Bardzo wysokie sprężanie prowadzi do samozapłonu mieszanki paliwowo-powietrznej. W przypadku silnika wysokoprężnego ten samozapłon jest pożądany i stanowi część koncepcji. W przypadku silnika benzynowego samozapłon nie jest częścią konstrukcji i dlatego jest szkodliwy.

Niektóre metody wpływania na stopień sprężania.

• zmiana szerokości uszczelka głowicy
• frezowanie wnęk tłokowych
• szlifowanie komory spalania w głowicy

Czynnik ograniczający stosunek długości do średnicy polega na tym, że korbowód dotyka ściany cylindra, gdy skok jest zbyt długi. Można temu zapobiec stosując poprzeczkę.

Jest to wysoka kompresja, która powoduje zapłon oleju napędowego, ponieważ nie ma on świec zapłonowych.

Pytałeś

Dlaczego silniki Diesla mają wyższy stopień sprężania niż silniki benzynowe?

Odpowiedź

Ponieważ sprężanie jest używane do zapłonu mieszanki paliwowo-powietrznej i jest opisywane jako zapłon samoczynny z ładunkiem jednorodnym. Silniki wysokoprężne nie używają świec zapłonowych i muszą stosować kompresję, aby zainicjować proces spalania.

Gdy powietrze i paliwo są sprężane przez tłok podczas suwu w górę. Ciepło w cylindrze jest kompresowane na mniejszym obszarze, a temperatura wzrasta z powodu sprężania ciepła w tym mniejszym obszarze. Ciepło ze sprężania jest dobrze opisane tutaj.

Gdy stosunek sprężonego powietrza do paliwa osiągnie punkt zapłonu Jednorodne Występuje zapłon samoczynny doładowania . Ten punkt zapłonu występuje, gdy ładunek paliwa powietrznego zapala się, a uwolnienie energii powoduje cofnięcie tłoka, jest to wyjątkowa cecha silnika wysokoprężnego.

Należy tutaj zdać sobie sprawę, że olej napędowy i benzyna to dwa różne paliwa o różnych właściwościach fizycznych i chemicznych.

Benzynę łatwiej zapalić niż olej napędowy. Zapal zapałkę i wrzuć ją do kałuży benzyny, a będzie się szczęśliwie palić w temperaturze i ciśnieniu pokojowym. To samo nie dotyczy oleju napędowego; odmówi zapalenia. Dowód wideo tutaj.

Ponieważ olej napędowy nie zapala się tak łatwo jak benzyna, wymaga wyższego ciśnienia do samozapłonu (zakładając, że oba paliwa mają tę samą temperaturę).

Typowy stopień sprężania dla silników wysokoprężnych to 18-22. Ich odpowiedniki z benzyną zazwyczaj mają wartości CR w przedziale 9-13.

Czy silniki wysokoprężne są zbudowane inaczej, aby miały większą objętość skokową? (dłuższy skok, mniejsza komora spalania itp.) Czy to dlatego, że są zaprojektowane inaczej, aby mieć większą objętość?

Tak.

Zadajmy moje pytanie w inny sposób: Czego potrzebujesz, aby wymienić części w silniku, aby uzyskać określony stopień sprężania? Jakie czynniki konstrukcyjne mają wpływ na współczynnik kompresji?

Jak sama nazwa wskazuje, współczynnik kompresji to stosunek objętości komory między dolnym martwym punktem górne martwe centrum. Zwiększenie współczynnika wymaga zmian, które są dość fundamentalne: dłuższy skok i / lub mniejsza komora spalania . Innym zastrzeżeniem jest to, że w silnikach wysokoprężnych siły wywierane na tłok, jego tłoczysko, wał korbowy i łożyska wału są większe, więc te elementy są cięższe i mocniejsze. Z tego powodu silniki wysokoprężne i silniki benzynowe są projektowane oddzielnie, nie mają wspólnych elementów podstawowych i prawie niemożliwe jest ich przekształcenie w inne.

Najczęstszą metodą zwiększania stopnia sprężania w istniejącym silniku jest odgarnięcie głowicy - czyli „obniżenie sufitu” w komorze spalania. To niestety sprawia, że ​​wszystko zamontowane w głowicy (świeca zapłonowa i ewentualnie zawory) jest bliżej tłoka, gdy jest w górnym położeniu, więc masz bardzo ograniczone miejsce na ślizganie się, zanim tłok zacznie dotykać rzeczy, których nie powinien dotykać.

Innym problemem jest to, że kształty komór spalania w nowoczesnych silnikach są bardzo starannie zaprojektowane, aby uzyskać dobrą propagację płomienia, a nawet spalanie. Więc chociaż teoretycznie można by zaprojektować prostą wkładkę komorową tylko po to, by zajmować jakąś objętość, a tym samym zwiększyć stopień sprężania, całkowicie zepsułoby to spalanie (nie wspominając nawet o możliwości jego zgubienia i zniszczenia silnika).

Po tych wszystkich powodach "dlaczego to niemożliwe", oto jedna rzecz, którą można i faktycznie można zrobić: Ponieważ kompresja rozpoczyna się dopiero po zamknięciu wszystkich zaworów, możesz obniżyć kompresję, opóźniając zamknięcie zawór wlotowy. Tak więc, w pierwszej części suwu „sprężania”, powietrze jest wypychane z powrotem do kolektora dolotowego (więc w rzeczywistości nie następuje kompresja), następnie zawór się zamyka i tylko pozostała część skoku faktycznie kompresuje. Ta sztuczka stosowana jest w silnikach tzw. "Cyklu Atkinsona", które osiągają lepszą oszczędność paliwa kosztem mniejszej mocy, np. W Priusie. (Dodatkowa wydajność wynika z dłuższego suwu mocy niż suw sprężania, a nie z obniżenia stopnia sprężania).

Podsumowując: zmieniając rozrząd zaworów dolotowych, można obniżyć stopień sprężania prawie do 1: 1.

Zgodnie z fizyką w szkole średniej chemii &, sprężanie gazu podnosi jego temperaturę: jeśli sprężasz go wystarczająco szybko, temperatura wzrośnie na tyle, aby zapalić NIEKTÓRE gazy. Teraz zadajesz sobie pytanie: „Ale olej napędowy to płyn, a nie gaz, więc o czym ten facet mówi?” Wtryskiwacze w silnikach wysokoprężnych są potężne i wtryskują olej napędowy do cylindra z taką siłą, że odparowuje, a wraz z powietrzem, do którego jest wtryskiwany, staje się pod każdym względem gazem. W rzeczywistości, gdybyś trzymał wtryskiwacz diesla podczas pracy, rozprysk paliwa rozerwałby twoją skórę. Zimna pogoda hamuje spalanie oleju napędowego, dlatego silniki wysokoprężne mają „świece żarowe”: podgrzewają one cylindry, aby przeciwdziałać niskiej temperaturze przy rozruchu. Włączają się automatycznie: ikona na panelu wskaźników zapala się, aby wskazać, że są używane, a następnie gaśnie, gdy można uruchomić silnik. W latach 70. była reklama VW, która pokazywała faceta w fartuchu laboratoryjnym pod maską Królika, wyrzucającego korek dystrybutora, wirnik, świece zapłonowe, przewody wtyczki itp. Galon oleju napędowego ma więcej energii potencjalnej niż galon benzyny.