Mis on sisepõlemismootori surveaste

Kolb-sisepõlemismootori üks olulisi disainiomadusi on surveaste. See parameeter mõjutab sisepõlemismootori võimsust, selle efektiivsust ja ka kütusekulu. Vahepeal on vähestel inimestel tõeline ettekujutus, mida kompressiooniastme all mõeldakse. Paljud inimesed arvavad, et see on lihtsalt tihendamise sünonüüm. Kuigi viimane on seotud tihendusastmega, on need siiski täiesti erinevad asjad.

Terminoloogia mõistmiseks peate mõistma, kuidas jõuallika silinder on paigutatud, ja mõistma sisepõlemismootori tööpõhimõtet. Põlev segu süstitakse silindritesse, seejärel surutakse see kokku kolvi abil, mis liigub alumisest surnud punktist (BDC) ülemisse surnud punkti (TDC). Kokkusurutud segu mingil hetkel TDC lähedal süttib ja põleb läbi. Paisuv gaas teeb mehaanilist tööd, surudes kolvi vastupidises suunas - BDC-sse. Kolviga ühendatud ühendusvarras mõjub väntvõllile, pannes selle pöörlema.

Silindri siseseintega piiratud ruum BDC-st kuni TDC-ni on silindri töömaht. Ühe silindri nihke matemaatiline valem on järgmine:

Vₐ = πr²s

kus r on silindri sisemise sektsiooni raadius;

s on kaugus TDC ja BDC vahel (kolvi käigu pikkus).

Kui kolb jõuab TDC-ni, on selle kohal veel ruumi. See on põlemiskamber. Silindri ülemise osa kuju on keeruline ja sõltub konkreetsest konstruktsioonist. Seetõttu on võimatu väljendada põlemiskambri mahtu Vₑ ühegi valemiga.

Ilmselt on silindri kogumaht Vₒ võrdne töömahu ja põlemiskambri ruumala summaga:

Vₒ = Vₐ+Vₑ

Ja surveaste on silindri kogumahu ja põlemiskambri ruumala suhe:

ε = (Vₐ+Vₑ)/Vₑ

See väärtus on mõõtmeteta ja tegelikult iseloomustab see suhtelist rõhu muutust hetkest, mil segu süstitakse silindrisse kuni süttimise hetkeni.

Valemist on näha, et surveastet on võimalik suurendada kas silindri töömahtu suurendades või põlemiskambri mahtu vähendades.

Erinevate sisepõlemismootorite puhul võib see parameeter erineda ja selle määrab seadme tüüp ja selle konstruktsiooni omadused. Kaasaegsete bensiini sisepõlemismootorite surveaste on vahemikus 8 kuni 12, mõnel juhul võib see ulatuda kuni 13 ... 14-ni. Diiselmootorite puhul on see kõrgem ja ulatub 14 ... 18-ni, see on tingitud diislikütuse segu süüteprotsessi iseärasustest.

Ja mis puutub kokkusurumisse, siis see on maksimaalne rõhk, mis tekib silindris, kui kolb liigub BDC-st TDC-sse. Rõhu rahvusvaheline SI-ühik on paskal (Pa/Pa). Laialdaselt kasutatakse ka selliseid mõõtühikuid nagu baar (bar) ja atmosfäär (at / at). Ühiku suhe on:

1 at = 0,98 baari;

1 bar = 100 000 Pa

Lisaks kokkusurumisastmele mõjutavad kompressiooni põlevsegu koostis ja sisepõlemismootori tehniline seisukord, eelkõige silinder-kolb grupi osade kulumisaste.

Kompressiooniastme suurenemisega suureneb gaaside rõhk kolvile, mis tähendab, et lõppkokkuvõttes suureneb võimsus ja suureneb sisepõlemismootori efektiivsus. Segu täielikum põlemine parandab keskkonnamõju ja aitab kaasa säästlikumale kütusekulule.

Surveastme suurendamise võimalust piirab aga detonatsioonioht. Selles protsessis õhu-kütuse segu ei põle, vaid plahvatab. Kasulikku tööd ei tehta, kuid kolvid, silindrid ja vändamehhanismi osad saavad tõsiseid lööke, mis põhjustab nende kiiret kulumist. Kõrge temperatuur detonatsiooni ajal võib põhjustada ventiilide ja kolbide tööpinna läbipõlemist. Teatud määral aitab kõrgema oktaanarvuga bensiin detonatsiooniga toime tulla.

Diiselmootoris on ka detonatsioon võimalik, kuid seal on selle põhjuseks vale sissepritse reguleerimine, silindrite sisepinnal olev tahm ja muud põhjused, mis ei ole seotud suurenenud surveastmega.

Olemasolevat seadet on võimalik sundida, suurendades silindrite töömahtu või surveastet. Kuid siin on oluline mitte üle pingutada ja enne ülepeakaela lahingusse tormamist kõik hoolikalt arvutada. Vead võivad põhjustada seadme töös sellist tasakaalustamatust ja detonatsioone, millest ei aita ei kõrge oktaanarvuga bensiin ega süüteajastuse reguleerimine.

Algselt kõrge surveastmega mootorit on vaevalt mõtet sundida. Pingutuse ja raha maksumus on üsna suur ning võimsuse kasv on tõenäoliselt tühine.

Soovitud eesmärki on võimalik saavutada kahel viisil - silindrite puurimisega, mis muudab sisepõlemismootori töömahu suuremaks, või alumise pinna (silindripea) freesimisega.

Silinder igav

Parim hetk selleks on siis, kui silindreid tuleb nagunii puurida.

Enne selle toimingu sooritamist peate valima uue suuruse kolvid ja rõngad. Tõenäoliselt pole selle sisepõlemismootori remondimõõtmete jaoks osade leidmine keeruline, kuid see ei anna mootori töömahu ja võimsuse märgatavat suurenemist, kuna suuruste erinevus on väga väike. Teiste seadmete jaoks on parem otsida suurema läbimõõduga kolbe ja rõngaid.

Te ei tohiks proovida silindreid ise puurida, sest see nõuab mitte ainult oskusi, vaid ka spetsiaalset varustust.

Silindripea viimistlus

Silindripea põhjapinna freesimine vähendab silindri pikkust. Osaliselt või täielikult peas asuv põlemiskamber lüheneb, mis tähendab, et surveaste suureneb.

Ligikaudsete arvutuste jaoks võib eeldada, et veerandmillimeetrise kihi eemaldamine suurendab surveastet umbes kümnendiku võrra. Peenem seadistus annab sama efekti. Ühte saab ka teisega kombineerida.

Ärge unustage, et pea lõplikuks vormistamiseks on vaja täpset arvutust. See väldib liigset surveastet ja kontrollimatut detonatsiooni.

Sel viisil sisepõlemismootori forsseerimine on täis veel üht võimalikku probleemi – silindri lühendamine suurendab ohtu, et kolvid lähevad klappidega kokku.

Muu hulgas on vaja ka klapi ajastust uuesti reguleerida.

Põlemiskambri mahu mõõtmine

Kompressiooniastme arvutamiseks peate teadma põlemiskambri mahtu. Keeruline sisekuju muudab selle mahu matemaatilise arvutamise võimatuks. Kuid selle mõõtmiseks on üsna lihtne viis. Selleks tuleb kolb seada ülemisse surnud punkti ja valada umbes 20 cm³ mahuga süstla abil läbi süüteküünla ava õli või muu sobiva vedeliku, kuni see on täielikult täitunud. Loendage, mitu kuubikut valasite. See on põlemiskambri maht.

Ühe silindri töömaht määratakse sisepõlemismootori mahu jagamisel silindrite arvuga. Teades mõlemat väärtust, saate ülaltoodud valemi abil arvutada tihendusastme.

Selline toiming võib olla vajalik näiteks odavamale bensiinile üleminekuks. Või peate mootori ebaõnnestumise korral tagasi tõmbama. Seejärel on algsesse asendisse naasmiseks vaja paksendatud silindripea tihendit või uut pead. Võimalusena kasutada kahte tavalist vahepuksi, mille vahele saab asetada alumiiniumist vahetüki. Selle tulemusena suureneb põlemiskamber ja väheneb surveaste.

Teine võimalus on eemaldada kolbide tööpinnalt metallikiht. Kuid selline meetod on problemaatiline, kui tööpinnal (põhjal) on kumer või nõgus kuju. Kolvi krooni keeruka kujuga tehakse sageli segu põlemisprotsessi optimeerimiseks.

Vanematel karburaatoriga ICE-del deforseerimine probleeme ei tekita. Kuid tänapäevaste sissepritsega sisepõlemismootorite elektrooniline juhtimine võib pärast sellist protseduuri süüte ajastuse reguleerimisel eksida ja madala oktaanarvuga bensiini kasutamisel võib tekkida detonatsioon.