İçten yanmalı bir motorun sıkıştırma oranı nedir
Bir pistonlu içten yanmalı motorun önemli tasarım özelliklerinden biri sıkıştırma oranıdır. Bu parametre içten yanmalı motorun gücünü, verimliliğini ve ayrıca yakıt tüketimini etkiler. Bu arada, çok az insan sıkıştırma derecesi ile ne kastedildiği konusunda gerçek bir fikre sahiptir. Birçok kişi bunun sadece sıkıştırma ile eşanlamlı olduğunu düşünüyor. İkincisi sıkıştırma derecesi ile ilgili olsa da, bunlar tamamen farklı şeylerdir.
Terminolojiyi anlamak için, güç ünitesinin silindirinin nasıl düzenlendiğini anlamanız ve içten yanmalı motorun çalışma prensibini anlamanız gerekir. Yanıcı karışım silindirlere enjekte edilir, daha sonra alt ölü noktadan (BDC) üst ölü noktaya (TDC) hareket eden bir piston tarafından sıkıştırılır. TDC yakınında bir noktada sıkıştırılmış karışım tutuşur ve yanar. Genişleyen gaz, pistonu ters yönde - BDC'ye iterek mekanik iş gerçekleştirir. Pistona bağlı olan biyel kolu krank miline etki ederek dönmesine neden olur.
Silindirin iç duvarları tarafından BDC'den TDC'ye sınırlanan boşluk, silindirin çalışma hacmidir. Bir silindirin yer değiştirmesinin matematiksel formülü aşağıdaki gibidir:
Vₐ = πr²s
burada r, silindirin iç bölümünün yarıçapıdır;
s, TDC'den BDC'ye olan mesafedir (piston strokunun uzunluğu).
Piston TDC'ye ulaştığında, üzerinde hala biraz boşluk var. Bu yanma odası. Silindirin üst kısmının şekli karmaşıktır ve özel tasarıma bağlıdır. Bu nedenle yanma odasının hacmini Vₑ herhangi bir formülle ifade etmek mümkün değildir.
Açıkçası, silindirin toplam hacmi Vₒ, çalışma hacminin ve yanma odasının hacminin toplamına eşittir:
Vₒ = Vₐ+Vₑ
Sıkıştırma oranı, silindirin toplam hacminin yanma odasının hacmine oranıdır:
ε = (Vₐ+Vₑ)/Vₑ
Bu değer boyutsuzdur ve aslında karışımın silindire enjekte edildiği andan ateşleme anına kadar olan basınçtaki nispi değişimi karakterize eder.
Silindirin çalışma hacmini artırarak veya yanma odasının hacmini azaltarak sıkıştırma oranını artırmanın mümkün olduğu formülden görülebilir.
Çeşitli içten yanmalı motorlar için bu parametre farklı olabilir ve ünite tipine ve tasarımının özelliklerine göre belirlenebilir. Modern benzinli içten yanmalı motorların sıkıştırma oranı 8 ila 12 arasındadır, bazı durumlarda 13 ... 14'e kadar ulaşabilir. Dizel motorlar için daha yüksektir ve 14 ... 18'e ulaşır, bunun nedeni dizel karışımının ateşleme işleminin özelliklerinden kaynaklanmaktadır.
Sıkıştırmaya gelince, bu, piston BDC'den TDC'ye hareket ederken silindirde oluşan maksimum basınçtır. Basınç için uluslararası SI birimi pascal'dır (Pa/Pa). Çubuk (bar) ve atmosfer (at / at) gibi ölçü birimleri de yaygın olarak kullanılmaktadır. Birim oranı:
1 = 0,98 bar'da;
1 bar = 100 Pa
Sıkıştırma derecesine ek olarak, yanıcı karışımın bileşimi ve içten yanmalı motorun teknik durumu, özellikle silindir-piston grubunun parçalarının aşınma derecesi sıkıştırmayı etkiler.
Sıkıştırma oranının artmasıyla gazların piston üzerindeki basıncı artar, bu da sonuçta gücün artması ve içten yanmalı motorun veriminin artması anlamına gelir. Karışımın daha eksiksiz yanması, daha iyi çevresel performansa yol açar ve daha ekonomik yakıt tüketimine katkıda bulunur.
Ancak, sıkıştırma oranını artırma olasılığı patlama riski ile sınırlıdır. Bu işlemde hava-yakıt karışımı yanmaz, patlar. Yararlı işler yapılmaz, ancak krank mekanizmasının pistonları, silindirleri ve parçaları ciddi darbelere maruz kalır ve hızlı aşınmalarına neden olur. Patlama sırasındaki yüksek sıcaklık, valflerin ve pistonların çalışma yüzeyinin yanmasına neden olabilir. Bir dereceye kadar, daha yüksek oktan derecesine sahip benzin, patlama ile başa çıkmaya yardımcı olur.
Dizel motorda patlama da mümkündür, ancak burada yanlış enjeksiyon ayarı, silindirlerin iç yüzeyindeki kurum ve artan sıkıştırma oranıyla ilgili olmayan diğer nedenlerden kaynaklanır.
Silindirlerin çalışma hacmini veya sıkıştırma oranını artırarak mevcut üniteyi zorlamak mümkündür. Ancak burada aşırıya kaçmamak ve savaşa acele etmeden önce her şeyi dikkatlice hesaplamak önemlidir. Hatalar, ünitenin çalışmasında böyle bir dengesizliğe ve ne yüksek oktanlı benzinin ne de ateşleme zamanlamasının ayarlanmasının yardımcı olmayacağı patlamalara yol açabilir.
Başlangıçta yüksek sıkıştırma oranına sahip bir motoru zorlamanın neredeyse hiçbir anlamı yoktur. Emek ve paranın maliyeti oldukça büyük olacak ve güçteki artış muhtemelen önemsiz olacaktır.
İstenilen hedefe iki şekilde ulaşılabilir - içten yanmalı motorun çalışma hacmini artıracak silindirleri delerek veya alt yüzeyi (silindir kapağı) frezeleyerek.
Silindir sıkıcı
Bunun için en iyi an, yine de silindirleri delmeniz gerektiği zamandır.
Bu işlemi gerçekleştirmeden önce yeni boyut için piston ve segmanları seçmeniz gerekmektedir. Bu içten yanmalı motor için onarım boyutları için parça bulmak muhtemelen zor olmayacaktır, ancak bu, boyut farkı çok küçük olduğu için motorun çalışma hacminde ve gücünde gözle görülür bir artış sağlamayacaktır. Diğer üniteler için daha büyük çaplı piston ve segman aramak daha iyidir.
Silindirleri kendiniz delmeye çalışmamalısınız, çünkü bu sadece beceri değil, aynı zamanda özel ekipman gerektirir.
Silindir kapağının sonlandırılması
Silindir kapağının alt yüzeyinin frezelenmesi silindirin uzunluğunu azaltacaktır. Kısmen veya tamamen kafada bulunan yanma odası kısalır, bu da sıkıştırma oranının artacağı anlamına gelir.
Yaklaşık hesaplamalar için, çeyrek milimetrelik bir katmanın kaldırılmasının sıkıştırma oranını yaklaşık onda bir artıracağı varsayılabilir. Daha ince bir ayar aynı etkiyi verecektir. Ayrıca birini diğeriyle birleştirebilirsiniz.
Kafanın sonlandırılmasının doğru bir hesaplama gerektirdiğini unutmayın. Bu, aşırı sıkıştırma oranını ve kontrolsüz patlamayı önleyecektir.
Bir içten yanmalı motoru bu şekilde zorlamak, başka bir potansiyel sorunla doludur - silindiri kısaltmak, pistonların supaplara çarpma riskini artırır.
Diğer şeylerin yanı sıra, valf zamanlamasını yeniden ayarlamak da gerekli olacaktır.
Yanma odası hacim ölçümü
Sıkıştırma oranını hesaplamak için yanma odasının hacmini bilmeniz gerekir. Karmaşık iç şekil, hacmini matematiksel olarak hesaplamayı imkansız hale getirir. Ancak bunu ölçmenin oldukça basit bir yolu var. Bunu yapmak için, piston üst ölü noktaya ayarlanmalı ve yaklaşık 20 cm³ hacimli bir şırınga kullanarak tamamen dolana kadar buji deliğinden yağ veya başka bir uygun sıvı dökün. Kaç tane küp döktüğünüzü sayın. Bu, yanma odasının hacmi olacaktır.
Bir silindirin çalışma hacmi, içten yanmalı motorun hacminin silindir sayısına bölünmesiyle belirlenir. Her iki değeri de bilerek yukarıdaki formülü kullanarak sıkıştırma oranını hesaplayabilirsiniz.
Böyle bir işlem, örneğin daha ucuz benzine geçmek için gerekli olabilir. Veya başarısız bir motor zorlaması durumunda geri almanız gerekir. Daha sonra orijinal konumlarına dönmek için kalınlaştırılmış bir silindir kapağı contası veya yeni bir kapak gerekir. Bir seçenek olarak, aralarına bir alüminyum ekin yerleştirilebileceği iki sıradan ara parçası kullanın. Sonuç olarak, yanma odası artacak ve sıkıştırma oranı düşecektir.
Başka bir yol, pistonların çalışma yüzeyinden bir metal tabakası çıkarmaktır. Ancak, çalışma yüzeyi (alt) dışbükey veya içbükey bir şekle sahipse, böyle bir yöntem sorunlu olacaktır. Piston tepesinin karmaşık şekli genellikle karışımın yanma sürecini optimize etmek için yapılır.
Eski karbüratörlü ICE'lerde zorlama sorun yaratmaz. Ancak, böyle bir prosedürden sonra modern enjeksiyonlu içten yanmalı motorların elektronik kontrolü, ateşleme zamanlamasının ayarlanmasında yanlış olabilir ve daha sonra düşük oktanlı benzin kullanıldığında patlama meydana gelebilir.
