نسبت فشرده سازی به چه معناست و چرا اهمیت دارد

موتور احتراق داخلی نوعی واحد قدرت است که از انرژی آزاد شده در نتیجه احتراق سوخت (بنزین ، گاز یا سوخت دیزل) استفاده می کند. مکانیزم سیلندر-پیستون از طریق میله اتصال میل لنگ حرکات رفت و برگشتی را به حرکات چرخشی تبدیل می کند.

توان واحد قدرت به عوامل زیادی بستگی دارد و یکی از آنها نسبت تراکم است. بیایید بررسی کنیم که چیست ، چگونه بر خصوصیات قدرت خودرو تأثیر می گذارد ، نحوه تغییر این پارامتر و همچنین تفاوت CC با فشرده سازی چیست.

فرمول نسبت فشرده سازی (موتور پیستونی)

ابتدا ، مختصراً در مورد خود نسبت فشرده سازی. برای اینکه مخلوط سوخت و هوا نه تنها مشتعل شود ، بلکه منفجر شود ، باید فشرده شود. فقط در این حالت یک شوک ایجاد می شود که پیستون را به داخل سیلندر منتقل می کند.

موتور پیستونی یک موتور احتراق داخلی است که بر اساس آن فرآیند به دست آوردن عمل مکانیکی با افزایش حجم کاری سوخت حاصل می شود. وقتی سوخت می سوزد، حجم گازهای آزاد شده پیستون ها را فشار می دهد و به همین دلیل میل لنگ می چرخد. این رایج ترین نوع موتور احتراق داخلی است.

نسبت فشرده سازی با استفاده از فرمول زیر محاسبه می شود: CR = (V + C) / C

V - حجم کار سیلندر

C حجم محفظه احتراق است.

این موتورها از چند سیلندر تشکیل شده اند که در آنها پیستون ها در محفظه احتراق سوخت را فشرده می کنند. نسبت تراکم با تغییر حجم فضای داخل سیلندر در موقعیتهای شدید پیستون تعیین می شود. یعنی نسبت حجم فضا هنگام تزریق سوخت و حجم هنگام اشتعال آن در محفظه احتراق. فاصله بین مرکز مرده پایین و بالا پیستون را حجم کار می نامند. فضای موجود در سیلندر با پیستون در بالای نقطه مرده ، فضای فشرده سازی نامیده می شود.

فرمول نسبت فشرده سازی (موتور پیستونی دوار)

موتور پیستونی دوار موتوری است که در آن نقش پیستون به یک روتور سه ضلعی اختصاص داده می شود که حرکات پیچیده ای را در داخل حفره کار انجام می دهد. اکنون چنین موتورهایی عمدتاً در خودروهای مزدا استفاده می شود.

برای این موتورها ، نسبت تراکم به عنوان نسبت حداکثر به حداقل حجم فضای کار هنگام چرخش پیستون تعریف می شود.

CR = V1/V2

V1 - حداکثر فضای کاری

V2 حداقل فضای کاری است.

تأثیر نسبت فشرده سازی

فرمول CC نشان می دهد که چند بار قسمت بعدی سوخت در سیلندر فشرده می شود. این پارامتر بر میزان سوختن سوخت تأثیر می گذارد ، و این ، به نوبه خود ، محتوای مواد مضر در اگزوز را تعیین می کند.

موتورهایی وجود دارند که بسته به شرایط نسبت تراکم را تغییر می دهند. آنها در بارهای کم با سرعت فشرده سازی بالا و در بارهای بالا با سرعت کم فشرده سازی کار می کنند.

در بارهای بالا ، برای جلوگیری از ضرب و شتم ، نسبت تراکم باید کم باشد. در بارهای کم ، توصیه می شود برای حداکثر بازده ICE از آن بالاتر باشد. در یک موتور پیستونی استاندارد ، نسبت تراکم تغییری نمی کند و برای همه حالت ها بهینه است.

هرچه نسبت فشرده سازی بیشتر باشد ، فشرده سازی مخلوط قبل از احتراق بیشتر می شود. نسبت فشرده سازی بر:

• کارایی موتور ، قدرت و گشتاور آن ؛
• آلایندگی
• مصرف سوخت.

آیا می توان نسبت فشرده سازی را افزایش داد

این روش هنگام تنظیم موتور اتومبیل استفاده می شود. وادار کردن با تغییر حجم قسمت ورودی سوخت حاصل می شود. قبل از انجام این نوسازی ، باید در نظر داشت که با افزایش قدرت واحد ، بار روی قطعات نه تنها خود موتور احتراق داخلی ، بلکه سایر سیستم ها ، به عنوان مثال ، جعبه دنده و شاسی نیز افزایش می یابد.

شایان ذکر است که این روش گران است ، و در مورد تغییر واحدهای از قبل کاملاً قدرتمند ، افزایش قدرت اسب ممکن است ناچیز باشد. روش های مختلفی برای افزایش نسبت فشرده سازی در سیلندرهای زیر وجود دارد.

سیلندر خسته کننده است

زمان مناسب تر برای این روش ، تعمیرات اساسی عمده موتور است. در عین حال ، بلوک سیلندر باید جدا شود ، بنابراین انجام همزمان این دو کار ارزان تر خواهد بود.

هنگام سیلندرهای خسته کننده ، حجم موتور افزایش می یابد و این امر نیز به نصب پیستون و حلقه هایی با قطر بیشتر نیاز دارد. بعضی از افراد پیستون یا حلقه های تعمیراتی را انتخاب می کنند ، اما برای تقویت بهتر است از آنالوگ برای واحدهای با حجم زیاد که در کارخانه تنظیم شده اند استفاده کنید.

خسته کننده بودن باید توسط یک متخصص با استفاده از تجهیزات خاص انجام شود. این تنها راه دستیابی به اندازه کاملاً یکنواخت سیلندر است.

نهایی شدن سر سیلندر

روش دوم برای افزایش نسبت فشرده سازی ، برش قسمت پایین سر سیلندر با دستگاه فرز است. در این حالت حجم سیلندرها ثابت می ماند اما فضای بالای پیستون تغییر می کند. لبه در محدوده طراحی موتور برداشته می شود. این روش همچنین باید توسط متخصصی انجام شود که قبلاً درگیر این نوع اصلاح موتورها باشد.

در این حالت ، شما باید مقدار لبه برداشته شده را دقیق محاسبه کنید ، زیرا اگر مقدار زیادی از آن برداشته شود ، پیستون شیر باز را لمس می کند. این ، به نوبه خود ، بر عملکرد موتور تأثیر منفی می گذارد و حتی در برخی موارد ، آن را غیر قابل استفاده می کند ، که شما را به دنبال هد جدید می طلبد.

پس از بازنگری در سر سیلندر ، لازم است عملکرد مکانیسم توزیع گاز به گونه ای تنظیم شود که مراحل باز شدن شیر را به درستی توزیع کند.

اندازه گیری حجم محفظه احتراق

قبل از اینکه موتور را به روش های ذکر شده تحمیل کنید ، باید دقیقاً بدانید که چه مقدار از اتاق احتراق (بالاتر از فضای پیستون هنگامی که پیستون به نقطه مرگ بالا می رسد) است.

هر اسناد فنی یک ماشین چنین پارامترهایی را نشان نمی دهد ، و ساختار پیچیده سیلندرهای برخی از موتورهای احتراق داخلی به شما امکان نمی دهد این حجم را به درستی محاسبه کنید.

یک روش ثابت شده برای اندازه گیری حجم این قسمت از یک استوانه وجود دارد. میل لنگ به گونه ای می چرخد ​​که پیستون در موقعیت TDC قرار گیرد. شمع باز می شود و به کمک سرنگ حجمی (می توانید از بزرگترین آن استفاده کنید - برای 20 مکعب) روغن موتور به خوبی در شمع ریخته می شود.

مقدار روغن ریخته شده فقط حجم فضای پیستون خواهد بود. حجم یک سیلندر بسیار ساده محاسبه می شود - حجم موتور احتراق داخلی (در صفحه داده نشان داده شده است) باید به تعداد سیلندرها تقسیم شود. و نسبت فشرده سازی با استفاده از فرمول نشان داده شده در بالا محاسبه می شود.

در ویدیوی اضافی ، شما یاد خواهید گرفت که اگر موتور را به طور کیفی بهبود دهید ، چگونه می توانید کارایی موتور را بهبود ببخشید:

نظریه ICE: موتور چرخه Ibadullaev (فرآیند)

معایب افزایش نسبت فشرده سازی:

نسبت فشرده سازی مستقیماً روی فشرده سازی موتور تأثیر می گذارد. برای اطلاعات بیشتر در مورد فشرده سازی ، مراجعه کنید در یک بررسی جداگانه... با این حال ، قبل از تصمیم به تغییر نسبت فشرده سازی ، باید در نظر بگیرید که این عواقب زیر را به همراه خواهد داشت:

• خودسوزی زودرس سوخت؛
• اجزای موتور سریعتر فرسوده می شوند.

نحوه اندازه گیری فشار فشرده سازی

قوانین اساسی برای اندازه گیری:

• موتور گرم است دمای کار;
• سیستم سوخت قطع شده است.
• شمع ها باز می شوند (به استثنای سیلندر که در حال بررسی است) ؛
• باتری شارژ می شود
• فیلتر هوا - تمیز؛
• انتقال در حالت خنثی است.

برای به دست آوردن اطلاعات دقیق در مورد موتور، فشار تراکم در سیلندرها اندازه گیری می شود. قبل از اندازه گیری، موتور گرم می شود تا فاصله بین پیستون و سیلندر مشخص شود. سنسور تراکم یک گیج فشار یا بهتر است بگوییم یک گیج تراکم است که به جای شمع پیچ می شود. سپس موتور توسط استارت با فشار دادن پدال گاز (دریچه گاز باز) روشن می شود. فشار تراکم روی فلش گیج تراکم نمایش داده می شود. گیج تراکم ابزاری برای اندازه گیری فشار تراکم است.

فشار تراکم حداکثر فشار قابل دستیابی در پایان حرکت تراکم موتور است، زمانی که مخلوط هنوز مشتعل نشده است. مقدار فشار تراکم بستگی به

• نسبت تراکم؛

• سرعت موتور؛

• درجه پر شدن سیلندرها

• تنگی محفظه احتراق.

تمام این پارامترها ، به جز تنگی اتاق احتراق ، ثابت بوده و توسط طراحی موتور تنظیم می شوند. بنابراین ، اگر اندازه گیری نشان دهد که یکی از سیلندرها به مقدار مشخص شده توسط سازنده نمی رسد ، این نشان دهنده نشت در محفظه احتراق است. فشار فشرده سازی باید در همه سیلندرها یکسان باشد.

دلایل فشار کم فشار

• شیر آسیب دیده
• فنر سوپاپ آسیب دیده؛
• صندلی سوپاپ فرسوده ؛
• حلقه پیستون فرسوده؛
• سیلندر موتور فرسوده
• سر سیلندر آسیب دیده است.
• واشر سرسیلندر آسیب دیده.

در یک محفظه احتراق در حال کار ، حداکثر اختلاف فشار فشرده سازی روی سیلندرهای منفرد تا 1 بار (0,1 مگاپاسکال) است. فشار فشرده سازی برای موتورهای بنزینی از 1,0 تا 1,2 مگاپاسکال و برای موتورهای دیزلی 3,0 تا 3,5 مگاپاسکال است.

برای جلوگیری از احتراق زود هنگام سوخت ، نسبت تراکم برای موتورهای احتراق مثبت نباید از 10: 1 بیشتر شود. موتورهای مجهز به سنسور تق تق ، واحد کنترل الکترونیکی و سایر دستگاه ها می توانند نسبت فشرده سازی تا 14: 1 را بدست آورند.

برای موتورهای توربوی بنزینی ، نسبت تراکم 8,5: 1 است ، زیرا بخشی از فشرده سازی مایع کار در توربوشارژ انجام می شود.

جدول نسبتهای فشرده سازی اصلی و سوختهای توصیه شده برای موتورهای احتراق داخلی بنزین:

نسبت تراکم	بنزین
تا 10	92
10,5-12	95
از 12	98

بنابراین ، هرچه نسبت تراکم بیشتر باشد ، باید از عدد اکتان بیشتری استفاده شود. اصولاً افزایش آن منجر به افزایش راندمان موتور و کاهش مصرف سوخت خواهد شد.

نسبت فشرده سازی مطلوب برای یک موتور دیزلی بسته به واحد بین 18: 1 تا 22: 1 است. در چنین موتورهایی ، سوخت تزریق شده توسط گرمای هوای فشرده شده مشتعل می شود. بنابراین ، نسبت فشرده سازی موتورهای دیزلی باید بیشتر از موتورهای بنزینی باشد. نسبت فشرده سازی یک موتور دیزلی با فشار ناشی از سیلندر موتور محدود می شود.

فشرده سازی

تراکم بالاترین درجه فشار هوا در موتور است که در سیلندر در انتهای کورس تراکم رخ می دهد و در اتمسفر اندازه گیری می شود. تراکم همیشه بالاتر از نسبت تراکم موتور احتراق داخلی است. به طور متوسط، با نسبت تراکم حدود 10، تراکم حدود 12 خواهد بود. این اتفاق می افتد زیرا زمانی که فشرده سازی اندازه گیری می شود، دمای مخلوط هوا و سوخت افزایش می یابد.

در اینجا یک فیلم کوتاه در مورد نسبت فشرده سازی آورده شده است:

نسبت فشرده سازی و فشرده سازی. تفاوت در چیست؟ این همان است یا نه. فقط در مورد پیچیده است

فشرده سازی نشان می دهد که موتور به طور عادی کار می کند و نسبت فشرده سازی مشخص می کند که از چه سوختی برای موتور استفاده شود. هرچه فشرده سازی بیشتر باشد ، برای عملکرد بهینه به عدد اکتان بیشتری نیاز است.

نمونه هایی از نقص موتور:

کاستی	علائم	فشرده سازی ، MPa	فشرده سازی ، MPa
بدون نقص	هیچ	1,0-1,2	0,6-0,8
ترک در پل پیستون	فشار زیاد میل لنگ ، دود اگزوز آبی	0,6-0,8	0,3-0,4
فرسودگی پیستون	همان ، سیلندر در سرعت های پایین کار نمی کند	0,5-0,5	0-0,1
درگیری حلقه ها در شیارهای پیستونی	همان	0,2-0,4	0-0,2
تصرف پیستون و سیلندر	عملکرد مشابه و ناموزون سیلندر در حالت بیکار نیز محتمل است	0,2-0,8	0,1-0,5
تغییر شکل دریچه	سیلندر با سرعت کم کار نمی کند	0,3-0,7	0-0,2
فرسودگی سوپاپ	همان	0,1-0,4	0
نقص مشخصات بادامک میل بادامک	همان	0,7-0,8	0,1-0,3
رسوبات کربن در محفظه احتراق + سایش مهر و موم ساقه سوپاپ ها	مصرف زیاد روغن + دود اگزوز آبی	1,2-1,5	0,9-1,2
پوشیدن از گروه سیلندر-پیستون	مصرف زیاد سوخت و روغن برای ضایعات	0,2-0,4	0,6-0,8

دلایل اصلی بررسی موتور:

• شتاب کساد ؛
• فشار کم روغن؛
• مصرف زیاد روغن؛
• راه اندازی مشکل
• فشرده سازی کم
• گازهای خروجی آبی
• مصرف سوخت بالا؛
• بیکار ناهموار
• انفجار قوی
• دوده روی شمع / جایگزینی مکرر شمع ؛
• ضربه زدن / گرم شدن بیش از حد موتور ؛
• سایش واشر
• ضربان قلب در شلنگ خروجی گاز از لنگه.

در ابتدا موتورها از مواد معروف و رایجی مانند چدن، فولاد، برنز، آلومینیوم و مس ساخته می شدند. اما در سال‌های اخیر، شرکت‌های خودروسازی در تلاش برای دستیابی به قدرت بیشتر و وزن کمتر برای موتورهای خود بوده‌اند و این آنها را به استفاده از مواد جدید ترغیب کرده است - کامپوزیت سرامیک-فلز، پوشش‌های سیلیکون-نیکل، کربن‌های پلیمری، تیتانیوم و همچنین مواد مختلف. آلیاژها

سنگین ترین قسمت موتور بلوک سیلندر است که از نظر تاریخی همیشه از چدن ساخته شده است. وظیفه اصلی ساخت آلیاژهای چدن با بهترین کیفیت است، بدون اینکه استحکام آن را به خطر بیندازد، به طوری که نیازی به ساخت آستر سیلندر از چدن نداشته باشید (این کار گاهی اوقات در کامیون ها انجام می شود، جایی که چنین ساختاری از نظر مالی سود می برد).

سوالات و پاسخ ها:

اگر نسبت فشرده سازی را افزایش دهید چه اتفاقی می افتد؟ اگر موتور بنزینی باشد، انفجار ایجاد می شود (بنزین با عدد اکتان بالا مورد نیاز است). این کار باعث افزایش راندمان موتور و قدرت آن می شود. در این صورت مصرف سوخت کمتر خواهد بود.

نسبت تراکم در موتور بنزینی چقدر است؟ در اکثر موتورهای احتراق داخلی، نسبت تراکم 8-12 است. اما موتورهایی هستند که این پارامتر در آنها 13 یا 14 است. در مورد موتورهای دیزلی، در آنها 14-18 است.

فشرده سازی بالا به چه معناست؟ این زمانی است که هوا و سوخت ورودی به سیلندر در محفظه ای فشرده می شود که کوچکتر از اندازه محفظه استاندارد موتور پایه است.

فشرده سازی کم چیست؟ این زمانی است که هوا و سوخت ورودی به سیلندر در محفظه ای بزرگتر از اندازه محفظه استاندارد نسخه پایه موتور فشرده می شود.