Suspaudimo laipsnis: ar žinojote, ką jis rodo ir kokį poveikį jis turi varikliui?
Suspaudimo laipsnis yra viena iš pagrindinių stūmoklinio vidaus degimo variklio charakteristikų, nurodančių cilindro tūrio santykį tarp stūmoklio apačioje ir stūmoklio viršutiniame negyvajame taške.
Taigi suspaudimo laipsnis yra viso cilindro darbinio tūrio ir suspaudimo erdvės tūrio santykis, kitaip tariant, santykis tarp į cilindrą įsiurbto mišinio tūrio ir mišinio, suslėgto cilindre, tūrio.
Turinys
Kaip apskaičiuoti suspaudimo laipsnį?
Suspaudimo laipsnio skaičiavimas skiriasi stūmoklinio stūmoklinio variklio ir rotacinio stūmoklinio variklio.
Suspaudimo laipsnio apskaičiavimas varikliui su tiesiniu stūmoklio judėjimu stūmokliu:
εk = (VK + VZ) : VK
Kintamųjų paaiškinimas:
- εk – suspaudimo laipsnis
- VK – suspaudimo erdvė/tūris
- VZ – eigos tūris
Stūmoklis cilindre juda atgaline kryptimi, o tolimiausia jo judėjimo padėtis nuo alkūninio veleno vadinama viršutiniu negyvuoju tašku, o mažiausiai nutolusi nuo alkūninio veleno padėtis – apatiniu negyvuoju centru.
Poslinkis: kas tai yra ir kas tai lemia?
Tarpas tarp apatinio ir viršutinio negyvojo taško vadinamas smūgio tūriu. Eigos tūris priklauso nuo cilindro angos skersmens ir stūmoklio eigos. Erdvė, kuri lieka cilindre, kai stūmoklis yra viršutiniame negyvajame taške, vadinama suspaudimo erdve.
Rotorinio stūmoklinio variklio suspaudimo laipsnio apskaičiavimas:
Šiuose varikliuose suspaudimo laipsnis apibrėžiamas kaip didžiausio ir mažiausio darbo erdvės tūrio santykis stūmoklio apsisukimo metu.
εk = V1 : V2
Kintamųjų paaiškinimas:
- εk – suspaudimo laipsnis
- V1 – didžiausias darbo erdvės tūris
- V2 – mažiausias darbo erdvės tūris
Kaip suspaudimo laipsnis veikia variklį?
Klasikiniame stūmokliniame degimo variklyje suspaudimo laipsnis yra pastovus ir visada yra tam tikras kompromisas tarp skirtingų važiavimo režimų. Tačiau yra ir variklių, kurie, priklausomai nuo apkrovos, gali sklandžiai keisti suspaudimo laipsnį.
Taigi, toks variklis gali dirbti su dideliu suspaudimo laipsniu esant mažai apkrovai ir, atvirkščiai, su mažu suspaudimo laipsniu esant didelei apkrovai.
Esant didelėms apkrovoms, norint išvengti detonacijų, patartina turėti mažą suspaudimo laipsnį. Esant mažai apkrovai, siekiant geriausio įmanomo variklio efektyvumo, patartina ją padidinti. Kuo didesnis suspaudimo laipsnis, tuo didesnis mišinio suspaudimas prieš uždegimą.
Variklio galia ir sukimo momentas: kuris iš šių parametrų yra svarbesnis?
Suspaudimo laipsnis iš esmės turi įtakos:
- pasiekiamas vidaus degimo variklio efektyvumas, taigi ir jo galia bei sukimo momentas
- variklio emisijos
- degalų sąnaudos
Padidinus suspaudimo laipsnį, be pranašumų, yra ir trūkumų, tokių kaip:
- ypač naudojant kibirkštinio uždegimo variklius, gali pirmalaikis savaiminis degalų užsidegimas (detonacinis degimas) ir titano dalys)
Kas yra suspaudimo slėgio matavimas?
Cilindro suspaudimo slėgių matavimas yra metodas, suteikiantis tikslią informaciją apie variklio būklę. Suspaudimo slėgis matuojamas naudojant kompresijos matuoklį. Prieš matuojant suspaudimo slėgį, variklis pašildomas iki darbinės temperatūros, kad būtų nustatytas tarpas tarp stūmoklio ir cilindro.
Variklio stūmokliai: ką jie turi atlaikyti ir kokia jų funkcija?
Suspaudimo matuoklis įsukamas į cilindro galvutę, o ne į uždegimo žvakę. Vėliau variklis sukasi naudojant starterį, kol droselis yra visiškai atidarytas (dujų pedalas visiškai nuspaustas). Suspaudimo slėgis rodomas suspaudimo matuoklio adatoje, kuri registruoja didžiausią pasiektą slėgį.
Suspaudimo slėgis yra didžiausias pasiekiamas slėgis variklio suspaudimo takto pabaigoje, kai mišinys dar nedega. Suspaudimo slėgio dydis priklauso nuo suspaudimo laipsnio, variklio sūkių skaičiaus, cilindro pripildymo laipsnio ir degimo kameros sandarumo. Visi šie parametrai, išskyrus degimo kameros sandarumą, nesikeičia ir yra nulemti variklio konstrukcijos.
Todėl, jei matavimo metu nustatoma, kad vienas iš cilindrų nepasiekia gamintojo nurodytos vertės, tai rodo, kad degimo kameroje yra nuotėkis. Taip pat labai svarbu, kad visų cilindrų suspaudimo slėgis būtų vienodas.
Kas sukelia mažesnį suspaudimo slėgį?
- susidėvėjęs arba sugadintas stūmoklio žiedas
- susidėvėjęs variklio cilindras
- pažeista arba įtrūkusi cilindro galvutė
- pažeista tarpinė po cilindro galvute
- pažeistas vožtuvas
- pažeista vožtuvo spyruoklė
- susidėvėjusi vožtuvo lizdas
Jei degimo kameros tvarkingos, didžiausias atskirų cilindrų suspaudimo slėgių skirtumas yra iki 1 baro (0,1 MPa). Suspaudimo slėgis svyruoja nuo 1,0 iki 1,2 MPa benzininiams varikliams ir nuo 3,0 iki 3,5 MPa dyzeliniams varikliams.
Kokios yra normalios variklio suspaudimo laipsnio vertės?
Siekiant išvengti detonacinio degimo (priešlaikinio kuro savaiminio užsidegimo), kibirkštinio uždegimo varikliams suspaudimo laipsnis yra ne didesnis kaip 10:1. Tačiau varikliai, kuriuose yra detonacijos degimo jutiklis, elektroninis valdymo blokas ir kiti įrenginiai, gali pasiekti suspaudimo laipsnį iki 14:1.
Detonacijos degimas: kas tai yra ir kas tai sukelia?
Benzininiuose varikliuose su turbokompresoriumi suspaudimo laipsnis yra apie 8,5:1, nes dalis darbinės medžiagos suspaudimo atliekama turbokompresoriuje. Dyzelinių variklių suspaudimo laipsnis yra 20:1 ar net didesnis, nes jie veikia tokiu principu, kad įpurškiamas kuras užsidega nuo suspaudimo šilumos.
Būtent dėl šios priežasties dyzelinių variklių suspaudimo laipsnis turi būti didesnis nei benzininių. Dyzelinio variklio suspaudimo laipsnį riboja apkrova, atsirandanti dėl slėgio variklio cilindre.