AUTORIDE | Minden az autókról

Tömörítési arány: milyen hatással van a motorra?

Közzétéve:
Az eredeti cikkünkből mesterséges intelligencia segítségével lefordítva (forrás: autoride.io)

A kompressziós arány a dugattyús belsőégésű motorok egyik alapvető jellemzője, amely a hengertérfogat arányát jelzi az alsó és a felső holtpontban lévő dugattyú között.

A kompressziós arány tehát a henger teljes munkatérfogatának a kompressziós tér térfogatához viszonyított aránya. Más szóval a hengerbe szívott keverék térfogatának és a hengerben összenyomott keverék térfogatának az aránya.

Tartalomjegyzék

Tömörítési arány számítása

A kompressziós arány számítása eltér a dugattyús motor és a forgódugattyús motor esetében.

A sűrítési arány kiszámítása egyenes vonalú dugattyús mozgású motornál:

εk = (VK + VZ) : VK

A változók magyarázata:

  • εk – kompressziós arány
  • VK – tömörítési tér/térfogat
  • VZ – lökettérfogat

A hengerben lévő dugattyú végzi az oda-vissza mozgást. Míg a forgattyústengelytől való mozgásának legtávolabbi helyzetét felső holtpontnak, a főtengelytől való mozgásának legkevésbé távoli helyzetét alsó holtpontnak nevezzük.

Az alsó és felső holtpont közötti teret lökettérfogatnak nevezzük. A lökettérfogat a henger furatátmérőjétől és a dugattyú löketétől függ. A hengerben lévő teret, amikor a dugattyú a felső holtpontban van, kompressziós térnek nevezzük.

Forgódugattyús motor kompressziós arányának kiszámítása:

Ezekben a motorokban a kompressziós arányt a munkatér legnagyobb és legkisebb térfogatának arányaként határozzák meg a dugattyú forgása alatt.

εk = V1 : V2

A változók magyarázata:

  • εk – tömörítési arány
  • V1 – a munkaterület legnagyobb térfogata
  • V2 – a munkaterület legkisebb térfogata

Hogyan befolyásolja a sűrítési arány a motort?

Egy klasszikus dugattyús belsőégésű motorban a kompressziós arány állandó, és mindig kompromisszumot jelent a különböző vezetési módok között. Egyes motorok azonban zökkenőmentesen módosíthatják a kompressziós arányt a terhelésnek megfelelően.

Egy ilyen motor tehát kis terhelés esetén nagy sűrítési aránnyal, nagy terhelés esetén pedig fordítva alacsony kompressziós aránnyal tud működni.

Nagy terhelésnél ajánlatos a kompressziós arányt alacsonyan tartani, és ezzel elkerülni a detonációkat. Alacsony terhelésnél magasabbnak kell lennie a motor lehető legjobb hatásfoka érdekében. Minél nagyobb a kompressziós arány, annál nagyobb a keverék összenyomása a gyújtás előtt.

Motorteljesítmény és nyomaték: Melyik paraméter a fontosabb?

Kapcsolódó cikk - Motorteljesítmény és nyomaték: Melyik paraméter a fontosabb?

A tömörítési arány alapvetően befolyásolja:

  • A belső égésű motor elérhető hatásfoka és ezáltal teljesítménye és nyomatéka is
  • Motor károsanyag-kibocsátása
  • Üzemanyag-fogyasztás

A megnövelt tömörítési arány hátrányai:

  • Előfordulhat az üzemanyag idő előtti öngyulladása (detonációs égés), különösen a benzinmotorokon belül
  • A motor alkatrészei idővel jobban kopnak, mint alacsonyabb kompressziós aránynál, ezért az ilyen motort tartósabb alkatrészekkel kell felszerelni, amelyek sokkal drágább (kerámia és titán alkatrészek)

Kompressziós nyomás mérése

A hengerek kompressziós nyomásának mérése olyan módszer, amely pontos információkat ad a motor állapotáról. A kompressziós nyomást kompressziómérővel mérjük. A kompressziós nyomás mérése előtt a motort üzemi hőmérsékletre melegítik, hogy meghatározzák a dugattyú és a henger közötti hézagot.

Motordugattyúk: hogyan működnek?

Kapcsolódó cikk - Motordugattyúk: hogyan működnek?

A nyomásmérőt a gyújtógyertya helyett a hengerfejbe csavarják. Ezt követően az önindítóval felpörgetik a motort, miközben a gázpedál teljesen nyitva van (a gázpedál teljesen lenyomva). A kompressziós nyomás a kompressziómérő tűjén látható, amely az elért legmagasabb nyomást rögzíti.

A kompressziós nyomás a motor kompressziós ütemének végén elérhető legnagyobb nyomás, amikor a keverék még nem ég. A kompressziós nyomás nagysága függ a sűrítési aránytól, a motor fordulatszámától, a hengerek töltöttségi fokától és az égéstér tömítettségétől. Mindezek a paraméterek, kivéve az égéstér tömítettségét, változatlanok, és a motor kialakítása határozza meg.

Ha a mérés során azt találják, hogy az egyik henger nem éri el a gyártó által megadott értéket, ez szivárgást jelez az égéstérben. Az is döntő fontosságú, hogy az összes henger kompressziós nyomása azonos legyen.

Mi okozza az alacsonyabb kompressziós nyomást?

  • kopott vagy sérült dugattyúgyűrű
  • kopott motorhenger
  • sérült vagy repedt hengerfej
  • sérült tömítés a hengerfej alatt
  • sérült szelep
  • sérült szeleprugó
  • kopott szelepülés

Ha az égésterek rendben vannak, az egyes hengereken a kompressziós nyomások maximális különbsége 1 bar (0,1 MPa) lehet. A kompressziós nyomás benzinmotoroknál 1,0-1,2 MPa, dízelmotoroknál 3,0-3,5 MPa.

Melyek a motor sűrítési arányának normál értékei?

A detonáció (az üzemanyag idő előtti öngyulladása) megelőzése érdekében a kompressziós arány nem nagyobb, mint 10:1 benzinmotoroknál. A detonációs égésérzékelővel, elektronikus vezérlőegységgel és egyéb eszközökkel felszerelt motorok azonban akár 14:1-es tömörítési arányt is elérhetnek.

Motorrobbanás: mi ez, és hogyan lehet megelőzni?

Kapcsolódó cikk - Motorrobbanás: mi ez, és hogyan lehet megelőzni?

A turbófeltöltős benzinmotorokban a kompresszió aránya 8,5:1 körül van, mivel a munkaanyag kompressziójának egy része a turbófeltöltőben történik. A dízelmotorok sűrítési aránya 20:1 vagy még ennél is magasabb, mert azon az elven működnek, hogy a befecskendezett üzemanyag a sűrítés hőjétől meggyullad.

Ez az oka annak, hogy a dízelmotorok kompressziós arányának nagyobbnak kell lennie, mint a benzinmotoroké. A motor hengerének nyomásából származó terhelés korlátozza a dízelmotor kompressziós arányát.

Videó Jasonról az Engineering Explained-ből, amely elmagyarázza a tömörítési arányt: