Komprese motoru a kompresní poměr – co to je a jaký je rozdíl

Poté, co jsme se rozhodli pro stupeň komprese, stojíme před otázkou, jak správně dosáhnout požadovaného stupně komprese. Nejprve musíte spočítat, o kolik potřebujete zvětšit spalovací komoru. Není to těžké. Vzorec pro výpočet kompresního poměru je následující:
Ɛ=(VP+VB)/VB
Kde Ɛ je kompresní poměr
VP – pracovní objem
VB – objem spalovací komory

Transformací rovnice můžete získat vzorec pro výpočet spalovací komory při známém kompresním poměru.
VB=VP1/Ɛ
Kde VP1 je objem jednoho válce

Pomocí tohoto vzorce vypočítáme objem stávající spalovací komory a odečteme od něj objem požadované (vypočteno pomocí stejného vzorce), výsledný rozdíl je hodnota, o kterou potřebujeme spalovací komoru zvětšit.

Existují různé způsoby, jak zvětšit spalovací prostor, ale ne všechny jsou správné. Spalovací prostor moderního automobilu je navržen tak, že když píst dosáhne TDC, je směs paliva a vzduchu vytlačena do středu spalovací komory. Toto je možná nejúčinnější vývoj, který zabraňuje detonaci.

Samostatně upravit kameru v hlavě válců umí málokdo. To je způsobeno skutečností, že za prvé můžete narušit navržený tvar komory také při úpravě se stěny mohou „otevřít“, protože; jejich tloušťka není známa. Také se nedoporučuje „ždímat motor“ tlustými těsněními, protože Tím se naruší vytěsňovací procesy ve spalovací komoře. Nejjednodušším a nejsprávnějším způsobem je instalace nových pístů, ve kterých je specifikován požadovaný objem komory. U turbomotoru je kulový tvar považován za nejúčinnější. Pro tyto účely je lepší použít speciálně navržené a vyrobené písty. Je možné nezávisle upravovat skladové písty. Zde je však třeba vzít v úvahu, že tloušťka dna pístu by neměla být menší než 6% průměru.

Kompresní poměr v turbomotoru

Jedním z nejdůležitějších a možná i nejtěžších úkolů při návrhu turbomotoru je rozhodování o kompresním poměru. Tento parametr ovlivňuje velké množství faktorů v celkových vlastnostech vozu. Výkon, účinnost, odezva plynu, odolnost proti klepání (parametr, na kterém velmi závisí provozní spolehlivost motoru jako celku), všechny tyto faktory do značné míry určuje kompresní poměr. To také ovlivňuje spotřebu paliva a složení výfukových plynů. Teoreticky není výpočet kompresního poměru pro turbomotor obtížný.

Nejprve se podívejme na koncept „komprese“ nebo „geometrický kompresní poměr“. Je to poměr celkového objemu válce (objem zdvihového objemu plus kompresní prostor zbývající nad pístem v horní úvrati (TDC)) k čistému kompresnímu prostoru. Vzorec je následující: Ɛ=(VP+VB)/VB

Kde Ɛ je kompresní poměr
VP – pracovní objem
VB – objem spalovací komory

Nesmíme zapomenout ani na výrazné nesrovnalosti mezi geometrickým a skutečným kompresním poměrem, a to ani u atmosféricky plněných motorů. U turbomotorů se ke stejným procesům přidává směs předem stlačená kompresorem. Jak moc se tím kompresní poměr ve skutečnosti zvýší, lze vidět z následujícího vzorce:
Ɛeff=Egeom*k√(PL/PO)
Kde Ɛeff je efektivní komprese
Ɛgeom — geometrický kompresní poměr
Ɛ=(VP+VB)/VB, PL — Plnicí tlak (absolutní hodnota),
PO – okolní tlak,
k – adiabatický exponent (číselná hodnota 1,4)

Tento zjednodušený vzorec bude platit za předpokladu, že teplota na konci kompresního procesu u přeplňovaných a atmosférických motorů dosáhne stejné hodnoty. Jinými slovy, čím vyšší je plnicí tlak, tím nižší je možná geometrická komprese. Takže podle našeho vzorce pro atmosféricky plněný motor s kompresním poměrem 10:1 při plnicím tlaku 0.3 baru by se měl kompresní poměr snížit na 8.3:1, při tlaku 0.8 baru na 6.6:1. Ale díky bohu, je to teorie. Všechny moderní přeplňované motory nepracují s tak extrémně nízkými hodnotami. Správný kompresní poměr pro provoz je určen složitými termodynamickými výpočty a rozsáhlým testováním. To vše je z oblasti špičkových technologií a složitých výpočtů, ale mnoho tuningových motorů je montováno na základě určitých zkušeností, jak našich, tak i příkladů od známých výrobců automobilů. Tato pravidla budou ve většině případů platná.

Existuje několik důležitých faktorů, které ovlivňují výpočet kompresního poměru a je třeba je vzít v úvahu při návrhu. Uvedu ty nejdůležitější. Samozřejmostí je požadovaný boost, oktanové číslo paliva, tvar spalovacího prostoru, účinnost mezichladiče a samozřejmě opatření, která jste schopni udělat pro snížení teplotního namáhání při spalování. komora. Úhel časování zapalování (IAF) může také částečně kompenzovat zvýšené zatížení. To jsou ale témata na další rozhovor a určitě se jich dotkneme později v dalších článcích.

Jakýkoli spalovací motor stlačuje vzduch ve válcích. Kompresní poměr se týká poměru objemů plynu ve válci, když je píst umístěn v dolním a horním krajním bodě. Komprese je tlak plynu stlačeného ve válci a měřený tlakoměrem.

Nejnovější zprávy v našem telegramu!

Přihlaste se k odběru, abyste byli vždy aktuální

Stupeň komprese

Stlačování vzduchu nebo směsi vzduch-palivo je nezbytné pro zajištění chodu motoru. Maximálního objemu válce je dosaženo, když je píst ve spodní poloze. Poté začíná fáze komprese, která pokračuje, dokud píst nedosáhne horního bodu. Výchozími údaji pro výpočet kompresního poměru (dále jen CL) jsou tedy celkový objem dutiny válce a objem spalovacího prostoru. Musíte pochopit, že parametr je vypočítán a během provozu se nemění (může být zanedbané mírné zvýšení chladicí kapaliny v důsledku tvorby sazí).

Chladivo určuje požadavky na detonační odolnost paliva. Pro motory na lehká paliva z 50. let. v minulém století průměrná délka života zřídka přesáhla 7 jednotek. Následně byla hodnota zvýšena na 10-11 jednotek u většiny motorů. Diesely mohou mít chladicí kapalinu až 23-24 jednotek, což je nutné k zahřátí vzduchu na teploty dostatečné k zapálení atomizovaného paliva. U jakéhokoli přeplňovaného motoru je geometrická chladicí kapalina snížena, ale vzduch je do válců přiváděn pod přetlakem, což zvyšuje účinnost spalování směsi.

V 60. letech. v minulém století se v globálním automobilovém průmyslu objevila tendence ke zvýšení chladicí kapaliny na 11,5-12 jednotek, aby se zvýšila odolnost benzínu vůči detonaci díky použití přísad na bázi tetraethylolova. Protože byly identifikovány škodlivé účinky olova na životní prostředí, došlo následně k určitému snížení chladicí kapaliny a výkon a účinnost motorů se začaly zlepšovat jinými způsoby. V 14. století existují motory pracující na Millerově cyklu, který umožňuje zvýšení chladicí kapaliny na 15-XNUMX jednotek při použití standardního motorového benzínu.

Komprese

Komprese označuje tlak vzduchu ve válci, měřený v atmosférách, barech nebo kg/cm² (oproti SD, což je bezrozměrná veličina), když píst dosáhne horní krajní polohy, škrticí klapka je plně otevřená a přívod paliva je vypnutý. vypnuto. Pro měření se používá tlakoměr, našroubovaný do otvoru pro svíčku nebo trysku. Parametr je proměnný, hodnota závisí na technickém stavu motoru a řadě dalších podmínek. Komprese také závisí na chladicí kapalině – čím více je vzduch stlačen, tím vyšší bude konečný tlak. Typická hodnota komprese je o 20-30 % vyšší než u geometrické kompresní kapaliny, i když tento poměr je průměrný.

Těsnost válce zajišťují kompresní kroužky umístěné v horní části pístu. Moderní motory používají dva kompresní kroužky, starší modely mohly být vybaveny 3-4 kroužky. Při stlačení musí ventily těsně přiléhat k sedlům, aby se zabránilo úniku vzduchu. Musíte pochopit, že vzduch stlačený ve válci se mírně uvolňuje mezerami mezi pístními kroužky. Pro správné měření je potřeba kliknout klikovou hřídelí na frekvenci odpovídající počáteční rychlosti. Pokud se hřídel otáčí pomalu, pak není možné správně určit kompresi. Test by měl být proveden s plně nabitou baterií a funkčním startérem.

Při výrobě dílů se tlak ve válci snižuje – plyn může pronikat zvětšenými mezerami v kroužcích nebo ventilem, který není těsně uzavřen kvůli usazeninám uhlíku. Při kontrole komprese se zohledňuje kolísání parametru napříč válci – někdy se mohou díly opotřebovat pouze v jednom válci. Pokles kompresního tlaku vede k potížím při startování a snížení výkonu motoru a také k vibracím během provozu. Za normu se považuje rozpětí nejvýše 10 %.

Nuance

V technické literatuře termín komprese označuje tlak na konci kompresního zdvihu. Majitelé automobilů často považují kompresi za hlavní parametr charakterizující stav motoru, i když takové tvrzení je zcela mylné. Motor může mít vynikající kompresi, ale kvůli problémům s mazacím systémem bude stav ojničních ložisek nebo ložisek klikového hřídele nebezpečný.

Komprese přímo závisí na počáteční chladicí kapalině a těsnosti válce. Na určení komprese často ovlivňují faktory, jako je úhel škrticí klapky nebo stav filtru. Pokud se do motoru dostalo méně vzduchu kvůli ucpanému filtru, pak bude komprese o něco nižší než skutečná hodnota kvůli podtlaku ve válci na konci sacího zdvihu.

Pokles tlaku může být způsoben poruchou těsnění hlavy. V tomto případě bude komprese v sousedních válcích nulová. Pokud byl motor opraven s odstraněním částí mechanismu distribuce plynu, pak i nepatrná fázová odchylka může způsobit pokles komprese. Dalším faktorem ovlivňujícím tlak je teplota motoru. Studené stěny bloku a hlavy povedou ke snížení teploty vzduchu a poklesu hodnoty komprese. Z tohoto důvodu se měření vždy provádějí na teplém spalovacím motoru.

Nízký tlak vzduchu nebo směs vzduchu a paliva tedy není jednoznačnou známkou opotřebení skupiny pístů a nutnosti renovace. Nadměrná hodnota parametru (nad 15 barů) u benzínového motoru znamená, že se do válců dostal olej. Tato situace je velmi typická pro řadu modelů spalovacích motorů značky BMW. Pokud tedy během testování manometr ukazuje příliš vysoké hodnoty, neměli byste se radovat, musíte provést podrobnou diagnostiku motoru.

Pokud měření ukazuje nízkou kompresi, můžete se pokusit pochopit důvod bez demontáže motoru. Do válců se nalije trochu motorového oleje a poté se znovu provedou měření. Pokud tlak zůstane nezměněn, dojde k úniku vzduchu přes netěsný ventil. Zvýšení tlaku ukazuje na problémy se skupinou pístů, nejčastěji v důsledku zadření pístních kroužků.

Závěr

Pojmy tlak kapaliny a komprese spolu částečně souvisí, ale musíte pochopit rozdíl mezi parametry. Chladicí kapalina je bezrozměrný parametr, který se při opotřebení dílů nemění. Komprese je tlak vzduchu na konci kompresního zdvihu a vždy klesá s opotřebením částí pístu a ventilů.