Jaki jest związek między stopniem sprężania a oszczędnością paliwa?

  • Phillip Hopkins
  • 0
  • 1844
  • 173
Niektóre silniki są super wydajne dzięki temu, że ich inżynierowie bawią się drobiazgiem zwanym stopniem sprężania. Zobacz zdjęcia silników samochodowych. Duangkamon Khattiya / Photographer's Choice / Getty Images

Czy zauważyłeś, jak na rynek trafiają samochody z dużymi przebiegami na benzynie? Mazda3 z silnikiem SkyActiv może uzyskać 42 mile na galon (17,9 km na litr). Chevrolet Cruze Eco może uzyskać 40 mil na galon (17 kilometrów na litr), podobnie jak Hyundai Elantra. I zrozum: chociaż te samochody mają jedne z najlepszych przebiegów na benzynie w branży, nie używają hybrydowej technologii benzynowo-elektrycznej, paliw alternatywnych ani innych ekologicznych sztuczek. Napędzane są staromodnym silnikiem spalinowym. Więc co sprawia, że ​​ich oszczędność paliwa jest tak dobra? Ich silniki są super wydajne, dzięki ich inżynierom bawiącym się drobiazgiem zwanym stopniem sprężania.

Twój podstawowy silnik samochodowy działa poprzez przekształcanie energii chemicznej z kontrolowanej eksplozji mieszanki powietrza, benzyny i iskry w ruch mechaniczny. Aby dokładniej przyjrzeć się temu procesowi, zobacz, jak działa silnik samochodu. Ale podstawowa historia jest taka, że ​​każdy silnik samochodu ma określoną liczbę cylindrów, w których znajdują się tłoki. Kontrolowana eksplozja powoduje, że tłok porusza się w górę iw dół, co powoduje obrót wału korbowego silnika (czyli zamiana energii chemicznej na mechaniczną), który z kolei napędza koła.

Plik Stopień sprężania jest stosunkiem objętości cylindra i komory spalania, gdy tłok znajduje się na dole, oraz objętości komory spalania, gdy tłok znajduje się na górze. Inżynierowie samochodowi mogą poprawić wydajność i oszczędność paliwa, projektując silniki o wysokim stopniu sprężania. Im wyższy współczynnik, tym bardziej sprężone jest powietrze w cylindrze. Kiedy powietrze jest sprężane, mieszanka paliwowo-powietrzna powoduje silniejszy wybuch i zużywa się więcej paliwa. Pomyśl o tym w ten sposób: gdybyś musiał znajdować się w pobliżu eksplozji, prawdopodobnie wybrałbyś bycie blisko którejś gdzieś na zewnątrz, ponieważ siła eksplozji rozproszyłaby się i nie wydawałaby się tak potężna. Jednak w małym pomieszczeniu siła byłaby ograniczona, przez co wydawałaby się znacznie potężniejsza. To samo dotyczy współczynników kompresji. Trzymając eksplozję na mniejszej przestrzeni, można wykorzystać więcej jej mocy. Na przykład zwiększając stopień sprężania z 8: 1 do 9: 1, można zmniejszyć zużycie paliwa o około 5 do 6 procent.

Typ współczynnika kompresji, o którym właśnie się dowiedzieliśmy, to tzw statyczny współczynnik kompresji. Nazywa się statyczny, ponieważ jest mierzony tylko wtedy, gdy zawór dolotowy jest zamknięty. Istnieje inny typ stopnia sprężania, który uwzględnia otwieranie i zamykanie zaworu dolotowego. Porozmawiamy o tym na następnej stronie.

Jak dowiedzieliśmy się na poprzedniej stronie, statyczne sprężanie silnika jest mierzone, gdy zawór wlotu powietrza silnika jest całkowicie zamknięty. Jednak w prawdziwym działaniu prawie nigdy się to nie zdarza. Silnik pracuje tak szybko, że może być konieczne ponowne otwarcie zaworu wlotu powietrza, zanim tłok zakończy swój pełny skok w górę iw dół. Kiedy tak się dzieje, część ciśnienia w cylindrze wypływa, co zmniejsza wydajność. Zasadniczo jest więcej miejsca na powietrze, więc silnik traci część mocy ze spalania powietrza i paliwa.

Dynamiczne współczynniki sprężania uwzględniają ruch zaworu wlotu powietrza. Inżynierowie mogą wyregulować silnik tak, aby zawór wlotu powietrza zamykał się wcześniej, co pomaga w zwiększaniu ciśnienia w cylindrze. Silnik można również wyregulować tak, aby zawór zamykał się później, ale to wypuszcza trochę powietrza i zmniejsza efektywność wykorzystania paliwa przez silnik.

Obliczanie dynamiczny współczynnik kompresji jest w rzeczywistości dość trudny. Aby to zrobić, należy na podstawie długości skoku i długości korbowodu określić położenie tłoka, gdy zawór jest całkowicie zamknięty. Ponieważ współczynnik ten występuje, gdy tłok znajduje się w środku skoku, jest zawsze niższy niż współczynnik sprężania statycznego. Podobnie jak w przypadku sprężania statycznego, wyższy stopień sprężania oznacza bardziej wydajne zużycie paliwa i lepszą oszczędność paliwa.

Dzisiejsze silniki o wysokiej wydajności w wielu dzisiejszych samochodach w dużej mierze zawdzięczają oszczędność paliwa wysokiemu stopniowi sprężania. Ale silnik o wysokiej kompresji ma również swoje wady. Aby utrzymać go w doskonałym stanie, musisz używać wysokooktanowego gazu, który jest droższy niż zwykły gaz bezołowiowy. Jeśli pominiesz benzynę premium, z czasem silnik może zapukać. Na stukanie silnika występuje wtedy, gdy spalanie powietrza i paliwa nie następuje w optymalnym momencie w skoku tłoka. Stosowanie paliwa o niskiej liczbie oktanowej w silniku wysokociśnieniowym może zwiększyć prawdopodobieństwo stukania silnika, więc jeśli kupisz nowy, oszczędny samochód o wysokim stopniu sprężania, upewnij się, że używasz typu gazu, który jest zalecany w instrukcji obsługi. najbardziej z tego.

Szukasz więcej informacji na temat stopnia sprężania silnika i oszczędności paliwa? Po prostu kliknij linki na następnej stronie.

Powiązane artykuły

  • 10 sposobów aktywnej ochrony silnika
  • 5 nowych technologii silników, dzięki którym jazda samochodem jest przyjemniejsza
  • 5 sposobów, w jakie silniki nowoczesnych samochodów różnią się od silników starszych samochodów
  • Car Smarts: Osiągi silnika
  • Jak działają silniki samochodowe
  • Jak działa moc
  • Co to jest stukanie silnika?
  • Czy benzyna premium jest naprawdę lepsza do samochodów luksusowych?

Źródła

  • Toboldt, William K., Larry Johnson, W. Scott Gautier. „Encyklopedia motoryzacyjna Goodheart-Willcox. Goodheart-WilCox Company, 2006. Tinley Park, Illinois.
  • Vizard, David. „Technika współczynnika kompresji - ściskanie siły”. Popularny magazyn Hot Rodding. Luty 2009. (16 grudnia 2011) http://www.popularhotrodding.com/tech/0311_phr_compression_ratio_tech/index.html



Jeszcze bez komentarzy

Najciekawsze artykuły o tajemnicach i odkryciach. Wiele przydatnych informacji o wszystkim
Artykuły o nauce, kosmosie, technologii, zdrowiu, środowisku, kulturze i historii. Wyjaśniasz tysiące tematów, abyś wiedział, jak wszystko działa