Raport de compresie: Ce efect are asupra motorului?
Raportul de compresie este una dintre caracteristicile de bază ale unui motor cu ardere cu piston, care indică raportul de volum al cilindrului dintre pistonul din partea de jos și pistonul din punctul mort superior.
Raportul de compresie este astfel raportul dintre întregul volum de lucru al cilindrului și volumul spațiului de compresie. Cu alte cuvinte, raportul dintre volumul amestecului aspirat în cilindru și volumul amestecului comprimat în cilindru.
Conţinut
Calculul raportului de compresie
Calculul raportului de compresie diferă pentru un motor cu piston alternativ și un motor cu piston rotativ.
Calculul raportului de compresie pentru un motor cu mișcare alternativă rectilinie a pistonului:
εk = (VK + VZ) : VK
Explicația variabilelor:
- εk – raport de compresie
- VK – spațiu/volum de compresie
- VZ – volum de cursă
Pistonul din cilindru efectuează mișcarea alternativă. În timp ce cea mai îndepărtată poziție a mișcării sale de arborele cotit este numită punctul mort superior, iar poziția cea mai puțin îndepărtată a mișcării sale de arborele cotit este numită punct mort inferior.
Volumul stroke: ce este și ce îl determină?
Spațiul dintre punctul mort inferior și superior se numește volumul cursei. Volumul cursei depinde de diametrul alezajului cilindrului și de cursa pistonului. Spațiul din cilindru când pistonul se află în punctul mort superior se numește spațiu de compresie.
Calculul raportului de compresie pentru un motor cu piston rotativ:
La aceste motoare, raportul de compresie este definit ca raportul dintre cel mai mare și cel mai mic volum al spațiului de lucru în timpul rotației pistonului.
εk = V1 : V2
Explicația variabilelor:
- εk – raport de compresie
- V1 - cel mai mare volum al spațiului de lucru
- V2 - cel mai mic volum al spațiului de lucru
Cum afectează raportul de compresie motorul?
Într-un motor clasic cu ardere cu piston, raportul de compresie este constant și este întotdeauna un compromis între diferitele moduri de conducere. Cu toate acestea, unele motoare pot modifica fără probleme raportul de compresie în funcție de sarcină.
Un astfel de motor poate funcționa astfel cu un raport de compresie mare în timpul sarcinii scăzute și, dimpotrivă, cu un raport de compresie scăzut în timpul sarcinii mari.
La sarcini mari, este indicat ca raportul de compresie să fie scăzut și astfel să se prevină detonațiile. La sarcini mici, ar trebui să fie mai mare pentru cea mai bună eficiență posibilă a motorului. Cu cât raportul de compresie este mai mare, cu atât este mai mare compresia amestecului înainte de aprindere.
Puterea și cuplul motorului: care dintre acești parametri este mai important?
Raportul de compresie afectează în mod fundamental:
- Eficiența realizabilă a motorului cu ardere internă și, prin urmare, și puterea și cuplul acestuia
- Emisiile motorului
- Consumul de combustibil
Dezavantajele unui raport de compresie crescut:
- Se poate produce autoaprinderea prematură a combustibilului (combustie prin detonare), în special în cadrul motoarelor pe benzină
- Piesele motorului se uzează mai mult în timp decât la un raport de compresie mai mic, astfel încât un astfel de motor trebuie echipat cu piese mai durabile, care sunt mult mai scumpe (piese din ceramica si titan)
Măsurarea presiunii de compresie
Măsurarea presiunii de compresie a cilindrilor este o metodă care oferă informații precise despre starea motorului. Presiunea de compresie este măsurată cu ajutorul unui manometru. Înainte de măsurarea presiunii de compresie, motorul este încălzit la temperatura de funcționare pentru a defini jocul dintre piston și cilindru.
Pistoanele motorului: Cum funcționează?
Manometrul de compresie este înșurubat în chiulasă în loc de bujie. Ulterior, motorul este accelerat cu ajutorul demarorului în timp ce clapeta de accelerație este complet deschisă (pedala de accelerație este apăsată complet). Presiunea de compresie este afișată pe acul contorului de compresie, care înregistrează cea mai mare presiune atinsă.
Presiunea de compresie este presiunea maximă realizabilă la sfârșitul cursei de compresie a motorului când amestecul nu arde încă. Mărimea presiunii de compresie depinde de raportul de compresie, de turația motorului, de gradul de umplere a cilindrilor și de etanșeitatea camerei de ardere. Toți acești parametri, cu excepția etanșeității camerei de ardere, sunt neschimbați și sunt determinați de designul motorului.
Dacă în timpul măsurării, se constată că unul dintre cilindri nu atinge valoarea specificată de producător, aceasta indică o scurgere în camera de ardere. De asemenea, este esențial ca presiunea de compresie a tuturor cilindrilor să fie aceeași.
Ce cauzează presiunile de compresie mai scăzute?
- inel de piston uzat sau deteriorat
- cilindru motor uzat
- chiulasa deteriorat sau crăpat
- garnitură deteriorată de sub chiulasă
- supapă deteriorată
- arc supapă deteriorat
- scaun supapă uzat
Dacă camerele de ardere sunt în ordine, diferența maximă a presiunilor de compresie pe cilindrii individuali este de până la 1 bar (0,1 MPa). Presiunile de compresie variază între 1,0 și 1,2 MPa pentru motoarele pe benzină și 3,0 până la 3,5 MPa pentru motoarele diesel.
Care sunt valorile normale pentru raportul de compresie al unui motor?
Pentru a preveni detonarea (autoaprinderea prematură a combustibilului), raportul de compresie nu este mai mare de 10:1 pentru motoarele pe benzină. Cu toate acestea, motoarele cu un senzor de ardere de detonare, o unitate de control electronică și alte dispozitive pot atinge un raport de compresie de până la 14:1.
Ciocnirea motorului: ce este și cum să o preveniți?
La motoarele cu turbo pe benzină, raportul de compresie este de aproximativ 8,5:1 deoarece o parte din compresia substanței de lucru se face în turbocompresor. Motoarele diesel au un raport de compresie de 20:1 sau chiar mai mare deoarece funcționează pe principiul că combustibilul injectat se aprinde din căldura de compresie.
Acesta este motivul pentru care raportul de compresie al motoarelor diesel trebuie să fie mai mare decât al motoarelor pe benzină. Sarcina de la presiunile din cilindrul motorului limitează raportul de compresie al motorului diesel.