Kāda ir iekšdedzes dzinēja kompresijas pakāpe
Viens no svarīgākajiem virzuļa iekšdedzes dzinēja konstrukcijas parametriem ir kompresijas pakāpe. Šis parametrs ietekmē iekšdedzes dzinēja jaudu, tā efektivitāti un arī degvielas patēriņu. Tikmēr dažiem cilvēkiem ir patiess priekšstats par to, ko nozīmē kompresijas pakāpe. Daudzi cilvēki domā, ka tas ir tikai saspiešanas sinonīms. Lai gan pēdējais ir saistīts ar kompresijas pakāpi, tās ir pilnīgi atšķirīgas lietas.
Lai saprastu terminoloģiju, jums ir jāsaprot, kā ir sakārtots spēka agregāta cilindrs, un jāsaprot iekšdedzes dzinēja darbības princips. Degmaisījums tiek ievadīts cilindros, pēc tam to saspiež virzulis, kas virzās no apakšējā mirušā centra (BDC) uz augšējo miršanas punktu (TDC). Saspiestais maisījums kādā brīdī netālu no TDC aizdegas un izdeg. Izplešanās gāze veic mehānisku darbu, virzot virzuli pretējā virzienā - uz BDC. Savienots ar virzuli, savienojošais stienis iedarbojas uz kloķvārpstu, liekot tai griezties.
Telpa, ko ierobežo cilindra iekšējās sienas no BDC līdz TDC, ir cilindra darba tilpums. Viena cilindra pārvietošanas matemātiskā formula ir šāda:
Vₐ = πr²s
kur r ir cilindra iekšējās sekcijas rādiuss;
s ir attālums no TDC līdz BDC (virzuļa gājiena garums).
Kad virzulis sasniedz TDC, virs tā joprojām ir kāda vieta. Šī ir sadegšanas kamera. Cilindra augšējās daļas forma ir sarežģīta un atkarīga no konkrētā dizaina. Tāpēc sadegšanas kameras tilpumu Vₑ nav iespējams izteikt ar vienu formulu.
Acīmredzot kopējais cilindra tilpums Vₒ ir vienāds ar darba tilpuma un sadegšanas kameras tilpuma summu:
Vₒ = Vₐ+Vₑ
Un kompresijas pakāpe ir cilindra kopējā tilpuma attiecība pret sadegšanas kameras tilpumu:
ε = (Vₐ+Vₑ)/Vₑ
Šī vērtība ir bezizmēra, un faktiski tā raksturo relatīvās spiediena izmaiņas no brīža, kad maisījums tiek ievadīts cilindrā, līdz aizdegšanās brīdim.
No formulas var redzēt, ka kompresijas pakāpi ir iespējams palielināt vai nu palielinot cilindra darba tilpumu, vai arī samazinot sadegšanas kameras tilpumu.
Dažādiem iekšdedzes dzinējiem šis parametrs var atšķirties, un to nosaka agregāta veids un tā konstrukcijas īpatnības. Mūsdienu benzīna iekšdedzes dzinēju kompresijas pakāpe ir robežās no 8 līdz 12, dažos gadījumos tā var sasniegt pat 13 ... 14. Dīzeļdzinējiem tas ir augstāks un sasniedz 14 ... 18, tas ir saistīts ar dīzeļdegvielas maisījuma aizdedzes procesa īpatnībām.
Un, kas attiecas uz kompresiju, tas ir maksimālais spiediens, kas rodas cilindrā, virzulim pārvietojoties no BDC uz TDC. Starptautiskā spiediena mērvienība SI ir paskāls (Pa/Pa). Plaši tiek izmantotas arī tādas mērvienības kā josla (bārs) un atmosfēra (at / at). Vienību attiecība ir:
1 pie = 0,98 bāri;
1 bārs = 100 000 Pa
Papildus kompresijas pakāpei kompresiju ietekmē degmaisījuma sastāvs un iekšdedzes dzinēja tehniskais stāvoklis, īpaši cilindru-virzuļu grupas detaļu nodiluma pakāpe.
Palielinoties kompresijas pakāpei, palielinās gāzu spiediens uz virzuli, kas nozīmē, ka galu galā palielinās jauda un palielinās iekšdedzes dzinēja efektivitāte. Pilnīgāka maisījuma sadegšana uzlabo ekoloģiskos raksturlielumus un veicina ekonomiskāku degvielas patēriņu.
Tomēr iespēju palielināt saspiešanas pakāpi ierobežo detonācijas risks. Šajā procesā gaisa un degvielas maisījums nedeg, bet eksplodē. Noderīgs darbs netiek veikts, bet virzuļi, cilindri un kloķa mehānisma daļas piedzīvo nopietnus triecienus, kā rezultātā tie ātri nolietojas. Augsta temperatūra detonācijas laikā var izraisīt vārstu un virzuļu darba virsmas izdegšanu. Zināmā mērā benzīns ar augstāku oktānskaitli palīdz tikt galā ar detonāciju.
Dīzeļdzinējā iespējama arī detonācija, taču tur to izraisa nepareiza iesmidzināšanas regulēšana, sodrēji uz cilindru iekšējās virsmas un citi iemesli, kas nav saistīti ar paaugstinātu kompresijas pakāpi.
Ir iespējams piespiest esošo agregātu, palielinot cilindru darba tilpumu vai kompresijas pakāpi. Bet šeit ir svarīgi nepārspīlēt un rūpīgi visu aprēķināt, pirms pārsteidzīgi steidzas kaujā. Kļūdas var izraisīt tādu nelīdzsvarotību agregāta darbībā un detonācijas, ka nepalīdzēs ne benzīns ar augstu oktānskaitli, ne aizdedzes laika regulēšana.
Diez vai ir jēgas forsēt dzinēju, kuram sākotnēji ir augsta kompresijas pakāpe. Pūles un naudas izmaksas būs diezgan lielas, un jaudas pieaugums, visticamāk, būs nenozīmīgs.
Vēlamo mērķi var sasniegt divos veidos – urbjot cilindrus, kas padarīs lielāku iekšdedzes dzinēja darba tilpumu, vai arī nofrēzējot apakšējo virsmu (cilindru galvu).
Cilindra garlaicīgs
Labākais brīdis tam ir tad, kad jums jebkurā gadījumā ir jāizurbj cilindri.
Pirms šīs darbības veikšanas ir jāizvēlas virzuļi un gredzeni jaunajam izmēram. Iespējams, nebūs grūti atrast detaļas šim iekšdedzes dzinējam remonta izmēriem, taču tas nedos jūtamu dzinēja darba tilpuma un jaudas pieaugumu, jo izmēru atšķirība ir ļoti maza. Citām vienībām labāk meklēt lielāka diametra virzuļus un gredzenus.
Jums nevajadzētu mēģināt pašiem izurbt cilindrus, jo tas prasa ne tikai prasmes, bet arī īpašu aprīkojumu.
Cilindra galvas pabeigšana
Frēzējot cilindra galvas apakšējo virsmu, tiks samazināts cilindra garums. Sadegšanas kamera, kas daļēji vai pilnībā atrodas galvā, kļūs īsāka, kas nozīmē, ka palielināsies kompresijas pakāpe.
Aptuveniem aprēķiniem var pieņemt, ka, noņemot ceturtdaļas milimetra slāni, kompresijas pakāpe palielināsies par aptuveni vienu desmito daļu. Smalkāks iestatījums dos tādu pašu efektu. Varat arī apvienot vienu ar otru.
Neaizmirstiet, ka galvas pabeigšanai ir nepieciešams precīzs aprēķins. Tas ļaus izvairīties no pārmērīgas saspiešanas pakāpes un nekontrolētas detonācijas.
Šādi piespiežot iekšdedzes dzinēju, rodas vēl viena potenciāla problēma – cilindra saīsināšana palielina risku, ka virzuļi saskarsies ar vārstiem.
Cita starpā būs arī atkārtoti jāpielāgo vārsta laiks.
Sadegšanas kameras tilpuma mērīšana
Lai aprēķinātu kompresijas pakāpi, jums jāzina sadegšanas kameras tilpums. Sarežģītā iekšējā forma neļauj matemātiski aprēķināt tā tilpumu. Bet ir diezgan vienkāršs veids, kā to izmērīt. Lai to izdarītu, virzulis jānovieto augšējā nāves punktā un, izmantojot šļirci ar aptuveni 20 cm³ tilpumu, caur aizdedzes sveces atveri ielej eļļu vai citu piemērotu šķidrumu, līdz tas ir pilnībā piepildīts. Saskaitiet, cik kubu esat ielējis. Tas būs sadegšanas kameras tilpums.
Viena cilindra darba tilpumu nosaka, dalot iekšdedzes dzinēja tilpumu ar cilindru skaitu. Zinot abas vērtības, varat aprēķināt saspiešanas pakāpi, izmantojot iepriekš minēto formulu.
Šāda darbība var būt nepieciešama, piemēram, lai pārietu uz lētāku benzīnu. Vai arī neveiksmīgas dzinēja piespiešanas gadījumā ir jāatgriež. Pēc tam, lai atgrieztos sākotnējā stāvoklī, ir nepieciešama sabiezināta cilindra galvas blīve vai jauna galva. Kā opciju izmantojiet divus parastos starplikas, starp kurām var ievietot alumīnija ieliktni. Tā rezultātā sadegšanas kamera palielināsies, un kompresijas pakāpe samazināsies.
Vēl viens veids ir noņemt metāla slāni no virzuļu darba virsmas. Bet šāda metode būs problemātiska, ja darba virsmai (apakšā) ir izliekta vai ieliekta forma. Sarežģītā virzuļa vainaga forma bieži tiek veidota, lai optimizētu maisījuma sadegšanas procesu.
Vecākiem karburatora ICE deforsēšana nerada problēmas. Bet mūsdienu iesmidzināšanas iekšdedzes dzinēju elektroniskā vadība pēc šādas procedūras var kļūdīties, regulējot aizdedzes laiku, un tad, izmantojot benzīnu ar zemu oktānskaitli, var notikt detonācija.
