Randamentul termic și, în consecință, eficiența cu care se folosește combustibil pentru lucrul mecanic util, direct legate de gradul de compresie. Cu cât raportul de compresie, cu mai puțin combustibil este utilizat pentru a produce aceeași putere. Valorile tipice ale ratelor de compresie de 18: 1 la 22: 1, sunt utilizate la motoarele diesel, explica parțial de ce funcționează eficient. În plus, pentru a profita din plin de raportul mare de compresie, un motor diesel nu este utilizat de accelerație. Cu alte cuvinte, e de rahat de aer cât mai mult posibil, aproape la fel ca un motor pe benzina de la larg deschisă a clapetei de accelerație. In loc de a limita cantitatea de aer care intră în motor prin supapa puterii motorului este reglată prin variația cantității de combustibil injectat în cilindru. Acest lucru înseamnă că, chiar și la niveluri de putere mică (atunci când este injectat în camera de ardere foarte mică cantitate de ulei), motor diesel comprimă aerul din cilindru este foarte puternic; acest lucru generează căldură atât de mult încât este suficient pentru a aprinde chiar și un amestec foarte slabă. Cu toate acestea, atunci când motorul este strangulată cu aprindere prin scânteie (benzină), cantitatea de aer aspirat în cilindrii se reduce și, deoarece este un raport de compresie eficient, eficiența consumului de combustibil care rezultă atunci când clapeta de accelerație închisă parțial este de asemenea redus.
Nu există nici o îndoială că un grad ridicat de compresie crește puterea. Circuitul ilustrat arată în continuare că puterea de la deschidere accelerație maximă îmbunătățește, teoretic, cu creșterea raportului de compresie. Aceste date sugerează că creșterea gradului de compresie nu este o problemă în alte domenii, cum ar fi bate, etc. Vei observa că legea degresivă are ca rezultat o concluzie destul de simplu: .. În cazul în care raportul de compresie merge în sus, de fiecare dată în creștere creșterea capacității va fi mai mică. De exemplu, o creștere de comprimare de la 8,0: 1 la 9.0: 1 conduce la o creștere mai mare putere decât creșterea raportului de compresie de la 11,0: 1 până la 12.0 la: 1 (2% vs. creștere a capacității de 1,3%).
Aceste valori sunt tipice pentru motoarele care utilizează arbori cu came, cu relativ scurte astfel de arbori de intrare forțată în multe motoare. În cazul în care durata cursei de admisie este crescută (prin setarea arborelui cu came de admisie mai lungă), creșterea câștigul de putere a raportului de compresie devine chiar mai mult. Acest lucru se datorează faptului că datele sunt bazate pe rapoarte de comprimare mecanică (adică, definit prin calcul matematic de la un volum fix) și nu la un raport de compresie dinamică, care continuă să crească atunci când randamentul aportului este crescut. Atunci când sistemul de admisie este modificat pentru a îmbunătăți umplutura, dinamică de compresie crește raportul mod similar, ca și prin creșterea dimensiunii pistonului, adică. K. Un cilindru alimentat cu aer suplimentar și combustibil. eficienta de admisie poate continua să crească chiar până la punctul de cilindru „ambalaj“ (randament volumetric mai mare de 100%), după cum au sugerat combinații de admisie și evacuare colectoare. Presiunea maximă în interiorul camerei de ardere, înainte de aprindere se schimbă atunci când schimbă densitatea amestecului de alimentare. Atunci când sistemul de admisie funcționează cu eficiență scăzută, m. E. Când clapeta de accelerație închisă sau sistem de admisie este blocat, cilindrul este numai parțial umplută și o presiune scăzută de compresie dinamică. Atunci când sistemul de admisie funcționează cu un randament volumetric mare (o valoare de 100%, se realizează în mai multe motoare de curse), raportul de compresie dinamică poate crea presiuni care depășesc presiunea așteptat de compresie mecanică (calculat). În aceste cazuri, creșterea motor mecanic de compresie poate intra în detonare și de a reduce puterea motorului și fiabilitatea.
Creșterea gradului de compresie nu conduce întotdeauna la o creștere a capacității. Dacă static (calculat) gradul de compresie este deja aproape de limita de detonație pentru combustibilul utilizat, o creștere suplimentară a raportului de compresie statică poate degrada performanța și / sau a fiabilității motorului. Așa cum am menționat mai devreme, acest lucru este valabil mai ales atunci când arborele cu came speciale și sistemele de admisie și evacuare atinge valoarea Randamentul volumetric (VE) mai mare de 100%. Când (VE) crește, raportul de compresie dinamică, de asemenea, crește pe măsură ce cilindrul „ambalat“ amestec ca în cazul în care un turbocompresor invizibil de lucru.
Un alt efect al creșterii raportului de compresie este creatorii destul de nesemnificative și necunoscute ale unor motoare. Când VE depășește 100%, amestecul este introdus la o ușoară presiune pozitivă, cu toate acestea, se poate umple numai spațiul din interiorul cilindrului, plus spațiul în camera de ardere. De exemplu, în cazul în care volumul camerei cilindrului și este 416.2 cm 3 împreună, este fixat în spațiu va determina în principal, modul în care amestecul aer-combustibil mult poate pătrunde în cilindru. Dacă vom decide creșterea raportului de compresie prin reducerea volumului camerei de ardere, sau prin creșterea dimensiunii convexitatea pistonului (tehnicile cele mai comune), acest spațiu nu este mai mare decât valoarea specificată. Da, cilindrul menține un volum de lucru constant - capacitatea motorului nu este schimbat. Dar a schimbat volumul total al cilindrului și camera de ardere. Acest lucru înseamnă că spațiul pentru amestecul de lucru de intrare scad. Astfel, prin creșterea raportului de compresie, am aproape imperceptibil eficiența redusă volumul motorului.
Noi folosim un exemplu pentru a clarifica părțile imaginare. Imaginați-vă motor cu un raport de compresie de 2,0: 1, și pur și simplu de dragul argumentului spunem că volumul total (volumul mort) a cilindrului, atunci când pistonul se află la BDC (punctul mort inferior) este 3.278 cm3. Acest volum creat de piston în timpul unui ciclu, plus volumul camerei de ardere deasupra pistonului, la PTS poziție (TDC). Deoarece raportul de compresie este de 2,0: 1, volumul deasupra pistonului în punctul mort superior trebuie să fie jumătate din volumul cilindrului totală sau 1.639 cm3 (de exemplu, 1.639 cm3 „selectat“, plus 1.639 cm3 volum al camerei de ardere sunt egale cu 3.278 cm3 totală .. volumul cilindrului). Chiar și 3.278 cm3 în jurul cilindru motor poate trage doar 1.639 cm3 de amestec proaspăt, adică. K. Are o presiune manifold în conducta de admisie (în cazul VE, egal cu 100%) și doar volumul dislocat al pistonului poate fi acționat escamota aer și combustibil . De 1.639 cm3 rămase sunt umplute cu gaze de eșapament de la ultimul ciclu de ardere.
Acum, adăugați la ventilatorul motorului imaginar (compresor) și reglarea presiunii, astfel încât acesta va livra 3.278 cilindru raport cm3 de combustibil în loc de original 1.639 cm3, care motorul poate „respira“ în aceeași stare. Cu turbocompresor noastre în cilindru va fi 3.278. cm3 de amestec proaspăt la capătul cursei de inducție și nu ar gazele de eșapament reziduale. Acest lucru va îmbunătăți în mod semnificativ capacitatea. Dar ce se întâmplă în cazul în care căutarea nechibzuit pentru o capacitate suplimentară pentru a crește raportul de compresie la 3,0: 1, reducerea volumului camerei de ardere deasupra pistonului de la punctul mort superior so1.639 cm3 până la 1.092 cm3? Atunci când pistonul se află la capătul cursei de admisie, volumul total al cilindrului este acum doar 2.731 cm3. Dacă presiunea de supraalimentare nu se schimba, ea poate „împinge“ numai 2.731 cm3 amestecul aer-combustibil în cilindru. Aceasta va reduce volumul amestecului la 547 cm3 sau aproximativ 17%. Motorul atrage amestec mai puțin inflamate scăderi a eficienței volumetrice (17%) și puterea este redusă. Este adevărat că amestec de alimentare 2.731 cm3 este combustiei la o eficiență mai mare prin creșterea raportului de compresie, dar îmbunătățirea raportului de compresie acoperă doar 5%. pierdere de putere de 17%.
Mulți dintre voi sunt acum în măsură să realizeze beneficiile importante date cel mai înalt posibil VE (randamentul volumetric). Cu cât VE, vei putea obține, inferior gradul necesar de compresie; iar cea inferioara raportul de compresie, mai mică proiecția pistonului, cu atât mai bine frontul flăcării să se răspândească în camera de ardere. Aceste rapoarte sunt unele dintre metodele care sunt utilizate de către profesioniști pentru a crește puterea motorului.
Limitele superioare ale raportului de compresie și calendarul de supapă a arborelui cu came este bine definit pentru motoarele de curse, „obișnuite“ motoare pentru utilizarea de zi cu zi, de obicei, amplificat funcționează la niveluri de putere mai mică și cea mai mare parte, la o parte a clapetei de accelerație. Creșterea gradului de compresie poate oferi uneori o creștere semnificativă a capacității, dar aceeași creștere a raportului de compresie poate da chiar și o mai mare îmbunătățire în economia de combustibil. Prin creșterea raportului de compresie de la 8,0: 1 până la 10.0 la: 1 putere la accelerație maximă se poate ridica la 3 sau 4%. Dar economia de combustibil atunci când pedalei de accelerație parțial închisă se poate ridica la mai mult de 15%. Acest lucru nu este surprinzător, atunci când vă amintiți că raportul de compresie dinamică la accelerație parțială este sensibil mai mică decât raportul de compresie statică. Creșterea de compresie statică adaugă eficiență la locul potrivit: la o parte-pedalei de accelerație.
Este mai mare rata de compresie, desigur, necesită utilizarea de combustibil cu cifră octanică ridicată și o parte din combustibilul disponibil are o cifră octanică mult mai mic decât mulți ar dori. Există mai multe moduri în jurul acestei probleme. Dacă se face motorul de la „zero“ și doriți să economisiți timp referindu-se la un inginer cu experienta in productia de motoare stimulat, puteți obține o recomandare pentru a crește raportul de compresie, rezultând într-o creștere semnificativă a puterii motorului. În unele cazuri, motoare cu un raport de compresie de ordinul 11: 1 a fost folosit cu succes octanului 87, dar acest lucru necesită selectarea tuturor pieselor motorului, în special arborele cu came de construcție și a capului cilindrului, plus utilizarea sistemului de injecție a apei.
Dacă alegeți o metodă de a face un „zero“, una dintre cele mai simple moduri de a crește rata de compresie este utilizarea de pistoane convenționale pentru rapoarte de compresie mai mari, cu o înălțime minimă a domului, astfel încât nu există nici o răspândire puternică interferență a flăcării. Dacă gradul dorit de compresie nu poate fi realizat printr-o creștere ușoară și descreștere în porțiunea cupola a volumului camerei de ardere prin intermediul blocului capului de prelucrare (mai bun proces unghiular), cel mai bun mod de a crește raportul de compresie va crește diametrul cilindrului alezajului, de multe ori prin blocul alezaj. Soaking limite practice cu grosimea pereților cilindrului (crește diametrul cilindrului găurii este de obicei permisă nu mai mare de 0,75 - de 1,0 mm), această modificare poate crește raportul de compresie prin adăugarea volumului de lucru, ceea ce reduce nevoia de „domuri“ mari pistoane y sau camere volumul de ardere mai mici.
În cazul în care proiectul motorului o mai „moderat“, care poate fi suficient de prelucrare cap cilindru și mor costul de procesare este una dintre cele mai ieftine operațiunilor pentru a crește puterea motorului și de eficiență.