențială - scurtarea cilindrului crește riscul ca pistoanele să întâlnească supapele.
Printre altele, va fi necesară și reajustarea sincronizarii supapelor.
Măsurarea volumului camerei de ardere
Pentru a calcula raportul de compresie, trebuie să cunoașteți volumul camerei de ardere. Forma internă complexă face imposibilă calcularea matematică a volumului acestuia. Dar există o modalitate destul de simplă de a o măsura. Pentru a face acest lucru, pistonul trebuie setat la punctul mort superior și, folosind o seringă cu un volum de aproximativ 20 cm³, turnați ulei sau alt lichid adecvat prin orificiul bujiei până când este complet umplut. Numără câte cuburi ai turnat. Acesta va fi volumul camerei de ardere.
Volumul de lucru al unui cilindru se determină împărțind volumul motorului cu ardere internă la numărul de cilindri. Cunoscând ambele valori, puteți calcula raportul de compresie folosind formula de mai sus.
O astfel de operațiune poate fi necesară, de exemplu, pentru a trece la benzină mai ieftină. Sau trebuie să derulați înapoi în cazul forțării nereușite a motorului. Apoi, pentru a reveni la pozițiile inițiale, este necesară o garnitură de chiulasă îngroșată sau o nouă chiulasă. Opțional, utilizați două distanțiere obișnuite, între care poate fi plasată o inserție de aluminiu. Ca urmare, camera de ardere va crește, iar raportul de compresie va scădea.
O altă modalitate este de a îndepărta un strat de metal de pe suprafața de lucru a pistoanelor. Dar o astfel de metodă va fi problematică dacă suprafața de lucru (partea de jos) are o formă convexă sau concavă. Forma complexă a coroanei pistonului este adesea realizată pentru a optimiza procesul de ardere al amestecului.
Pe ICE-urile de carburator mai vechi, deforarea nu cauzează probleme. Dar controlul electronic al motoarelor moderne cu combustie internă cu injecție după o astfel de procedură poate fi greșit în reglarea timpului de aprindere, iar apoi detonația poate apărea atunci când se utilizează benzină cu octanism scăzut.
