Kompresijsko razmerje: Ste vedeli, kaj označuje in kakšen vpliv ima na motor?
Kompresijsko razmerje je ena izmed osnovnih karakteristik batnega motorja z notranjim zgorevanjem, ki označuje razmerje prostornine valja med batom v spodnji in batom v zgornji mrtvi točki.
Kompresijsko razmerje je torej razmerje med celotno delovno prostornino valja in prostornino kompresijskega prostora, oziroma razmerje med prostornino vsesane zmesi v valju in prostornino zmesi, stisnjene v valju.
Vsebina
Kako izračunati kompresijsko razmerje?
Izračun kompresijskega razmerja je drugačen za batni motor in rotacijski batni motor.
Izračun kompresijskega razmerja za motor s premočrtnim izmeničnim gibanjem bata:
εk = (VK + VZ) : VK
Razlaga spremenljivk:
- εk – kompresijsko razmerje
- VK – kompresijski prostor/volumen
- VZ – udarni volumen
Bat se v valju giblje vzvratno, pri čemer se najbolj oddaljen položaj njegovega gibanja od ročične gredi imenuje zgornja mrtva točka, najmanjši skrajni položaj njegovega gibanja od ročične gredi pa spodnja mrtva točka.
Premik: kaj je in kaj ga določa?
Prostor med spodnjo in zgornjo mrtvo točko se imenuje prostornina odmika. Prostornina giba je odvisna od premera izvrtine valja in giba bata. Prostor, ki ostane v valju, ko je bat v zgornji mrtvi točki, se imenuje kompresijski prostor.
Izračun kompresijskega razmerja za motor z rotacijskim batom:
Pri teh motorjih je kompresijsko razmerje definirano kot razmerje med največjo in najmanjšo prostornino delovnega prostora med vrtenjem bata.
εk = V1 : V2
Razlaga spremenljivk:
- εk – kompresijsko razmerje
- V1 - največja prostornina delovnega prostora
- V2 - najmanjša prostornina delovnega prostora
Kako kompresijsko razmerje vpliva na motor?
Pri klasičnem batnem motorju z notranjim zgorevanjem je kompresijsko razmerje konstantno in je vedno nekakšen kompromis med različnimi načini vožnje. Vendar pa obstajajo tudi motorji, ki lahko gladko spreminjajo kompresijsko razmerje, odvisno od obremenitve.
Tak motor lahko tako deluje z velikim kompresijskim razmerjem pri nizki obremenitvi in obratno z nizkim kompresijskim razmerjem pri veliki obremenitvi.
Pri visokih obremenitvah je priporočljivo imeti nizko kompresijsko razmerje, da preprečimo detonacije. Pri nizki obremenitvi je priporočljivo, da je višja za najboljši možni izkoristek motorja. Večje kot je kompresijsko razmerje, večja je kompresija zmesi pred vžigom.
Moč in navor motorja: kateri od teh parametrov je pomembnejši?
Kompresijsko razmerje bistveno vpliva na:
- dosegljiv izkoristek motorja z notranjim zgorevanjem in s tem tudi njegova moč in navor
- emisije motorja
- poraba goriva
S povečanjem kompresijskega razmerja se poleg prednosti pojavijo tudi slabosti, kot so:
- predvsem pri motorjih na prisilni vžig lahko pride do prezgodnjega samovžiga goriva (detonacijskega zgorevanja) in delov iz titana)
Kaj je merjenje kompresijskega tlaka?
Merjenje kompresijskih tlakov v valjih je metoda, ki zagotavlja natančne informacije o stanju motorja. Kompresijski tlak se meri z merilnikom kompresije. Pred merjenjem kompresijskega tlaka se motor ogreje na delovno temperaturo, da se določi razdalja med batom in valjem.
Bati motorja: Kaj morajo vzdržati in kakšna je njihova funkcija?
Merilnik kompresije je privit v glavo valja namesto v svečko. Nato se motor poganja z zaganjalnikom, medtem ko je loputa za plin popolnoma odprta (pedal za plin do konca pritisnjen). Kompresijski tlak je prikazan na igli kompresorja, ki beleži najvišji doseženi tlak.
Kompresijski tlak je najvišji dosegljiv tlak na koncu kompresijskega takta motorja, ko zmes še ne gori. Velikost kompresijskega tlaka je odvisna od kompresijskega razmerja, števila vrtljajev motorja, stopnje napolnjenosti cilindra in tesnosti zgorevalne komore. Vsi ti parametri, razen tesnosti zgorevalne komore, so nespremenjeni in so določeni z zasnovo motorja.
Torej, če se med meritvijo ugotovi, da eden od valjev ne doseže vrednosti, ki jo je določil proizvajalec, to kaže na puščanje v zgorevalni komori. Zelo pomembno je tudi, da je kompresijski tlak vseh valjev enak.
Kaj povzroča nižje kompresijske tlake?
- obrabljen ali uničen batni obroček
- obrabljen cilinder motorja
- poškodovana ali počena glava valja
- poškodovana tesnilo pod glavo valja
- poškodovana ventil
- poškodovana vzmet ventila
- obrabljen sedež ventila
Če so zgorevalne komore v redu, je največja razlika v kompresijskem tlaku na posameznih valjih do 1 bar (0,1 MPa). Kompresijski tlak se giblje med 1,0 in 1,2 MPa pri bencinskih motorjih in 3,0 do 3,5 MPa pri dizelskih motorjih.
Kakšne so normalne vrednosti za kompresijsko razmerje motorja?
Za preprečitev detonacijskega zgorevanja (prezgodnjega samovžiga goriva) kompresijsko razmerje ni večje od 10:1 pri motorjih na prisilni vžig. Vendar pa lahko motorji, ki so opremljeni s senzorjem detonacijskega zgorevanja, elektronsko krmilno enoto in drugimi napravami, dosežejo kompresijsko razmerje do 14:1.
Detonacijsko izgorevanje: kaj je to in kaj ga povzroča?
Pri turbopolnilnikih bencinskih motorjih je kompresijsko razmerje okoli 8,5:1, ker se del kompresije delovne snovi opravi v turbopolnilniku. Diesel motorji imajo kompresijsko razmerje 20:1 ali celo višje, ker delujejo na principu, da se vbrizgano gorivo vname iz toplote stiskanja.
Zaradi tega mora biti kompresijsko razmerje pri dizelskih motorjih višje kot pri bencinskih motorjih. Kompresijsko razmerje dizelskega motorja je omejeno z obremenitvijo zaradi tlakov v cilindru motorja.