Опел Клуб България

»
Вход Регистрация Потребители Ново съдържание Промени на статуса
« Back to Важни теми

Степен на сгъстяване и компресия

Тази тема е заключена

siegfrid снимка siegfrid 02 септември 2009 - 23:51

Накратко обяснено от SCRAPHEAP:

Степен на сгъстяване е отношението на пълния обем на един цилиндър в бутален двигател към обема на горивната камера. Тоест степента на сгъстяване показва колко пъти се смалява обемът на цилиндъра през време на такта сгъстяване. Степента на сгъстяване е конструктивен параметър на всеки двигател, който е твърдо заложен още по време на проектирането на двигателя и не се изменя с времето, амортизацията, различни добавки и др. Степента на сгъстяване не може пряко да се измери. Тя се изчислява като отношение на обеми.

Компресията е диагностичен параметър на двигателя. Компресията е максималното налягане, което може да се достигне в цилиндъра без да работи двигателя при честотата на въртене на стартера. Тя зависи от степента на сгъстяване и уплътнението на цилиндъра. Дава информация за състоянието на уплътняващите елементи - клапани, сегменти, повърхност на цилиндъра. Компресията се измерва директно с компресомер. Тъй като компресията е налягане, тя пряко влияе на работата на двигателя, процесите на горене, детонации и др.

Двигателите с по-голяма степен на сгъстяване имат по-висока компресия (когато са изправни)

Пример: За двигателите Лада класика степента на сгъстяване е 8,5:1, а компресията на изправен и неамортизиран двигател е приблизително 12 атмосфери.

Подробно обяснение от Денис Иванов:
Публикувано изображение

За разбиране принципите за повишаване на мощността и ефективността на двигателя с вътрешно горене е необходимо да се знае какво е това степен на сгъстяване, компресия и октаново число. Разсъжденията от типа, че бензин 98 е по-качествен от 95 трябва да ги забравим. Трябва да разберем, че октановото число само по себе си не е самоцел, а само един от факторите за достигане на най-добрите експлоатационни характеристики на ДВГ (двигател с вътрешно горене).

Най-напред нека внесем яснота и да се уговорим, че компресия и степен на сгъстяване са две различни неща. Степента на сгъстяване е отношението между максималният обем на цилиндъра и минималния. С други думи, отношението на пълния обем на цилиндъра (обем на цилиндъра плюс горивната камера) към обема на тази горивна камера.
Публикувано изображение
Следователно това отношение, наричано степен на сгъстяване, грубо казано, е отношението на обема, заеман от сместа при нейното подаване в цилиндъра към обема, в който тази смес се запалва, а налягането, при което се възпламенява горивото е пропорционално на тази величина. Колкото по-голяма е степента на сгъстяване, толкова по-голямо е налягането на възпламеняваната смес.

За по-голяма яснота, трябва да отбележим, че налягането не зависи само от степента на сгъстяване, но и от, например, налягането при фаза впръскване и затова налягането на възпламеняваната смес може да бъде по-малко при двигател с голяма степен на сгъстяване. Как? Например, степента на сгъстяване при турбо двигателите обикновено е по-малка от атмосферните, обаче налягането при всички други фази е съществено по-високо, защото сместа се впръсква вече в компресирано състояние.

Компресията - това, всъщност е налягането в края на сгъстителната фаза. Практически е почти равна на налягането на възпламеняемата смес. Защо почти? Защото сместа винаги се запалва малко по-късно или по-рано от момента, в който налягането е максимално. Това "почти" се определя от ъгъла на запалване (аванс, предварение).

Връщайки се към степента на сгъстяване, ще видим защо тя е така важна за достигане на ефективност и мощност на двигателя. Ето защо: работата на ДВГ се осъществява за сметка на разширяването на горивно-въздушната смес. Както са ни учили в училище: горещата смес се разширява, избутвайки буталото, постъпателните движения, на което, се превръщат във въртеливо движение на коляновия вал. Съответно, при голяма степен на сгъстяване движението на буталото, в рамките на което сместа може да реализира своя енергетичен потенциал се оказва по-голямо, следователно се извършва повече полезна работа. На практика това е само един от факторите, всички заедно определят термическия КПД (коефициент на полезно действие) - показател за ефективността на разширение на работното тяло в момента на изгаряне.
Формула:
Публикувано изображение

Където гама е стойността на дискретна функция, зависеща от температурата, налягането и обема на възпламеняемата смес. Просто казано, набор от константи. Виждаме, че колкото по-голяма е степента на сгъстяване, толкова по-голям е термичния КПД. Това е опростено представяне на формулата и за получаване на максимална стойност трябва да се подбират маса параметри, където степента на сгъстяване е само един от многото, макар и важен параметър.

Супер, вече започваме да разбираме: колкото по-голяма е степента на сгъстяване, толкова по-добре. Хайде тогава да се избавим от горивната камера, вдигайки степента на сгъстяване до небесата и ще сме щастливи. Няма да сме щастливи обаче и ето защо: работата е там, че при повишаване на налягането и температурата възникват две неприятни явления: детонация и преждевременно възпламеняване. За да можем да ги разберем напълно трябва да осъзнаем още един удивителен факт: горивната смес в ДВГ не се взривява - тя гори. При което онази гама, която споменахме по-нагоре, зависи и от скоростта на горене и от формата на фронта на възпламеняване и от температурата на пламъка. Не случайно двигателите се разработват от хора с две висши. Скоростта на горене трябва да съответства на скоростта на движение на буталото. Фронта на възпламеняване трябва да бъде еднороден и да се разпространява равно по хода на постъпателното движение. Колкото по-малка е температурата на горене, толкова по-малко загуби за топлоотвеждане. Всичко това е опростено представяне, но главната идея я схващате, нали?

Да се върнем към детонацията и преждевременното възпламеняване. Преждевременното възпламеняване се получава когато налягането на сместа се увеличава и тя самопроизволно се запалва. Когато това стане, част от работата се губи защото вместо да се избута буталото надолу, му се пречи да завърши фазата на сгъстяване, а енергията на разширение, която остава (ако въобще остане някаква енергия) ще се използва крайно неефективно заради неразчетения профил на фронта на горене.

Детонацията - още по-неприятен ефект, получаващ се когато възпламенената смес се взриви. След краткия момент, в който горенето се разпространява със скорост десетки сантиметри в секунда, тя изведнъж се увеличава в пъти. Това се получава под влиянието и на температурата и на налягането, а ефекта се засилва при наличието в повече на един от двата компонента на горенето. Ефект от детонациите: вместо фронт на горене, получаваме ударна вълна (по принцип е едно и също, само където скоростта и температурата са в пъти по-високи при детонацията) и в следствие - рязко падане на термичния КПД и ударни претоварвания върху буталната група. А сега си представете ако в един и същи момент се получи самозапалване и детонация в момент когато буталото отива нагоре към ГМТ (горна мъртва точка).

Получава се, че можем да увеличаваме степента на сгъстяване до момента в който се появят описаните ефекти. И тук стигаме до следващото понятие - октаново число. Оказва се, че различните видове горива имат различна устойчивост на самовъзпламеняване и детонации. Октановото число се явява показател на тези стойности. Колкото по-голямо е октановото число, толкова по-голяма е и устойчивостта към самовъзпламеняване и детонации. Важното е, че в повечето случаи количеството енергия, освободено от литър гориво и октановото число не са зависими.

Да оставим теорията, с която можем да запълним няколко тома и да се обърнем към практическите въпроси от ежедневието.

Първият разпространен въпрос е: прогарят ли клапаните, ако сипя бензин с голямо октаново число?

Наистина, в някои случаи използването на бензин с голямо октаново число може да доведе до прогаряне на изпускателните клапани:
Публикувано изображение

Счита се, че това става заради високата температура на горене на сместа с високо октаново число. Всъщност всичко е обратното. Горивото с високо октаново число обикновено гори с по-малка температура и по-бавно. Заради скоростта на горене, която е по-ниска от разчетената може да се получи така, че на фаза впръскване през клапана вместо отработени газове се пуска още смес. Горящата смес може да се окаже и във всмукателния колектор - тогава и той ще пострада. На практика конструкцията на повечето двигатели позволява да се реализира потенциала на горивото с по-високо октаново число без ущърб за ресурса.

Въпрос номер две: защо при използване на бензин с по-високо октаново число по свещите се образува нагар?

Първата причина е следствие на нискокачествен бензин, на който октановото число е вдигнато посредством добавки или присадки. Втората причина - ъгъла на запалване. Ако автомобила не е екипиран със система, която автоматически регулира ъгъла на запалване, то сипването на високооктанов бензин може да доведе до образуването на нагар и загуба на мощност. Както вече споменахме, високооктановия бензин гори по-бавно, а следователно пълно изгаряне на сместа ще има при по-ранно запалване.

Източник: http://www.cars-love...record-107.html ; http://www.ladaclub-...102-compression
Превод: Денис Иванов
Мнението беше редактирано от siegfrid: 02 септември 2009 - 23:51
Отговори
Тази тема е заключена
Хостинг от NS1.bg
Хостинг от NS1.bg