INŽENJERING

UDK 62l.43.052

TEHNIČKA IMPLEMENTACIJA PROMJENE STOPINE KOMPRESIJE MALOG MOTORA NA PRIRODNI PLIN

F.I. Abramčuk, profesor, doktor tehničkih nauka, A.N. Kabanov, vanredni profesor, dr.

A.P. Kuzmenko, doktorand, KhNADU

Anotacija. Rezultati tehničke implementacije promjene omjera kompresije na motoru MeMZ-307, koji je preopremljen za rad na prirodni gas.

Ključne riječi: omjer kompresije, motor automobila, prirodni gas.

TEHNIČKA IMPLEMENTACIJA PROMJENE FAZE ZATVORENJA MALOG AUTOMOBILA,

ŠTA RADI NA PRIRODNOM GASU

F.I. Abramčuk, profesor, doktor tehničkih nauka, O.M. Kabanov, vanredni profesor, dr.

A.P. Kuzmenko, doktorand, KhNADU

Sažetak. Dati su rezultati tehničke implementacije promjene stepena kompresije motora MeMZ-307, ponovne dominacije za rad na prirodni plin.

Ključne reči: stepen ceđenja, motor automobila, prirodni gas.

TEHNIČKA REALIZACIJA VARIJACIJE OCESA KOMPRESIJE MALE KAPACITETE AUTOMOBILA NA PRIRODNI PLIN

F. Abramčuk, profesor, doktor tehničkih nauka, A. Kabanov, vanredni profesor, doktor tehničkih nauka, A. Kuzmenko, postdiplomac, KhNAHU

apstraktno. Dati su rezultati tehničke realizacije varijacije omjera kompresije motora MeMZ-3Q7 pretvorenog za rad na prirodni plin.

Ključne riječi: omjer kompresije, automobilski motor, prirodni plin.

Uvod

Stvaranje i uspješan rad čisto plinskih motora koji rade na prirodni plin zavise od pravilnog izbora glavnih parametara radnog procesa koji određuju njihove tehničke, ekonomske i ekološke karakteristike. Prije svega, ovo se odnosi na izbor omjera kompresije.

Prirodni plin, koji ima visok oktanski broj (110-130), omogućava vam povećanje omjera kompresije. Maksimalna vrijednost stepena

kompresija, isključujući detonaciju, može se izabrati u prvoj aproksimaciji proračunom. Međutim, moguće je samo eksperimentalno provjeriti i precizirati izračunate podatke.

Analiza publikacije

U toku je prevođenje benzinski motor(Vh = 1 l) automobila VW POLO na prirodni plin, oblik površine paljenja klipa je pojednostavljen. Smanjenje volumena kompresijske komore dovelo je do povećanja kompresijskog omjera sa 10,7 na 13,5.

Na motoru D21A, klip je prerađen kako bi se smanjio omjer kompresije sa 16,5 na 9,5. Hemisferična komora za sagorevanje dizela je modifikovana za radni proces gasnog motora sa varničnim paljenjem.

Prilikom pretvaranja dizel motora YaMZ-236 u plinski motor, omjer kompresije je također smanjen sa 16,2 na 12 zbog prerade klipa.

Svrha i iskaz problema

Cilj rada je razvoj dizajna dijelova komore za sagorijevanje motora MeMZ-307, koji omogućava da se za eksperimentalna ispitivanja obezbijedi omjer kompresije od e = 12 i e = 14.

Odabir pristupa promjeni omjera kompresije

Za benzinski motor malog kapaciteta koji se može pretvoriti u plin, promjena omjera kompresije znači da je povećan u odnosu na osnovni motor s unutrašnjim sagorijevanjem. Postoji nekoliko načina za postizanje ovog zadatka.

U idealnom slučaju, poželjno je ugraditi sistem za promjenu kompresije na motor, koji omogućava da se ovaj zadatak obavlja u realnom vremenu, uključujući i bez prekida rada motora. Međutim, takvi sistemi su veoma skupi i složeni u dizajnu i radu, zahtevaju značajne promene u dizajnu, a takođe su i element nepouzdanosti motora.

Također možete promijeniti omjer kompresije povećanjem broja ili debljine brtvi između glave i bloka cilindra. Ova metoda je jeftina, ali povećava vjerojatnost izgaranja brtvi u slučaju kršenja normalan proces sagorevanje goriva. Osim toga, ovu metodu regulacije omjera kompresije karakterizira niska preciznost, jer će vrijednost e ovisiti o sili zatezanja matica na čepovima glave i kvaliteti brtvi. Najčešće se ova metoda koristi za smanjenje omjera kompresije.

Upotreba obloga za klipove je tehnički teška, jer postoji problem pouzdanog pričvršćivanja relativno tanke obloge (oko 1 mm) na klip i pouzdan rad ovaj nosač u uslovima komore za sagorevanje.

Najbolja opcija je proizvodnja kompleta klipova, od kojih svaki pruža određeni stepen kompresije. Ova metoda zahtijeva djelomično rastavljanje motora da bi se promijenio omjer kompresije, međutim, osigurava dovoljno visoku tačnost vrijednosti e u eksperimentu i pouzdanost motora sa promijenjenim omjerom kompresije (snaga i pouzdanost konstrukcije motora elementi se ne smanjuju). Osim toga, ova metoda je relativno jeftina.

Rezultati istraživanja

Suština problema je bila upotreba pozitivne osobine prirodni gas (visoki oktanski broj) i karakteristike formiranja mešavine, kako bi se nadoknadio gubitak snage kada motor radi na ovo gorivo. Da bi se postigao zadatak, odlučeno je da se promijeni omjer kompresije.

Prema eksperimentalnom planu, omjer kompresije trebao bi se promijeniti od e = 9,8 (standardna oprema) na e = 14. Preporučljivo je odabrati međuvrijednost omjera kompresije e = 12 (kao aritmetički prosjek ekstremnih vrijednosti od e). Ako je potrebno, moguće je izraditi setove klipova koji osiguravaju druge srednje omjere kompresije.

Za tehničku implementaciju naznačenih kompresijskih omjera izvršeni su proračuni, projektantske izrade i eksperimentalno provjerene zapremine kompresijskih komora metodom izlivanja. Rezultati izlivanja prikazani su u tabelama 1 i 2.

Tabela 1 Rezultati ispiranja komore za sagorevanje u glavi motora

1 cyl. 2 cyl. 3 cyl. 4 cyl.

22,78 22,81 22,79 22,79

Tabela 2 Rezultati ispiranja komore za sagorevanje u klipovima (klip je ugrađen u cilindar)

1 cyl. 2 cyl. 3 cyl. 4 cyl.

9,7 9,68 9,71 9,69

Debljina brtve u sabijenom stanju je 1 mm. Potonuće klipa u odnosu na ravninu bloka cilindra iznosi 0,5 mm, što je utvrđeno mjerenjima.

Prema tome, zapremina komore za sagorevanje Vc sastojaće se od zapremine u glavi cilindra Ug, zapremine u klipu Vn i zapremine zazora između klipa i glave cilindra (klip tone u odnosu na ravninu bloka cilindra + debljina brtve) Ush = 6,6 cm3.

Vc = 22,79 + 9,7 + 4,4 = 36,89 (cm3).

Odlučeno je da se promijeni omjer kompresije promjenom volumena komore za sagorijevanje promjenom geometrije glave klipa, jer ova metoda omogućava implementaciju svih opcija za omjer kompresije, a istovremeno je moguće vratiti se na standardnu ​​konfiguraciju.

Na sl. Na slici 1 prikazana je serijska konfiguracija delova komore za sagorevanje sa zapreminama klipa Yn = 7,5 cm3.

Rice. jedan. Standardna oprema dijelovi komore za sagorijevanje Yc = 36,9 cm3 (e = 9,8)

Da bi se dobio omjer kompresije e = 12, dovoljno je dovršiti komoru za sagorijevanje s klipom s ravnim dnom, u kojem se prave dva mala uzorka ukupne zapremine

0,1 cm3, sprečavajući da se usisni i izduvni ventili susretnu sa klipom tokom

preklapanje. U ovom slučaju, zapremina kompresijske komore je

Vc = 36,9 - 7,4 = 29,5 (cm3).

U ovom slučaju, razmak između klipa i glave cilindra ostaje 8 = 1,5 mm. Dizajn komore za sagorevanje, koji obezbeđuje ê = 12, prikazan je na sl. 2.

Rice. 2. Kompletan set delova komore za sagorevanje gasnog motora za dobijanje kompresije ê = 12 (Us = 29,5 m3)

Prihvaćeno je ostvariti kompresiju ê = 14 povećanjem visine klipa sa ravnim dnom za H = 1 mm. U ovom slučaju, klip ima i dva izbora za ventile ukupne zapremine od 0,2 cm3. Volumen kompresijske komore se smanjuje za

DU \u003d - I \u003d. 0,1 = 4,42 (cm3).

Ova konfiguracija dijelova komore za sagorijevanje daje volumen

Vc = 29,4 - 4,22 = 25,18 (cm3).

Na sl. 3 prikazuje konfiguraciju komore za sagorevanje, pružajući omjer kompresije ê = 13,9.

Razmak između površine paljenja klipa i glave cilindra je 0,5 mm, što je dovoljno za normalan rad dijelova.

Rice. 3. Kompletan set delova komore za sagorevanje gasnog motora sa e = 13,9 (Us = 25,18 cm3)

1. Pojednostavljenje geometrijskog oblika površine paljenja klipa (ravna glava sa dva mala izbora) omogućilo je povećanje kompresije sa 9,8 na 12.

2. Smanjenje razmaka na 5 = 0,5 mm između glave cilindra i klipa u TDC i pojednostavljivanje geometrijskog oblika linije paljenja

površina klipa je dozvoljena da se poveća na 13,9 jedinica.

Književnost

1. Prema web stranici: www.empa.ch

2. Bgantsev V.N. gas motor na bazi

četverotaktni dizel opće namjene / V.N. Bgantsev, A.M. Levterov,

B.P. Marakhovsky // Mir tehniki i tehnologii. - 2003. - br. 10. - S. 74-75.

3. Zakharchuk V.I. Rozrakhunkovo-eksperiment-

talne dosl_dzhennya plinski motor, rekonstruirani dizel / V.I. Zakharchuk, O.V. Sitovsky, I.S. Kozachuk // Automobilski transport: sub. naučnim tr. -Kharkov: KHNADU. - 2005. - Br. šesnaest. -

4. Bogomolov V.A. Karakteristike dizajna

eksperimentalna postavka za istraživanje gasnog motora 64 13/14 sa varničnim paljenjem / V.A. Bogomolov, F.I. Abramčuk, V.M. Manoylo i drugi // Bilten KhNADU: Sat. naučnim tr. - Kharkov: KHNADU. -2007. - br. 37. - S. 43-47.

Recenzent: M. A. Podrigalo, profesor, doktor tehničkih nauka, KhNADU.

1

1 Državni naučni centar Ruske Federacije - Federalno državno jedinstveno preduzeće "Centralni orden Crvene zastave istraživačkog rada Instituta za automobile i automobile (NAMI)"

Prilikom pretvaranja dizel motora u plinski motor, kompresor se koristi za kompenzaciju smanjenja snage. Da bi se spriječila detonacija, geometrijski omjer kompresije se smanjuje, što uzrokuje smanjenje učinkovitosti indikatora. Analiziraju se razlike između geometrijskog i stvarnog omjera kompresije. Zatvaranje usisnog ventila za istu količinu prije ili nakon BDC-a uzrokuje isto smanjenje stvarnog omjera kompresije u odnosu na geometrijski omjer kompresije. Dato je poređenje parametara procesa punjenja sa standardnom i skraćenom fazom unosa. Pokazano je da rano zatvaranje usisnog ventila omogućava smanjenje stvarnog omjera kompresije, snižavanje praga detonacije, uz održavanje visokog geometrijskog omjera kompresije i visoke efikasnosti indikatora. Skraćeni ulaz obezbeđuje povećanje mehaničke efikasnosti smanjenjem pritiska gubitaka pumpanja.

gas motor

geometrijski omjer kompresije

stvarni omjer kompresije

razvod ventila

efikasnost indikatora

mehanička efikasnost

detonacija

gubici pri pumpanju

1. Kamenev V.F. Izgledi za poboljšanje toksičnih performansi dizel motora vozila težih od 3,5 tone / V.F. Kamenev, A.A. Demidov, P.A. Shcheglov // Proceedings of NAMI: Sat. naučnim Art. - M., 2014. - Br. br. 256. - P. 5–24.

2. Nikitin A.A. Podesivi aktuator ventila za ulaz radnog medija u cilindar motora: Pat. 2476691 Ruska Federacija, IPC F01L1/34 / A.A. Nikitin, G.E. Sedykh, G.G. Ter-Mkrtichyan; podnosilac prijave i nosilac patenta SSC RF FSUE "NAMI", publ. 27.02.2013.

3. Ter-Mkrtichyan G.G. Motor s kvantitativnom kontrolom snage bez gasa // Automobilska industrija. - 2014. - br. 3. - str. 4-12.

4. Ter-Mkrtichyan G.G. Naučna osnova za stvaranje motora sa kontrolisanim omjerom kompresije: dis. doc. … tech. nauke. - M., 2004. - 323 str.

5. Ter-Mkrtichyan G.G. Kontrola klipa u motorima unutrašnjim sagorevanjem. - M. : Metallurgizdat, 2011. - 304 str.

6. Ter-Mkrtichyan G.G. Trendovi razvoja akumulatorskih sistema goriva za velike dizel motore / G.G. Ter-Mkrtichyan, E.E. Starkov // Proceedings of NAMI: Sat. naučnim Art. - M., 2013. - Br. br. 255. - S. 22-47.

Nedavno je široko rasprostranjena upotreba u kamioni a autobusi pronalaze gasne motore koji se pretvaraju iz dizela modifikacijom glave cilindra uz zamjenu mlaznice sa svjećicom i opremanjem motora opremom za dovod plina do usisnog cjevovoda, odnosno usisnih kanala. Da bi se spriječila detonacija, omjer kompresije se u pravilu smanjuje modifikacijom klipa.

Plinski motor a priori ima manju snagu i lošiju potrošnju goriva u odnosu na osnovni dizel. Smanjenje snage plinskog motora objašnjava se smanjenjem punjenja cilindara mješavinom zraka i goriva zbog zamjene dijela zraka plinom koji ima veću zapreminu u odnosu na tekuće gorivo. Da bi se nadoknadilo smanjenje snage, koristi se supercharging, što zahtijeva dodatno smanjenje omjera kompresije. Istovremeno, indikator Efikasnost motora praćeno pogoršanjem efikasnosti goriva.

As osnovni motor za konverziju na plin odabran je dizel motor iz porodice YaMZ-536 (6CHN10.5 / 12.8) s geometrijskim omjerom kompresije ε \u003d 17,5 i nazivne snage od 180 kW pri brzini od radilica 2300 min -1 .

Fig.1. Zavisnost maksimalne snage gasnog motora o stepenu kompresije (granica detonacije).

Na slici 1 prikazana je ovisnost maksimalne snage plinskog motora o omjeru kompresije (granica detonacije). U prerađenom motoru sa standardnim vremenskim razvodom ventila, navedena nazivna snaga od 180 kW bez detonacije može se postići samo uz značajno smanjenje geometrijskog omjera kompresije sa 17,5 na 10, što uzrokuje primjetno smanjenje efikasnosti indikatora.

Detonacija se može izbjeći bez smanjenja ili uz minimalno smanjenje geometrijskog omjera kompresije, a time i minimalnog smanjenja efikasnosti indikatora, implementacijom ciklusa sa ranim zatvaranjem usisnog ventila. U ovom ciklusu, usisni ventil se zatvara prije nego što klip dosegne BDC. Nakon što se usisni ventil zatvori, kada se klip pomakne u BDC, mješavina plina i zraka se prvo širi i hladi, a tek nakon što klip prođe kroz BDC i pređe u TDC, počinje se sabijati. Gubitak punjenja cilindara se nadoknađuje povećanjem pritiska prednapona.

Glavni ciljevi istraživanja bili su identifikovanje mogućnosti pretvaranja modernog dizel motora u gasni motor sa eksternim formiranjem mešavine i kvantitativnom kontrolom uz održavanje velike snage i efikasnosti goriva osnovnog dizel motora. Razmotrimo neke ključne momente pristupa rješavanju postavljenih zadataka.

Geometrijski i stvarni omjeri kompresije

Početak procesa kompresije poklapa se sa momentom zatvaranja usisnog ventila φ a. Ako se to dogodi na LDC, tada je stvarni omjer kompresije ε f jednak je geometrijskom omjeru kompresije ε. Uz tradicionalnu organizaciju procesa rada, ulazni ventil se zatvara 20-40° nakon BDC-a kako bi se poboljšalo punjenje uslijed dopunjavanja. U kratkom ciklusu usisavanja, usisni ventil se zatvara u BDC. Stoga, u pravi motori stvarni omjer kompresije je uvijek manji od geometrijskog omjera kompresije.

Zatvaranje usisnog ventila za isti iznos prije ili nakon BDC uzrokuje isto smanjenje stvarnog omjera kompresije u odnosu na geometrijski omjer kompresije. Tako, na primjer, prilikom promjene φ a 30° prije ili poslije BDC, stvarni omjer kompresije je smanjen za približno 5%.

Promjena parametara radnog tijela tokom punjenja

Tokom istraživanja zadržane su standardne izduvne faze, a promenjene su usisne faze promenom ugla zatvaranja usisnog ventila φ a. U ovom slučaju, uz rano zatvaranje usisnog ventila (do BDC) i održavanje standardnog trajanja usisnog ventila (Δφ vp=230°), ulazni ventil bi se morao otvoriti mnogo prije TDC-a, što bi, zbog velikog preklapanja ventila, neminovno dovelo do pretjeranog povećanja omjera zaostalih plinova i poremećaja u toku radnog procesa. . Stoga je rano zatvaranje usisnog ventila zahtijevalo značajno smanjenje trajanja usisnog ventila na 180°.

Slika 2 prikazuje dijagram pritiska punjenja tokom punjenja u funkciji ugla zatvaranja ulaznog ventila prema BDC. Pritisak na kraju punjenja p a niži od pritiska u usisnoj granici, a pad pritiska je veći, što se usisni ventil ranije zatvara u BDC.

Kada je usisni ventil zatvoren na TDC, temperatura punjenja na kraju punjenja T a nešto viša od temperature u ulaznom cjevovodu T k. Kada se usisni ventil zatvori ranije, temperature se približavaju jedna drugoj i kada φ a>35...40° PCV punjenje se ne zagreva tokom punjenja, već se hladi.

1 - φ a=0°; 2 - φ a=30°; 3 - φ a=60°.

Slika 2. Uticaj ugla zatvaranja ulaznog ventila na promenu pritiska tokom procesa punjenja.

Optimizacija faze usisavanja pri nazivnoj snazi

Ceteris paribus, povećanje ili povećanje omjera kompresije kod motora s vanjskim stvaranjem smjese ograničeno je istom pojavom - pojavom detonacije. Očigledno, sa istim koeficijentom viška vazduha i istim vremenom paljenja, uslovi za početak detonacije odgovaraju određenim vrednostima pritiska pc i temperaturu Tc punjenje na kraju kompresije, ovisno o stvarnom omjeru kompresije.

Za isti geometrijski omjer kompresije i, posljedično, isti volumen kompresije, omjer pc/ Tc jedinstveno određuje količinu svježeg punjenja u cilindru. Odnos pritiska radnog fluida i njegove temperature proporcionalan je gustini. Dakle, stvarni omjer kompresije pokazuje koliko se povećava gustina radnog fluida tokom procesa kompresije. Na parametre radnog fluida na kraju kompresije, pored stvarnog stepena kompresije, značajno utiču pritisak i temperatura punjenja na kraju punjenja, koji su determinisani tokom procesa razmene gasova, prvenstveno proces punjenja.

Razmotrite opcije motora sa istim geometrijskim omjerom kompresije i istim srednjim indikatorskim tlakom, od kojih jedan ima standardno trajanje usisavanja ( Δφ vp=230°), a u drugom je ulaz skraćen ( Δφ vp\u003d 180 °), čiji su parametri prikazani u tabeli 1. U prvoj varijanti, ulazni ventil se zatvara 30 ° nakon TDC, a u drugoj varijanti, ulazni ventil se zatvara 30 ° prije TDC. Dakle, stvarni omjer kompresije ε f dvije varijante sa kasnim i ranim zatvaranjem usisnog ventila su iste.

Tabela 1

Parametri radnog fluida na kraju punjenja za standardni i skraćeni ulaz

Δφ vp, °	φ a, °	P k, MPa		Pa, MPa		ρ a, kg / m 3

Prosječni tlak indikatora pri konstantnoj vrijednosti koeficijenta viška zraka proporcionalan je proizvodu efikasnosti indikatora i količini punjenja na kraju punjenja. Efikasnost indikatora, pod jednakim uslovima, određena je omjerom geometrijske kompresije, koji je isti u opcijama koje se razmatraju. Stoga se i efikasnost indikatora može pretpostaviti da je ista.

Količina punjenja na kraju punjenja određena je umnoškom gustine punjenja na ulazu i faktorom punjenja ρ kηv. Upotreba efikasnih hladnjaka zraka za punjenje omogućava održavanje temperature punjenja u usisnom razvodniku približno konstantnom, bez obzira na stepen povećanja pritiska u kompresoru. Stoga ćemo pretpostaviti kao prvu aproksimaciju da je gustina punjenja u usisnom razvodniku direktno proporcionalna pritisku prednapona.

U varijanti sa standardnim trajanjem usisnog ventila i zatvaranjem usisnog ventila nakon BDC, omjer punjenja je 50% veći nego u varijanti sa kratkim zatvaranjem usisnog i ulaznog ventila do BDC.

Sa smanjenjem omjera punjenja, da bi se prosječni indikatorski pritisak održao na datom nivou, potrebno je proporcionalno, tj. za istih 50%, povećati pritisak prednapona. U ovom slučaju, u varijanti sa ranim zatvaranjem ulaznog ventila, i pritisak i temperatura punjenja na kraju punjenja biće 12% niži od odgovarajućeg pritiska i temperature u varijanti sa zatvaranjem ulaznog ventila nakon BDC. . Zbog činjenice da je u razmatranim varijantama stvarni omjer kompresije isti, tlak i temperatura završetka kompresije u varijanti sa ranim zatvaranjem usisnog ventila također će biti 12% niži nego kada se usisni ventil zatvori nakon BDC.

Dakle, kod motora sa skraćenim usisom i zatvaranjem usisnog ventila na BDC, uz održavanje istog prosječnog indikatorskog tlaka, moguće je značajno smanjiti vjerovatnoću detonacije u odnosu na motor sa standardnim trajanjem usisavanja i zatvaranjem usisnog ventila nakon BDC.

U tabeli 2 upoređeni su parametri opcija gasnog motora kada rade u nominalnom režimu.

tabela 2

Parametri opcija gasnog motora

broj opcije
Omjer kompresije ε
Otvor ulaznog ventila φ s, ° PCV
Zatvaranje ulaznog ventila φ a, ° PCV
Odnos pritiska kompresora strk
Gubitak pritiska pumpanja strnp, MPa
Mehanički gubitak pritiska strm, MPa
Omjer punjenja η v
Efikasnost indikatora η i
Mehanička efikasnost η m
Efikasna efikasnost η e
Pritisak starta kompresije p a, MPa
Temperatura početka kompresije T a, K

Slika 3 prikazuje dijagrame izmjene plina za različite kutove zatvaranja usisnog ventila i isto vrijeme punjenja, dok Slika 4 prikazuje dijagrame izmjene plina za isti stvarni omjer kompresije i različita vremena punjenja.

U načinu rada nazivne snage, kut zatvaranja ulaznog ventila φ a=30° prema BDC stvarni omjer kompresije ε f=14,2 i stepen povećanja pritiska u kompresoru π k=2,41. Ovo osigurava minimalni nivo gubitaka pri pumpanju. Uz ranije zatvaranje usisnog ventila zbog smanjenja omjera punjenja, potrebno je značajno povećati pritisak prednapona za 43% (π k=3,44), što je praćeno značajnim povećanjem pritiska gubitka pumpe.

Sa ranim zatvaranjem usisnog ventila, temperatura punjenja na početku kompresijskog takta T a, zbog njegovog predekspanzije, je 42 K niža u odnosu na motor sa standardnim fazama usisavanja.

Unutrašnje hlađenje radnog fluida, praćeno odvođenjem dela toplote sa najtoplijih elemenata komore za sagorevanje, smanjuje rizik od detonacije i paljenja usijanja. Faktor punjenja je smanjen za trećinu. Postaje moguć rad bez detonacije s omjerom kompresije od 15, naspram 10 sa standardnim trajanjem unosa.

1 - φ a=0°; 2 - φ a=30°; 3 - φ a=60°.

Rice. 3. Dijagrami izmjene plina pri različitim uglovima zatvaranja usisnog ventila.

1-φ a=30° pre TDC; 2-φ a\u003d 30 ° iza TDC-a.

Fig.4. Dijagrami izmjene plina pri istom stvarnom omjeru kompresije.

Vremenski presjek usisnih ventila motora može se mijenjati podešavanjem visine njihovog uspona. Jedno od mogućih tehničkih rješenja je mehanizam za kontrolu podizanja usisnog ventila razvijen u SSC NAMI. Razvoj hidraulički pogonjenih uređaja za nezavisnu elektronsku kontrolu otvaranja i zatvaranja ventila, zasnovanih na principima industrijski implementiranim u akumulatore, ima velike perspektive. sistemi za gorivo diesels.

Unatoč povećanju tlaka prednabijanja i većem omjeru kompresije kod motora s kratkim usisom, zbog ranog zatvaranja usisnog ventila i samim tim više nizak pritisak početkom kompresije, prosječni tlak u cilindru se ne povećava. Stoga se pritisak trenja također ne povećava. S druge strane, kod skraćenog ulaza dolazi do značajnog smanjenja pritiska pumpnih gubitaka (za 21%), što dovodi do povećanja mehaničke efikasnosti.

Implementacija većeg stepena kompresije kod motora sa kratkim usisom uzrokuje povećanje naznačene efikasnosti i, u kombinaciji sa blagim povećanjem mehaničke efikasnosti, praćeno je povećanjem efektivne efikasnosti za 8%.

Zaključak

Rezultati provedenih studija pokazuju da rano zatvaranje usisnog ventila omogućava manipuliranje omjerom punjenja i stvarnim omjerom kompresije u širokom rasponu, smanjujući prag detonacije bez smanjenja efikasnosti indikatora. Skraćeni ulaz obezbeđuje povećanje mehaničke efikasnosti smanjenjem pritiska gubitaka pumpanja.

Recenzenti:

Kamenev V.F., doktor tehničkih nauka, profesor, vodeći stručnjak, Državni naučni centar Ruske Federacije FSUE "NAMI", Moskva.

Saikin A.M., doktor tehničkih nauka, šef odeljenja, SSC RF FSUE "NAMI", Moskva.

Bibliografska veza

Ter-Mkrtichyan G.G. PRETVORBA DIZEL-A U PLINSKI MOTOR SA SMANJENJEM STVARNE STOPINE KOMPRESIJE // Savremeni problemi nauke i obrazovanja. - 2014. - br. 5.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=14894 (datum pristupa: 01.02.2020.). Predstavljamo Vam časopise koje izdaje izdavačka kuća "Academy of Natural History"

Evgeny Konstantinov

Dok benzin i dizel gorivo neumoljivo postaju skuplji, a sve vrste alternativa elektrane jer vozila ostaju strašno udaljena od ljudi, gubeći od tradicionalnih motora sa unutrašnjim sagorevanjem u ceni, autonomiji i operativnim troškovima, najstvarniji način da se uštedi na benzinskim pumpama je prebacivanje automobila na „gasnu dijetu“. Na prvi pogled, ovo je korisno: trošak ponovnog opremanja automobila uskoro će se isplatiti zbog razlike u cijenama goriva, posebno kod redovnih komercijalnih i putnički saobraćaj. Ne bez razloga, u Moskvi i mnogim drugim gradovima značajan dio komunalnih vozila odavno je prebačen na plin. Ali tu se nameće prirodno pitanje: zašto onda udeo vozila na TNG u saobraćaju i kod nas i u inostranstvu ne prelazi nekoliko procenata? Šta se krije na zadnjoj strani plinske boce?

Nauka i život // Ilustracije

Znakovi upozorenja na benzinskoj pumpi nisu bez razloga: svaki priključak procesnog gasovoda je potencijalno mjesto za curenje zapaljivog plina.

Boce za tečni plin su lakše, jeftinije i raznovrsnijeg oblika od komprimiranih plinova, pa ih je lakše urediti na osnovu slobodnog prostora u automobilu i potrebnog dometa.

Obratite pažnju na razliku u ceni tečnih i gasovitih goriva.

Cilindri sa komprimiranim metanom u stražnjem dijelu nagibne Gazele.

Reduktor-isparivač u sistemu propana zahtijeva grijanje. Na fotografiji se jasno vidi crijevo koje povezuje tečni izmjenjivač topline mjenjača sa sistemom za hlađenje motora.

dijagram strujnog kola rad gasno-balonske opreme na karburatorskom motoru.

Šema rada opreme za tečni gas bez njegovog prelaska u gasovitu fazu u motoru sa unutrašnjim sagorevanjem sa distribuiranim ubrizgavanjem.

Propan-butan se skladišti i transportuje u cisternama (na slici iza plave kapije). Zahvaljujući ovoj mobilnosti, benzinska pumpa se može postaviti na bilo koje prikladno mjesto, a po potrebi i brzo prenijeti na drugo.

Na koloni propana ne pune se samo automobili, već i kućne boce.

Kolona za tečni gas izgleda drugačije od benzina, ali je proces punjenja sličan. Očitavanje napunjenog goriva je u litrama.

Koncept "gasnog automobilskog goriva" uključuje dvije mješavine potpuno različitog sastava: prirodni plin, u kojem je do 98% metan, i propan-butan proizveden iz pratećeg naftnog plina. Osim bezuvjetne zapaljivosti, imaju i zajedničko stanje agregacije pri atmosferskom pritisku i temperaturama ugodnim za život. Međutim, kada niske temperature fizička svojstva ova dva skupa lakih ugljikovodika su prilično različita. Zbog toga im je potrebna potpuno drugačija oprema za skladištenje u vozilu i napajanje motora, a u radu automobili s različitim sistemima za opskrbu plinom imaju nekoliko bitnih razlika.

Tečni gas

Mješavina propan-butana dobro je poznata turistima i ljetnim stanovnicima: ona se puni u kućne plinske boce. Takođe čini najveći deo gasa koji se troši u baklji u preduzećima za proizvodnju i preradu nafte. Proporcionalni sastav mješavine goriva propan-butan može varirati. Poenta nije toliko u početnom sastavu naftnog gasa, koliko u temperaturnim svojstvima nastalog goriva. Kao motorno gorivo, čisti butan (C 4 H 10) je dobar u svakom pogledu, osim što prelazi u tečno stanje već na 0,5 °C pri atmosferskom pritisku. Stoga mu se dodaje manje kaloričan, ali otporniji na hladnoću (C 2 H 8) s tačkom ključanja od -43 ° C. Odnos ovih gasova u mešavini postavlja donju temperaturnu granicu za korišćenje goriva, koje iz istog razloga može biti "leto" i "zimsko".

Relativno visoka tačka ključanja propan-butana, čak iu "zimskoj" verziji, omogućava skladištenje u cilindrima u obliku tečnosti: čak i pod niskim pritiskom prelazi u tečnu fazu. Otuda i drugi naziv za propan-butan gorivo - tečni gas. Pogodan je i ekonomičan: velika gustina tečne faze omogućava vam da stavite veliku količinu goriva u malu zapreminu. Slobodni prostor iznad tečnosti u cilindru zauzima zasićena para. Kako se gas troši, pritisak u cilindru ostaje konstantan dok se ne isprazni. Vozači "propanskih" automobila prilikom točenja goriva treba da napune rezervoar do maksimalno 90% kako bi unutra ostavili prostor za parni jastuk.

Pritisak unutar cilindra prvenstveno zavisi od temperature okoline. Na negativnim temperaturama pada ispod jedne atmosfere, ali i to je dovoljno za održavanje performansi sistema. Ali sa zagrijavanjem brzo raste. Na 20°C pritisak u cilindru je već 3-4 atmosfere, a na 50°C dostiže 15-16 atmosfera. Za većinu automobilskih plinskih boca ove vrijednosti su blizu granice. A to znači da kada se pregrije u vrelo popodne na južnom suncu, tamni auto sa bocom ukapljenog plina u vozilu... Ne, neće eksplodirati, kao u holivudskom akcionom filmu, već će početi da baca višak propana -butan u atmosferu kroz sigurnosni ventil dizajniran posebno za takav slučaj. Do večeri, kada ponovo zahladi, u cilindru će biti znatno manje goriva, ali niko i ništa neće stradati. Istina, kako statistika pokazuje, neki amateri dodatno štede na sigurnosnom ventilu s vremena na vrijeme nadopunjuju kroniku incidenata.

komprimovani gas

Drugi principi su u osnovi rada gasno-balonske opreme za vozila koja troše prirodni gas kao gorivo, koji se u svakodnevnom životu po svojoj glavnoj komponenti obično naziva metan. To je isti plin koji se cijevima dovodi do gradskih stanova. Za razliku od naftnog gasa, metan (CH 4) ima malu gustinu (1,6 puta lakši od vazduha), i što je najvažnije, nisku tačku ključanja. Prelazi u tečno stanje tek na –164°C. Prisustvo malog procenta nečistoća drugih ugljovodonika u prirodnom gasu ne menja značajno svojstva čistog metana. To znači da je pretvaranje ovog gasa u tečnost za upotrebu u automobilu neverovatno teško. U posljednjoj deceniji aktivno se radi na stvaranju takozvanih kriogenih rezervoara, koji omogućavaju skladištenje tečnog metana u automobilu na temperaturama od -150 ° C i niže i pritiscima do 6 atmosfera. Napravljeni su prototipovi transportnih i benzinskih stanica za ovu opciju goriva. Ali do sada ova tehnologija nije dobila praktičnu distribuciju.

Stoga se u velikoj većini slučajeva, za korištenje kao motorno gorivo, metan jednostavno komprimira, dovodeći tlak u cilindru na 200 atmosfera. Kao rezultat toga, snaga i, shodno tome, masa takvog cilindra trebala bi biti znatno veća nego kod propana. Da, i stavljen u istu zapreminu komprimovanog gasa je znatno manji od ukapljenog (u smislu molova). A ovo je smanjenje autonomije automobila. Još jedan nedostatak je cijena. Značajno veća margina sigurnosti ugrađena u opremu na metanu pokazuje se da je cijena kompleta za automobil gotovo deset puta veća od opreme za propan slične klase.

Boce za metan dolaze u tri veličine, od kojih putnički automobil mogu se smjestiti samo najmanji, zapremine 33 litre. Ali da bi se osigurao zajamčeni domet od tri stotine kilometara, potrebno je pet takvih cilindara, ukupne mase 150 kg. Jasno je da u kompaktnoj gradskoj raskrsnici nema smisla stalno nositi takav teret umjesto korisne prtljage. Dakle, postoji razlog za prelazak samo na metan veliki automobili. Prije svega kamioni i autobusi.

Uz sve to, metan ima dvije značajne prednosti u odnosu na naftni plin. Prvo, još je jeftinija i nije vezana za cijenu nafte. I drugo, metanska oprema je strukturno osigurana od problema sa zimski rad i omogućava, po želji, uopće bez benzina. U slučaju propan-butana u našim klimatskim uslovima, takav fokus neće raditi. U stvari, automobil će ostati na dvostruko gorivo. Razlog je tečni gas. Tačnije, u činjenici da se u procesu aktivnog isparavanja plin naglo hladi. Kao rezultat toga, temperatura u cilindru naglo pada, a posebno u reduktoru plina. Kako bi se spriječilo smrzavanje opreme, mjenjač se grije ugradnjom izmjenjivača topline spojenog na sistem za hlađenje motora. Ali da bi ovaj sistem počeo da radi, tečnost u liniji se prvo mora zagrejati. Stoga se preporučuje pokretanje i zagrijavanje motora na temperaturi okoline ispod 10 ° C isključivo na benzin. I tek tada, sa uključenim izlazom motora Radna temperatura, prebaciti na plin. Međutim, savremeni elektronski sistemi sve sami prebacuju, bez pomoći vozača, automatski kontrolišu temperaturu i sprečavaju zamrzavanje opreme. Istina, da bi se održao ispravan rad elektronike u ovim sistemima, nemoguće je isprazniti rezervoar za gas do suha čak i po vrućem vremenu. Režim pokretanja na gas je hitan za takvu opremu, a sistem se na njega može prebaciti samo nasilno u slučaju nužde.

Metanska oprema nema poteškoća sa zimskim puštanjem u rad. Naprotiv, čak je lakše pokrenuti motor na ovaj plin po hladnom vremenu nego na benzin. Odsustvo tečne faze ne zahteva zagrevanje reduktora, što samo snižava pritisak u sistemu sa 200 transportnih atmosfera na jednu radnu.

Čuda direktnog ubrizgavanja

Najteže je preći na plinske moderne motore sa direktno ubrizgavanje goriva u cilindre. Razlog je to što se plinske mlaznice tradicionalno nalaze u usisnom traktu, gdje dolazi do stvaranja mješavine kod svih ostalih tipova motora sa unutrašnjim sagorijevanjem bez direktnog ubrizgavanja. Ali prisustvo takvih u potpunosti precrtava mogućnost tako lakog i tehnološkog dodavanja dovoda plina. Prvo, u idealnom slučaju, plin bi također trebao biti doveden direktno u cilindar, a drugo, i što je još važnije, tekuće gorivo služi za hlađenje vlastitih mlaznica za direktno ubrizgavanje. Bez toga, vrlo brzo otkazuju zbog pregrijavanja.

Postoje rješenja za ovaj problem, i to najmanje dva. Prvi pretvara motor u dvostruko gorivo. Izumljen je davno, čak i prije pojave direktnog ubrizgavanja na benzinske motore, a predloženo je da se dizel motori prilagodi za rad na metan. Plin se ne pali od kompresije, pa se "gazirani dizel" pokreće na dizel gorivo i nastavlja raditi na njemu u načinu rada u praznom hodu i minimalno opterećenje. A onda gas dolazi u igru. Zbog njegove opskrbe brzina rotacije radilice je regulirana u režimu srednjih i visokih okretaja. Za ovu pumpu za ubrizgavanje ( pumpa za gorivo visokog pritiska) ograničiti dovod tečnog goriva na 25-30% nominalne vrednosti. Metan ulazi u motor kroz vlastiti vod, zaobilazeći pumpu za ubrizgavanje. Nema problema s njegovim podmazivanjem zbog smanjenja opskrbe dizel gorivom pri velikim brzinama. Dizel injektori se nastavljaju hladiti gorivom koje prolazi kroz njih. Istina, toplinsko opterećenje na njima u režimu velike brzine i dalje ostaje povećano.

Slična shema napajanja počela se koristiti za benzinski motori sa direktnim ubrizgavanjem. Štaviše, radi sa opremom za metan i propan-butan. Ali u potonjem slučaju, alternativno rješenje koje se pojavilo nedavno se smatra obećavajućim. Sve je počelo sa idejom da se odustane od tradicionalnog mjenjača isparivača i dopremi propan-butan u motor pod pritiskom u tečnoj fazi. Sljedeći koraci bili su odbacivanje plinskih injektora i dovod ukapljenog plina preko standardnih benzinskih injektora. U kolo je dodan elektronski modul za usklađivanje, povezujući vod za gas ili benzin u skladu sa situacijom. Gde novi sistem izgubio tradicionalne probleme sa hladnim startom na gas: nema isparavanja - nema hlađenja. Istina, cijena opreme za motore s direktnim ubrizgavanjem u oba slučaja je takva da se isplati samo s vrlo velikom kilometražom.

Usput, ekonomska izvodljivost ograničava upotrebu plinsko-balonske opreme u dizel motorima. Iz razloga prednosti za motore sa kompresijskim paljenjem koristi se samo oprema na metan, a samo motori teške opreme opremljeni tradicionalnim visokotlačnim pumpama za gorivo su pogodni u pogledu karakteristika. Činjenica je da se prelazak malih ekonomičnih putničkih motora s dizel na plin ne isplati, a razvoj i tehnička implementacija plinski balon oprema za najnovije motore sa zad cijev goriva (common rail) se trenutno smatraju ekonomski neopravdanim.

Istina, postoji još jedan, alternativni način prijenosa dizela na plin - potpunim pretvaranjem u plinski motor sa paljenjem. U takvom motoru, omjer kompresije se smanjuje na 10-11 jedinica, pojavljuju se svijeće i visokonaponska elektrika i zauvijek se oprašta od dizel gorivo. Ali počinje bezbolno trošiti benzin.

Uslovi rada

Stare sovjetske upute za pretvaranje benzinskih automobila u plin zahtijevale su mljevenje glava cilindara (glave cilindra) kako bi se povećao omjer kompresije. To je razumljivo: predmet plinifikacije u njima bili su pogonski agregati komercijalnih vozila koji su radili na benzin s oktanskim brojem 76 i ispod. Metan ima oktanski broj 117, dok smjese propan-butana imaju oko stotinu. Dakle, oba plinovita goriva su znatno manje sklona detonaciji od benzina i omogućavaju povećanje omjera kompresije motora kako bi se optimizirao proces sagorijevanja.

Osim toga, za arhaične karburatorske motore opremljene sa mehanički sistemi opskrba plinom, povećanje omjera kompresije omogućilo je kompenzaciju gubitka snage koji je nastao tijekom prelaska na plin. Činjenica je da se benzin i gasovi mešaju sa vazduhom u usisnom traktu u potpuno različitim razmerama, zbog čega pri upotrebi propan-butana, a posebno metana, motor mora da radi na znatno siromašnijoj mešavini. Kao rezultat toga, obrtni moment motora je smanjen, što dovodi do pada snage od 5-7% u prvom slučaju i 18-20% u drugom. Istovremeno, na grafu eksterne brzinske karakteristike oblik krivulje momenta svakog pojedinog motora ostaje nepromijenjen. Jednostavno se pomiče naniže po "Njutn-metarskoj osi".

Međutim, za motore sa elektronski sistemi sistemi za ubrizgavanje opremljeni savremenim sistemima za snabdevanje gasom, sve ove preporuke i brojke nemaju skoro nikakav praktičan značaj. Jer, prvo, njihov omjer kompresije je već dovoljan, pa čak i za prelazak na metan, rad brušenja glave cilindra je ekonomski potpuno neopravdan. I drugo, procesor plinske opreme, koordiniran s elektronikom automobila, organizira opskrbu gorivom na takav način da barem napola kompenzira gore navedeni kvar okretnog momenta. U sistemima sa direktnim ubrizgavanjem i u gas-dizel motorima, gasno gorivo u određenim rasponima brzina je u potpunosti sposobno da poveća obrtni moment.

Osim toga, elektronika jasno prati potrebno vrijeme paljenja, koje pri prelasku na plin mora biti veće nego kod benzina, pod svim ostalim jednakim uvjetima. Plinsko gorivo gori sporije, što znači da ga je potrebno ranije zapaliti. Iz istog razloga se povećava toplinsko opterećenje ventila i njihovih sjedišta. S druge strane, udarno opterećenje na grupi cilindar-klip postaje manje. Osim toga, zimsko pokretanje na metan je mnogo korisnije za njega nego na benzin: plin ne ispire ulje sa stijenki cilindra. I općenito, plinsko gorivo ne sadrži katalizatore starenja metala, potpunije sagorijevanje goriva smanjuje toksičnost ispušnih plinova i naslage ugljika u cilindrima.

Autonomna navigacija

Možda najznačajniji nedostatak auto na gas postaje njena ograničena autonomija. Prvo, potrošnja gasnog goriva, ako se posmatra po zapremini, veća je od benzina, a još više od dizel goriva. i drugo, auto na gas je vezan za odgovarajuće benzinske pumpe. Inače, značenje njegovog prelaska na alternativno gorivo počinje težiti nuli. Posebno je teško onima koji voze na metan. Veoma je malo benzinskih stanica na metan, a sve su vezane za magistralne gasovode. Ovo su samo male kompresorske stanice na granama glavne cijevi. Krajem 80-ih - početkom 90-ih godina dvadesetog vijeka u našoj zemlji pokušali su aktivno pretvoriti transport u metan u okviru državnog programa. Tada se pojavila većina benzinskih pumpi na metan. Do 1993. godine izgrađeno ih je 368, a od tada je taj broj, ako je uopće, malo porastao. Većina benzinskih pumpi nalazi se u evropskom dijelu zemlje u blizini saveznih autoputeva i gradova. Ali u isto vrijeme, njihova lokacija određena je ne toliko s gledišta pogodnosti vozača, već sa stajališta radnika plina. Stoga su se samo u vrlo rijetkim slučajevima benzinske pumpe nalazile direktno na autoputu i gotovo nikada unutar megagradova. Gotovo svugdje, da bi se gorivo napunilo metanom, potrebno je napraviti obilaznicu od nekoliko kilometara do neke industrijske zone. Stoga, kada planirate međugradsku rutu, ove benzinske pumpe moraju se tražiti i zapamtiti unaprijed. Jedina stvar koja je pogodna u takvoj situaciji je konstantno visok kvalitet goriva na bilo kojoj od metanskih stanica. Gas iz magistralnog gasovoda je vrlo problematično razblažiti ili pokvariti. Osim ako filter ili sistem za sušenje na nekoj od ovih benzinskih pumpi ne mogu odjednom da pokvare.

Propan-butan se može transportovati u rezervoarima, a zbog ovog svojstva geografija benzinskih pumpi za njega je mnogo šira. U nekim regijama možete napuniti gorivo čak iu najudaljenijim krajevima. Ali ne škodi proučavanje prisutnosti propanskih stanica na nadolazećoj ruti, kako njihov iznenadni izostanak na autoputu ne bi postao neugodno iznenađenje. Istovremeno, tečni plin uvijek ostavlja određeni rizik da uđe u gorivo van sezone ili jednostavno nekvalitetno.

Karakterizira ga niz vrijednosti. Jedan od njih je omjer kompresije motora. Važno je ne brkati ga sa kompresijom - vrijednošću maksimalnog tlaka u cilindru motora.

Šta je omjer kompresije

Ovaj stepen je odnos zapremine cilindra motora i zapremine komore za sagorevanje. Inače, možemo reći da je vrijednost kompresije omjer volumena slobodnog prostora iznad klipa kada je u donjoj mrtvoj tački, prema istom volumenu kada je klip u gornjoj tački.

Gore je spomenuto da kompresija i omjer kompresije nisu sinonimi. Razlika se odnosi i na oznake, ako se kompresija mjeri u atmosferama, omjer kompresije se zapisuje kao omjer, na primjer, 11:1, 10:1 itd. Stoga je nemoguće točno reći u čemu se mjeri omjer kompresije u motoru - ovo je "bezdimenzionalni" parametar koji ovisi o drugim karakteristikama motora s unutarnjim izgaranjem.

Konvencionalno, omjer kompresije se također može opisati kao razlika između tlaka u komori kada se smjesa dovodi (ili dizel gorivo u slučaju dizel motora) i kada se dio goriva zapali. Ovaj indikator ovisi o modelu i vrsti motora i zbog njegovog dizajna. Omjer kompresije može biti:

• visoka;
• nisko.

Proračun kompresije

Razmislite kako saznati omjer kompresije motora.

Izračunava se po formuli:

Ovdje Vp označava radnu zapreminu pojedinačnog cilindra, a Vc je vrijednost zapremine komore za sagorevanje. Formula pokazuje važnost vrijednosti volumena kamere: ako se, na primjer, smanji, tada će parametar kompresije postati veći. Isto će se dogoditi i u slučaju povećanja zapremine cilindra.

Da biste saznali pomak, morate znati promjer cilindra i hod klipa. Indikator se izračunava po formuli:

Ovdje je D prečnik, a S hod klipa.

ilustracija:

Pošto komora za sagorevanje ima složen oblik, njen volumen se obično meri ulivanjem tečnosti u nju. Znajući koliko vode stane u komoru, možete odrediti njen volumen. Za određivanje je prikladno koristiti vodu zbog specifične težine od 1 grama po kubnom metru. cm - koliko grama se sipa, toliko "kockica" u cilindru.

Alternativni način za određivanje omjera kompresije motora je upućivanje na njegovu dokumentaciju.

Šta utiče na kompresiju

Važno je razumjeti na što utječe omjer kompresije motora: kompresija i snaga direktno ovise o tome. Ako povećate kompresiju, pogonska jedinica će dobiti veću efikasnost, jer će se smanjiti specifična potrošnja goriva.

Omjer kompresije benzinskog motora određuje koji će oktanski broj on trošiti. Ako je gorivo nisko oktansko, to će dovesti do neugodnog fenomena detonacije, a previsok oktanski broj će uzrokovati nedostatak snage - motor niske kompresije jednostavno ne može osigurati potrebnu kompresiju.

Tabela glavnih omjera kompresije i preporučenih goriva za benzinske motore s unutrašnjim sagorijevanjem:

Kompresija	Petrol
Do 10	92
10.5-12	95
Od 12	98

Zanimljivo je da turbo benzinski motori rade na gorivo s većim oktanskim brojem od sličnih atmosferskih ICE motora, pa je njihov omjer kompresije veći.

Dizelaši imaju još više. Budući da se u dizel motorima s unutrašnjim sagorijevanjem razvijaju visoki pritisci, i za njih će ovaj parametar biti veći. Optimalni omjer kompresije dizel motor je u rasponu od 18:1 do 22:1, u zavisnosti od jedinice.

Promjena omjera širine i visine

Zašto mijenjati diplomu?

U praksi se ova potreba rijetko javlja. Možda ćete morati promijeniti kompresiju:

• ako želite, pojačajte motor;
• ako trebate prilagoditi agregat za rad na nestandardnom benzinu za njega, s oktanskim brojem drugačijim od preporučenog. To su, na primjer, učinili vlasnici sovjetskih automobila, jer za prodaju nije bilo kompleta za pretvaranje automobila na plin, ali je postojala želja da se uštedi na benzinu;
• nakon neuspješnog popravka, kako bi se otklonile posljedice pogrešne intervencije. To može biti termička deformacija glave cilindra, nakon čega je potrebno glodanje. Nakon što je stepen kompresije motora povećan uklanjanjem sloja metala, postaje nemoguće raditi na benzinu koji mu je prvobitno bio namijenjen.

Ponekad se omjer kompresije mijenja prilikom pretvaranja automobila u pogon na metan gorivo. Metan ima oktanski broj od 120, što zahtijeva povećanje kompresije za jedan broj automobila na benzin, a smanjenje kod dizela (SG je u rasponu od 12-14).

Pretvaranje dizela u metan utječe na snagu i dovodi do određenog gubitka snage, koji se može nadoknaditi turbo punjenjem. Motor s turbopunjačem zahtijeva dodatno smanjenje kompresije. Možda će biti potrebno doraditi elektriku i senzore, zamijeniti mlaznice dizel motor na svjećicama, novi set cilindar-klipne grupe.

Forsiranje motora

Da bi se proizvela veća snaga ili da bi mogao da radi na jeftinijim vrstama goriva, motor sa unutrašnjim sagorevanjem može se pojačati promenom zapremine komore za sagorevanje.

Da bi se dobila dodatna snaga, motor treba pojačati povećanjem omjera kompresije.

Važno: primjetno povećanje snage bit će samo na motoru koji normalno radi s nižim omjerom kompresije. Tako, na primjer, ako je 9:1 ICE podešen na 10:1, on će proizvesti više dodatnih konjskih snaga od standardnog 12:1 motora pojačanog na 13:1.

Moguće su sljedeće metode kako povećati omjer kompresije motora:

• ugradnja tanke zaptivke glave cilindra i dorada glave bloka;
• provrt cilindra.

Pod finalizacijom glave cilindra podrazumevaju glodanje njenog donjeg dela u kontaktu sa samim blokom. Glava cilindra postaje kraća, što smanjuje volumen komore za sagorijevanje i povećava omjer kompresije. Isto se dešava i kod ugradnje tanje brtve.

Važno: ove manipulacije mogu zahtijevati i ugradnju novih klipova s ​​povećanim udubljenjima ventila, jer u nekim slučajevima postoji opasnost od susreta klipa i ventila. Vremenski razvod ventila mora biti rekonfigurisan.

Provrtanje BC-a dovodi i do ugradnje novih klipova odgovarajućeg prečnika. Kao rezultat, radni volumen se povećava, a omjer kompresije se povećava.

Deforcing za niskooktansko gorivo

Takva operacija se izvodi kada je pitanje snage sekundarno, a glavni zadatak je prilagoditi motor drugom gorivu. To se postiže smanjenjem omjera kompresije, što omogućava motoru da radi na niskooktanskom benzinu bez kucanja. Osim toga, postoje određene finansijske uštede na cijeni goriva.

Zanimljivo: slično rješenje se često koristi za karburatorske motore starih automobila. Za moderne ICE sa ubrizgavanjem sa elektronsko upravljanje deforsiranje je veoma obeshrabreno.

Glavni način da se smanji omjer kompresije motora je debljanje brtve glave cilindra. Da biste to učinili, uzmite dvije standardne brtve između kojih je napravljen aluminijski umetak. Kao rezultat, povećava se volumen komore za sagorijevanje i visina glave cilindra.

Neke zanimljive činjenice

motori na metanol trkaćih automobila imaju omjer kompresije veći od 15:1. Za poređenje, standardno motor sa karburatorom potrošnja bezolovnog benzina ima maksimalni omjer kompresije od 1,1:1.

Od serijskih uzoraka motora na benzin sa kompresijom 14: 1, na tržištu postoje uzorci iz Mazde (Skyactiv-G serija), koji su instalirani, na primjer, na CX-5. Ali njihov stvarni CO je u rasponu od 12, jer ovi motori koriste takozvani "Atkinsonov ciklus", kada se smjesa komprimira 12 puta nakon kasnog zatvaranja ventila. Efikasnost takvih motora se ne mjeri kompresijom, već omjerom ekspanzije.

Sredinom 20. stoljeća, u svjetskoj mašinogradnji, posebno u SAD-u, postojala je tendencija povećanja omjera kompresije. Dakle, do 70-ih godina, većina uzoraka američke automobilske industrije imala je SJ od 11 do 13: 1. Ali redovan rad ovakvih motora sa unutrašnjim sagorevanjem zahtevao je upotrebu visokooktanskog benzina, koji se u to vreme mogao dobiti samo postupkom etilacije – dodatkom tetraetil olova, veoma toksične komponente. Kada su se 1970-ih pojavili novi ekološki standardi, etilacija je počela biti zabranjena, a to je dovelo do suprotnog trenda - smanjenja rashladne tekućine u serijskim modelima motora.

Moderni motori imaju sistem automatske kontrole ugla paljenja koji omogućava motoru sa unutrašnjim sagorevanjem da radi na "nematičnom" gorivu - na primer, 92 umesto 95, i obrnuto. Sistem upravljanja UOZ pomaže u izbjegavanju detonacije i drugih neugodnih pojava. Ako ga nema, onda, na primjer, punjenje visokooktanskog benzinskog motora koji nije dizajniran za takvo gorivo može izgubiti snagu, pa čak i napuniti svijeće, jer će paljenje kasniti. Situacija se može ispraviti ručnim podešavanjem UOZ-a prema uputama za određeni model automobila.