itt van, hogy valójában mit jelent a ‘tömörítési arány’ és miért számít

korábban már hallotta a tömörítési arány kifejezést, de Elgondolkozott már azon, hogy pontosan mit jelent? Nos, itt az ideje, hogy pontosan elmagyarázzuk, mi a tömörítési arány, és miért minden autógyártó most megszállottja, mintha a Szent Grál lenne.

a tömörítési arány kétségkívül bonyolultabb, mint amilyennek először tűnik. Ez nem segít abban, hogy ez az egyik olyan kifejezés, amelyet hallasz, hogy az autós találkozókra dobálják, Sajtóközleményekben, sok komoly magyarázat nélkül. Ez egyike azoknak a dolgoknak, amelyeket többnyire úgy tesz, mintha megértene, miközben megpróbálja lenyűgözni azt a trapéz művészt, akivel a múlt hétvégén a cirkuszban találkozott.

tudjuk, hogy a magas tömörítés jó, az alacsony tömörítés pedig rossz. Tudjuk, hogy a Mazda új Skyactiv-X “Szent Grál” motorja nagy kompressziójú, az Infiniti ” diesel slayer “és a Toyota” Dynamic Force ” sorozatával együtt, amelyek mind több energiát reklámoznak a nagyobb hatékonyság mellett.

olyan korban élünk, ahol a mérnökök nem csak egy motor több energiát azáltal, hogy nagyobb. A motor kompressziós arányának megváltoztatása egyre inkább megtörténik.

(egyébként, ha ezt olvasod és horkolsz, mert már tudod, milyen tömörítési arány van, jó neked! Nem mindenki más.)

A tömörítési arány meghatározása szuper egyszerű

a tömörítési arány pontosan az, aminek hangzik—olyan Arány, ahol a maximális henger térfogatát a minimális henger térfogatába tömöríti. Ez a henger térfogata, amikor egy dugattyú egészen lefelé van, mint egészen a tetejéig. Ez ki van írva, és azt mondta, mint egy Arány. Például egy 9:1 tömörítési arányú motor esetében azt mondaná, hogy “kilenc az egyhez.”

most képzeljen el egy hengert a fejedben. A dugattyú felfelé és lefelé mozog a henger belsejében. Amikor a dugattyú a legalacsonyabb ponton van, ezt alsó holtpontnak nevezik. Ez az, ahol a henger térfogata a legnagyobb. Amikor a dugattyú a henger legmagasabb pontján van, akkor ezt hívják felső holtpontnak, ahol a henger térfogata a legkisebb. E két kötet összehasonlítása az, ahonnan az arány származik.

ha olyan vizuális tanuló vagy, mint én, tetszeni fog ez a GIF, amelyet készítettem, bemutatva, hogyan működik egy négyütemű motor. Látod, hogy mozog a dugattyú a kompressziós löket alatt? Ennyi levegő és üzemanyag kerül a hengerbe. Ha egy motor nagy kompressziós aránnyal rendelkezik, akkor azt jelenti, hogy a hengerben egy adott levegő-és üzemanyagmennyiséget sokkal kisebb helyre szorítanak, mint egy alacsonyabb kompressziós aránnyal rendelkező motor.

és most egy példa egyszerű matematikai, a kedvenc fajta.

úgy tesz, mintha egy motor, amelynek henger-és égéstér térfogata 10 cc, ha a dugattyú alján holtpont. Miután a szívószelep bezáródik, és a dugattyú felemelkedik a kompressziós löket alatt, a levegőt és az üzemanyag-keveréket egyetlen köbcentiméter térbe szorítja. Ez a motor tömörítési aránya 10: 1.

ennyi! Ez tömörítési arány. A teljes söpört térfogat plusz a sűrített térfogat (beleértve a hengerfej térfogatát és mindent, ami fölött a dugattyú “söpör”) csak sűrített térfogatra.

miért jobb a bonyolult

de a tömörítési arány megértése kevésbé fontos, mint annak megértése, hogy miért törődünk vele, vagy miért ilyen a nagy tömörítés.

A legjobb magyarázat van ebben a jött a kolléga, majd mérnök David Tracy, aki elérte, hogy más a mérnökök, tanárok segítségét. A legjobb válasz Dr. Andy Randolph, az ECR Motors műszaki igazgatója volt. A NASCAR hajtáslánc-kutatásait végzi, magyarázata szuper világos:

laikusok szemszögéből a motor teljesítménye akkor keletkezik, amikor az égés erőt fejt ki a dugattyúra, és a dugattyút a tágulási löket során lenyomja a hengeren.

minél nagyobb a dugattyú a furatban, amikor az égés megkezdődik,annál nagyobb erő lesz.

Mint a kompressziós arány növekszik, a dugattyú mozog magasabb a furat a felső holtpontot, ezért a további erő a terjeszkedés stroke (további erő az azonos mennyiségű üzemanyag egyenlő a nagyobb hatékonyság).

most már tényleg meg kell értenünk, hogy a hogyan és ez azt jelenti, hogy a termodinamika birodalmába kell merészkednünk.

ennek az az alapvető pontja, hogy a nagyobb tömörítési arány azt jelenti, hogy a motor ugyanolyan mennyiségű üzemanyagból több munkát végez. Ez jót tesz a hatalomnak, és mérföld per gallon.

megmagyarázni, miért magasabb tömörítési arány hozamok jobb hatásfokú, nem megyünk búvárkodni is mélyen termodinamika, de mi a fene, csak dip a tippy lábujjak. Egészséges és jót tesz a léleknek.

A nagyobb tömörítés több munkát jelent, de nagyobb nyomást

a fenti képen egy P-V vagy nyomás-térfogat, diagram egy ideális és tipikus benzinmotorhoz. Vizuálisan megmutatja, hogy mi folyik a motorjában, amikor benzint éget.

a fenti ábrán látható, hogy az alsó 1-2 görbe a tömörítési löketet mutatja.

a 2-3 sor égést mutat.

a felső 3-4 görbe a tágulási löketet mutatja.

és a 4-1-es vonal hőelvezetést mutat, amikor a kipufogószelep kinyílik.

ahhoz, hogy több technikai, Az ábrán az 1-2 görbe mutatja a kompressziós löket, amelyben a nyomás (y-tengely) emelkedik, térfogat (x-tengely) csökken, mint a dugattyú működik a gáz, szorította azt. A 2-3 vonal az égés során felszabaduló hőt mutatja, gyorsan növelve a gáz nyomását és hőmérsékletét. A 3-4 görbe azt mutatja, hogy a térfogat emelkedik, a nyomás csökken, mivel a gáz a dugattyún működik a tágulási löket során. A 4-1 vonal azt mutatja, hő kilökődés a gáz a környezetbe, mint a nyomás visszatér a környezeti a kipufogószelep megnyitása. Végül az alsó 1-5 lapos vonal a kipufogógáz löketét, a dugattyú pedig a végén a felső holtpontra tér vissza.

az 1-2-3-4 vonalon belüli terület azt jelenti, hogy mennyi munkát végez a motor. A nagyobb tömörítési arány azt jelenti, hogy a telek két függőleges vonala balra és felfelé mozog, több területet hagyva a határokon belül, mint alacsonyabb tömörítési arány mellett, így a munkát elvégzik. De mint látható, hogy a diagram, akkor megüt egy nagyobb nyomás. Más módon, akkor a végén több mechanikai munkát a nagy kompressziós arányú motor. Nagyobb nyomást gyakorolna a hengerre és a dugattyúra az égésből származó hőtől.

A nagyobb tömörítés nagyobb hőhatékonyságot is jelent

fontos megjegyezni, hogy a motor ciklusa alatt a hőbevitel és a hőveszteség a kompressziós arány függvényében a hatékonyságra vonatkozik. Az egész két ötleten működik. Az első az, hogy bármilyen hőenergia belép a rendszerbe, át kell alakítani mechanikai munkává vagy hulladékhővé. A második az, hogy a termikus hatékonyság egyszerűen a munka kimenete, amelyet a hőbevitel oszt meg. Így a hőhatékonyság és a tömörítési arány viszonyát is levezethetjük, mint ahogy azt az MIT a honlapján és a fenti képen is látható. Az egyenlet itt (nu-termikus hatásfok, r tömörítési arány, valamint a gamma-egy ingatlan a folyadék):

Mint egy motor egy bizonyos elmozdulás nagyobb a tömörítési arány, hatékonyan shift a P-V diagram fel, balra, pedig növeli a hő bevitel (Szent az ábrát) sokkal inkább, mint a hő veszteség (Ql). Más módon, akkor fordult több a bemeneti energia a munka. Itt van Jason Fenske mérnöki kifejtette lebontják, hogy a kapcsolat a kompressziós arány, hőátadás és a hatékonyság:

egyébként, a lényeg az, hogy a termodinamika azt diktálja, hogy a termikus hatásfok felmegy a kompressziós arány, mint látható, hogy a telek és egyenlet felett. Ez pedig több lóerőt, jobb üzemanyag-fogyasztást, nehezebb pénztárcákat és nagyobb mosolyt jelent. Vezess bármilyen lassú, ziháló, gázszívó, öreg, alacsony nyomású Amerikai V8-assal, és tudni fogod, mire gondolok.

a tömörítési arány szintén az, ami a Mazda Skyactiv-G motorjához hasonló motorokat olyan hatékonyvá teszi. A Mazda, a Nissan/Infiniti és a Toyota új, nagy kompressziós és változó kompressziós motorjainak első hulláma, a Mazda jelenleg a legmagasabb tömörítési arányú az üzletben, 14:1-nél, ezért képes kezelni a magas üzemanyag-fogyasztást és a teljesítményadatokat turbófeltöltő nélkül is.

miért nagyobb tömörítés azt jelenti, hogy szükség van a magasabb oktánszám

miért nem mindenki csak használja a magas tömörítési arány? Nos, a nagy tömörítés miatt sok teljesítményű motornak prémium üzemanyagra vagy magas oktánszámú benzinre van szüksége. Oktánszám alapján, mint ez hogyan működik a cikk rámutat, a mérés a benzin képes ellenállni detonáció.

összehasonlítva a magas oktánszámú gázzal, az alacsony oktánszámú benzin nagyobb valószínűséggel automatikusan meggyullad a magas levegő-töltési hőmérséklet és nyomás miatt. Alapvetően azt akarja, hogy a gáz meggyulladjon, amikor azt akarja, nem az a fajta, amely meggyullad, amikor nem akarja. Ezt a fajta ellenőrizetlen égést kopogásnak nevezik. A kopogás rossz, csökkenti a nyomatékot, és helyrehozhatatlan károkat okozhat a motorjában.

a magas tömörítés növeli a kopogás kockázatát, ezért a nagyon magas kompressziós motorok magas oktánszámú fajgázt vagy (gyakrabban) E85-et futtatnak. A gázok hajlamosak felmelegedni, amikor összenyomják őket, így a megnövekedett hősűrűség az üzemanyag idő előtti elégetéséhez vezethet, mielőtt a gyújtógyertya meggyullad. Megismétlem: ez rossz.

a Mazdának sok munkát kellett végeznie dugattyús és kipufogórendszerével, hogy enyhítse a szivattyú gázán futó 14:1-es motor kopogását. A Skyactiv-X Motor dugattyúinak például van egy ürege a közepén, hogy a Mazda gazdag üzemanyag-robbanást hajtson végre a gyújtógyertya körül egy egyébként sovány keverékben, és igen, van oka annak,hogy ez nem volt könnyű technológia.

az is érdekes, hogy nem csak olyan magas tömörítési arányú motort készíthet, amennyit csak akar. Megkerestem John Hoyengát, a performance kipufogó és rally shop egyik tulajdonosát, hogy beszéljek a magas kompresszió kockázatairól és előnyeiről.

John épület egy Nissan 240SX rally autó, amelybe cserél egy SR20VE négyhengeres, jelenleg így mintegy 250 lóerős, a kerekek csak 2.0 liter. Ez meglepő módon turbó nélkül. Csak Johnnak kell megköszönnie a nagyon magas 14.5:1 tömörítési arányt. “Több munkát végeznek a tömörítéssel” – magyarázta -, így minél több erő lesz lökés nélkül.”

ezt mondják, mert ez egy versenymotor, futógázzal vagy rendkívül magas oktánszámú E85-Tel fut. John azt mondta, hogy a 14,5:1-nél nagyobb kompressziós aránynál fennáll az öngyújtás veszélye, és kilőhet egy rudat, vagy megforgathat egy csapágyat. Ez az, amit véletlenül nevezik ” felrobbantani.”

van egy határ, hogy milyen magas lehet menni

megkérdeztem, ha ez az, amiért nem látjuk az emberek nem fut körül motorok, amelyek lényegesen magasabb tömörítési arány, mint bármi, amit ma látunk. Obszcén magas arányok, mint 60:1. John nevetett. Elmagyarázta, hogy a fém egyszerűen nem képes ellenállni az ilyen magas stressznek, és egy ilyen tömörítési arány olyan forrón vezetné a dolgokat, hogy felrobbantaná az aktuális motort.

természetesen nem mindannyian építünk versenyautókat versenymotorokkal, így a kompressziós arányok megváltoztatása nem olyan, ami miatt valaha is aggódnunk kell. De mi hétköznapi autótulajdonosok és kvázi-motorosok vagyunk, így ez volt a magyarázat arra, hogy mit jelent a tömörítési arány és miért számít. Nem kell többé hamisítani, most már tudod, mi az.

most menj és keresd meg azt a trapézművészt, és mondd el neki, hogy érzel!