מהו יחס הדחיסה של מנוע בעירה פנימית

אחד ממאפייני העיצוב החשובים של מנוע בעירה פנימית בוכנה הוא יחס הדחיסה. פרמטר זה משפיע על עוצמת מנוע הבעירה הפנימית, על יעילותו וגם על צריכת הדלק. בינתיים, מעטים האנשים שיש להם מושג אמיתי למה הכוונה במידת הדחיסה. אנשים רבים חושבים שזו רק מילה נרדפת לדחיסה. למרות שהאחרון קשור למידת הדחיסה, עם זאת, אלו דברים שונים לחלוטין.

כדי להבין את הטרמינולוגיה, עליך להבין כיצד מסודר הצילינדר של יחידת הכוח, ולהבין את עקרון הפעולה של מנוע הבעירה הפנימית. התערובת הדליקה מוזרקת לתוך הצילינדרים, ואז היא נדחסת על ידי בוכנה הנעה ממרכז מת תחתון (BDC) למרכז מת (TDC) העליון. התערובת הדחוסה בשלב מסוים ליד ה-TDC מתלקחת ונשרפת. הגז המתרחב מבצע עבודה מכנית, דוחף את הבוכנה בכיוון ההפוך - ל-BDC. המחובר לבוכנה, מוט החיבור פועל על גל הארכובה, וגורם לו להסתובב.

החלל התחום על ידי הקירות הפנימיים של הגליל מ- BDC ל- TDC הוא נפח העבודה של הגליל. הנוסחה המתמטית לעקירה של גליל אחד היא כדלקמן:

Vₐ = πr²s

כאשר r הוא רדיוס הקטע הפנימי של הגליל;

s הוא המרחק בין TDC ל-BDC (אורך מהלך הבוכנה).

כאשר הבוכנה מגיעה ל-TDC, עדיין יש מעט מקום מעליה. זהו תא הבעירה. צורת החלק העליון של הגליל מורכבת ותלויה בעיצוב הספציפי. לכן, אי אפשר לבטא את נפח Vₑ של תא הבעירה בכל נוסחה אחת.

ברור שהנפח הכולל של הגליל Vₒ שווה לסכום נפח העבודה ונפח תא הבעירה:

Vₒ = Vₐ+Vₑ

ויחס הדחיסה הוא היחס בין הנפח הכולל של הגליל לנפח תא הבעירה:

ε = (Vₐ+Vₑ)/Vₑ

ערך זה הוא חסר מימד, ולמעשה הוא מאפיין את השינוי היחסי בלחץ מרגע הזרקת התערובת לצילינדר ועד לרגע ההצתה.

ניתן לראות מהנוסחה שניתן להגדיל את יחס הדחיסה או על ידי הגדלת נפח העבודה של הצילינדר, או על ידי הקטנת נפח תא הבעירה.

עבור מנועי בעירה פנימית שונים, פרמטר זה עשוי להיות שונה ולהיקבע על פי סוג היחידה ותכונות העיצוב שלה. יחס הדחיסה של מנועי בעירה פנימית בנזין מודרניים הוא בטווח שבין 8 ל-12, במקרים מסוימים הוא יכול להגיע עד 13 ... 14. עבור מנועי דיזל, הוא גבוה יותר ומגיע ל-14 ... 18, זה נובע מהמוזרויות של תהליך ההצתה של תערובת הדיזל.

ולגבי דחיסה, זה הלחץ המרבי שמתרחש בצילינדר כשהבוכנה נעה מ-BDC ל-TDC. יחידת ה-SI הבינלאומית ללחץ היא הפסקל (Pa/Pa). גם יחידות מידה כגון בר (בר) ואווירה (at/at) נמצאות בשימוש נרחב. יחס היחידה הוא:

1 ב = 0,98 בר;

1 בר = 100 Pa

בנוסף למידת הדחיסה, הרכב התערובת הדליקה והמצב הטכני של מנוע הבעירה הפנימית, במיוחד מידת הבלאי של חלקי קבוצת הצילינדר-בוכנה, משפיעים על הדחיסה.

עם עלייה ביחס הדחיסה, לחץ הגזים על הבוכנה גדל, מה שאומר שבסופו של דבר, ההספק עולה ויעילות מנוע הבעירה הפנימית עולה. בעירה מלאה יותר של התערובת מובילה לשיפור הביצועים הסביבתיים ותורמת לצריכת דלק חסכונית יותר.

עם זאת, האפשרות להגדיל את יחס הדחיסה מוגבלת על ידי הסיכון לפיצוץ. בתהליך זה, תערובת האוויר-דלק אינה נשרפת, אלא מתפוצצת. עבודה שימושית לא נעשית, אבל הבוכנות, הצילינדרים והחלקים של מנגנון הארכובה חווים השפעות רציניות, מה שמוביל לבלאי מהיר שלהם. הטמפרטורה הגבוהה במהלך הפיצוץ עלולה לגרום לשריפת השסתומים ומשטח העבודה של הבוכנות. במידה מסוימת, בנזין בעל דירוג אוקטן גבוה יותר עוזר להתמודד עם פיצוץ.

במנוע דיזל תיתכן גם פיצוץ, אך שם הוא נגרם כתוצאה מהתאמה לא נכונה של הזרקה, פיח על פני השטח הפנימיים של הצילינדרים וסיבות נוספות שאינן קשורות ליחס דחיסה מוגבר.

ניתן לכפות את היחידה הקיימת על ידי הגדלת נפח העבודה של הצילינדרים או יחס הדחיסה. אבל כאן חשוב לא להגזים ולחשב הכל בקפידה לפני שנמהרים לקרב. שגיאות עלולות להוביל לחוסר איזון שכזה בפעולת היחידה ולפיצוצים, שלא יעזרו בנזין אוקטן גבוה או התאמה של תזמון ההצתה.

אין כמעט טעם להכריח מנוע שבהתחלה יש לו יחס דחיסה גבוה. עלות המאמץ והכסף תהיה גדולה למדי, וסביר להניח שהעלייה בכוח תהיה לא משמעותית.

את המטרה הרצויה ניתן להשיג בשתי דרכים - על ידי שעמום הצילינדרים, שיגדיל את נפח העבודה של מנוע הבעירה הפנימית, או על ידי כרסום המשטח התחתון (ראש הצילינדר).

צילינדר משעמם

הרגע הטוב ביותר לכך הוא כאשר אתה צריך לשעמם את הצילינדרים בכל מקרה.

לפני ביצוע פעולה זו, עליך לבחור את הבוכנות והטבעות לגודל החדש. כנראה שלא יהיה קשה למצוא חלקים למידות התיקון למנוע בעירה פנימית זה, אבל זה לא ייתן עלייה ניכרת בנפח העבודה והספק של המנוע, שכן ההבדל בגודל קטן מאוד. עדיף לחפש בוכנות וטבעות בקוטר גדול יותר עבור יחידות אחרות.

אתה לא צריך לנסות לשעמם את הצילינדרים בעצמך, כי זה דורש לא רק מיומנות, אלא גם ציוד מיוחד.

סיום ראש הצילינדר

כרסום המשטח התחתון של ראש הצילינדר יקטין את אורך הגליל. תא הבעירה, ממוקם בחלקו או במלואו בראש, יתקצר, מה שאומר שיחס הדחיסה יגדל.

לחישובים משוערים, ניתן להניח שהסרת שכבה של רבע מילימטר תגדיל את יחס הדחיסה בכעשירית. הגדרה עדינה יותר תיתן את אותו אפקט. אפשר גם לשלב אחד עם השני.

אל תשכח כי הגמר של הראש דורש חישוב מדויק. זה ימנע יחס דחיסה מוגזם ופיצוץ בלתי מבוקר.

כפית מנוע בעירה פנימית בדרך זו טומנת בחובה בעיה אפשרית נוספת - קיצור הצילינדר מגביר את הסיכון שהבוכנות יפגשו את השסתומים.

בין היתר, יהיה צורך גם להתאים מחדש את תזמון השסתומים.

מדידת נפח תא הבעירה

כדי לחשב את יחס הדחיסה, אתה צריך לדעת את נפח תא הבעירה. הצורה הפנימית המורכבת לא מאפשרת לחשב מתמטית את נפחו. אבל יש דרך פשוטה למדי למדוד את זה. לשם כך, יש להגדיר את הבוכנה למרכז המת, ובאמצעות מזרק בנפח של כ-20 ס"מ³, לשפוך שמן או נוזל מתאים אחר דרך חור המצת עד למילוי מלא. ספרו כמה קוביות מזגתם. זה יהיה נפח תא הבעירה.

נפח העבודה של צילינדר אחד נקבע על ידי חלוקת נפח מנוע הבעירה הפנימית במספר הצילינדרים. הכרת שני הערכים, תוכל לחשב את יחס הדחיסה באמצעות הנוסחה לעיל.

פעולה כזו עשויה להיות נחוצה, למשל, כדי לעבור לבנזין זול יותר. או שאתה צריך לחזור אחורה במקרה של כפית מנוע לא מוצלחת. לאחר מכן, כדי לחזור למקומם המקורי, נדרש אטם ראש צילינדר מעובה או ראש חדש. כאופציה, השתמשו בשני מרווחים רגילים, שביניהם ניתן למקם מוסיף אלומיניום. כתוצאה מכך, תא הבעירה יגדל, ויחס הדחיסה יקטן.

דרך נוספת היא להסיר שכבת מתכת ממשטח העבודה של הבוכנות. אבל שיטה כזו תהיה בעייתית אם למשטח העבודה (התחתון) יש צורה קמורה או קעורה. הצורה המורכבת של כתר הבוכנה נעשית לעתים קרובות כדי לייעל את תהליך הבעירה של התערובת.

ב-ICEs של קרבורטורים ישנים יותר, הדחיה לא גורמת לבעיות. אבל הבקרה האלקטרונית של מנועי בעירה פנימית מודרניים בהזרקה לאחר הליך כזה עלולה לטעות בהתאמת תזמון ההצתה, ואז עלולה להתרחש פיצוץ בעת שימוש בבנזין דל אוקטן.