Ano ang compression ratio ng isang internal combustion engine

Ang isa sa mga mahalagang katangian ng disenyo ng isang piston internal combustion engine ay ang compression ratio. Ang parameter na ito ay nakakaapekto sa kapangyarihan ng panloob na combustion engine, ang kahusayan nito, pati na rin ang pagkonsumo ng gasolina. Samantala, kakaunti ang may totoong ideya kung ano ang ibig sabihin ng antas ng compression. Maraming tao ang nag-iisip na ito ay kasingkahulugan lamang ng compression. Kahit na ang huli ay nauugnay sa antas ng compression, gayunpaman, ang mga ito ay ganap na magkakaibang mga bagay.

Upang maunawaan ang terminolohiya, kailangan mong maunawaan kung paano nakaayos ang silindro ng yunit ng kuryente, at maunawaan ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng panloob na combustion engine. Ang nasusunog na timpla ay ini-inject sa mga cylinder, pagkatapos ay i-compress ito ng piston na gumagalaw mula sa bottom dead center (BDC) patungo sa top dead center (TDC). Ang compressed mixture sa isang punto malapit sa TDC ay nag-aapoy at nasusunog. Ang lumalawak na gas ay nagsasagawa ng mekanikal na gawain, na itinutulak ang piston sa kabaligtaran na direksyon - sa BDC. Nakakonekta sa piston, ang connecting rod ay kumikilos sa crankshaft, na nagiging sanhi ng pag-ikot nito.

Ang puwang na nakatali sa mga panloob na dingding ng silindro mula BDC hanggang TDC ay ang gumaganang dami ng silindro. Ang mathematical formula para sa displacement ng isang silindro ay ang mga sumusunod:

Vₐ = πr²s

kung saan ang r ay ang radius ng panloob na seksyon ng silindro;

s ay ang distansya mula sa TDC hanggang BDC (haba ng piston stroke).

Kapag ang piston ay umabot sa TDC, mayroon pa ring espasyo sa itaas nito. Ito ang silid ng pagkasunog. Ang hugis ng itaas na bahagi ng silindro ay kumplikado at depende sa tiyak na disenyo. Samakatuwid, imposibleng ipahayag ang volume Vₑ ng combustion chamber sa anumang isang formula.

Malinaw na ang kabuuang dami ng silindro Vₒ ay katumbas ng kabuuan ng dami ng gumagana at ang dami ng silid ng pagkasunog:

Vₒ = Vₐ+Vₑ

At ang compression ratio ay ang ratio ng kabuuang dami ng silindro sa dami ng combustion chamber:

ε = (Vₐ+Vₑ)/Vₑ

Ang halaga na ito ay walang sukat, at sa katunayan ito ay nagpapakilala sa kamag-anak na pagbabago sa presyon mula sa sandaling ang halo ay na-injected sa silindro hanggang sa sandali ng pag-aapoy.

Ito ay makikita mula sa formula na ito ay posible upang madagdagan ang compression ratio alinman sa pamamagitan ng pagtaas ng gumaganang dami ng silindro, o sa pamamagitan ng pagbawas ng dami ng combustion chamber.

Para sa iba't ibang mga panloob na engine ng pagkasunog, ang parameter na ito ay maaaring mag-iba at matukoy ng uri ng yunit at mga tampok ng disenyo nito. Ang ratio ng compression ng mga modernong makina ng panloob na pagkasunog ng gasolina ay nasa hanay mula 8 hanggang 12, sa ilang mga kaso maaari itong umabot ng hanggang 13 ... 14. Para sa mga diesel engine, ito ay mas mataas at umabot sa 14 ... 18, ito ay dahil sa mga kakaibang proseso ng pag-aapoy ng pinaghalong diesel.

At para sa compression, ito ang pinakamataas na presyon na nangyayari sa silindro habang ang piston ay gumagalaw mula BDC hanggang TDC. Ang internasyonal na yunit ng SI para sa presyon ay ang pascal (Pa/Pa). Ang mga yunit ng sukat tulad ng bar (bar) at kapaligiran (at / at) ay malawakang ginagamit. Ang ratio ng yunit ay:

1 sa = 0,98 bar;

1 bar = 100 Pa

Bilang karagdagan sa antas ng compression, ang komposisyon ng nasusunog na pinaghalong at ang teknikal na kondisyon ng panloob na combustion engine, lalo na ang antas ng pagsusuot ng mga bahagi ng cylinder-piston group, ay nakakaapekto sa compression.

Sa isang pagtaas sa ratio ng compression, ang presyon ng mga gas sa piston ay tumataas, na nangangahulugan na, sa huli, ang pagtaas ng kapangyarihan at ang kahusayan ng panloob na combustion engine ay tumataas. Ang mas kumpletong pagkasunog ng pinaghalong humahantong sa pinabuting pagganap sa kapaligiran at nag-aambag sa mas matipid na pagkonsumo ng gasolina.

Gayunpaman, ang posibilidad ng pagtaas ng ratio ng compression ay limitado ng panganib ng pagsabog. Sa prosesong ito, ang pinaghalong air-fuel ay hindi nasusunog, ngunit sumasabog. Ang kapaki-pakinabang na trabaho ay hindi tapos, ngunit ang mga piston, cylinder at mga bahagi ng mekanismo ng crank ay nakakaranas ng malubhang epekto, na humahantong sa kanilang mabilis na pagkasira. Ang mataas na temperatura sa panahon ng pagsabog ay maaaring maging sanhi ng pagkasunog ng mga balbula at ang gumaganang ibabaw ng mga piston. Sa isang tiyak na lawak, ang gasolina na may mas mataas na octane rating ay nakakatulong upang makayanan ang pagsabog.

Sa isang diesel engine, posible rin ang pagsabog, ngunit doon ito ay sanhi ng hindi tamang pagsasaayos ng iniksyon, soot sa panloob na ibabaw ng mga cylinder, at iba pang mga kadahilanan na hindi nauugnay sa isang pagtaas ng ratio ng compression.

Posibleng pilitin ang umiiral na yunit sa pamamagitan ng pagtaas ng gumaganang dami ng mga cylinder o ang compression ratio. Ngunit dito mahalaga na huwag lumampas ang luto at maingat na kalkulahin ang lahat bago magmadaling sumugod sa labanan. Ang mga pagkakamali ay maaaring humantong sa gayong kawalan ng timbang sa pagpapatakbo ng yunit at mga pagsabog na hindi makakatulong sa mataas na oktanong gasolina o pagsasaayos ng timing ng pag-aapoy.

Halos walang punto sa pagpilit sa isang makina na sa una ay may mataas na ratio ng compression. Ang halaga ng pagsisikap at pera ay magiging malaki, at ang pagtaas ng kapangyarihan ay malamang na hindi gaanong mahalaga.

Ang nais na layunin ay maaaring makamit sa dalawang paraan - sa pamamagitan ng pagbubutas ng mga cylinder, na gagawing mas malaki ang gumaganang dami ng panloob na combustion engine, o sa pamamagitan ng paggiling sa mas mababang ibabaw (silindro ulo).

Nakakasawa ang silindro

Ang pinakamainam na sandali para dito ay kapag kailangan mong hawakan ang mga cylinder.

Bago isagawa ang operasyong ito, kailangan mong piliin ang mga piston at singsing para sa bagong laki. Malamang na hindi mahirap makahanap ng mga bahagi para sa mga sukat ng pag-aayos para sa panloob na combustion engine na ito, ngunit hindi ito magbibigay ng kapansin-pansing pagtaas sa dami ng gumagana at lakas ng makina, dahil ang pagkakaiba sa laki ay napakaliit. Mas mainam na maghanap ng mas malaking diameter na mga piston at singsing para sa iba pang mga yunit.

Hindi mo dapat subukan na mainip ang mga cylinder sa iyong sarili, dahil nangangailangan ito hindi lamang ng kasanayan, kundi pati na rin ng mga espesyal na kagamitan.

Pagwawakas ng ulo ng silindro

Ang paggiling sa ilalim na ibabaw ng cylinder head ay magbabawas sa haba ng cylinder. Ang silid ng pagkasunog, bahagyang o ganap na matatagpuan sa ulo, ay magiging mas maikli, na nangangahulugan na ang ratio ng compression ay tataas.

Para sa tinatayang mga kalkulasyon, maaaring ipagpalagay na ang pag-alis ng isang layer ng isang-kapat ng isang milimetro ay tataas ang ratio ng compression ng halos isang ikasampu. Ang isang mas pinong setting ay magbibigay ng parehong epekto. Maaari mo ring pagsamahin ang isa sa isa.

Huwag kalimutan na ang pagtatapos ng ulo ay nangangailangan ng tumpak na pagkalkula. Maiiwasan nito ang labis na ratio ng compression at hindi makontrol na pagpapasabog.

Ang pagpilit sa isang panloob na makina ng pagkasunog sa ganitong paraan ay nagdudulot ng isa pang potensyal na problema - ang pag-ikli ng silindro ay nagdaragdag ng panganib na ang mga piston ay matugunan ang mga balbula.

Sa iba pang mga bagay, kakailanganin ding muling ayusin ang timing ng balbula.

Pagsukat ng dami ng silid ng pagkasunog

Upang kalkulahin ang ratio ng compression, kailangan mong malaman ang dami ng combustion chamber. Ang kumplikadong panloob na hugis ay ginagawang imposibleng mathematically kalkulahin ang dami nito. Ngunit mayroong isang medyo simpleng paraan upang sukatin ito. Upang gawin ito, ang piston ay dapat na nakalagay sa itaas na patay na sentro at, gamit ang isang hiringgilya na may dami na humigit-kumulang 20 cm³, ibuhos ang langis o iba pang angkop na likido sa pamamagitan ng butas ng spark plug hanggang sa ganap na mapuno. Bilangin kung ilang cube ang iyong ibinuhos. Ito ang magiging volume ng combustion chamber.

Ang gumaganang dami ng isang silindro ay natutukoy sa pamamagitan ng paghati sa dami ng panloob na combustion engine sa bilang ng mga cylinder. Alam ang parehong mga halaga, maaari mong kalkulahin ang compression ratio gamit ang formula sa itaas.

Ang ganitong operasyon ay maaaring kailanganin, halimbawa, upang lumipat sa mas murang gasolina. O kailangan mong mag-rollback sa kaso ng isang hindi matagumpay na pagpilit ng makina. Pagkatapos, upang bumalik sa kanilang orihinal na mga posisyon, kinakailangan ang isang makapal na cylinder head gasket o isang bagong ulo. Bilang isang pagpipilian, gumamit ng dalawang ordinaryong spacer, kung saan maaaring ilagay ang isang insert na aluminyo. Bilang resulta, tataas ang combustion chamber, at bababa ang compression ratio.

Ang isa pang paraan ay ang pag-alis ng isang layer ng metal mula sa gumaganang ibabaw ng mga piston. Ngunit ang ganitong paraan ay magiging problema kung ang gumaganang ibabaw (ibaba) ay may matambok o malukong na hugis. Ang kumplikadong hugis ng korona ng piston ay kadalasang ginagawa upang ma-optimize ang proseso ng pagkasunog ng pinaghalong.

Sa mas lumang mga ICE ng carburetor, hindi nagdudulot ng mga problema ang deforcing. Ngunit ang elektronikong kontrol ng mga modernong makina ng panloob na pagkasunog pagkatapos ng gayong pamamaraan ay maaaring magkamali sa pagsasaayos ng timing ng pag-aapoy, at pagkatapos ay maaaring mangyari ang pagsabog kapag gumagamit ng mababang-octane na gasolina.