Kompresija

Iz Wikipedije, proste enciklopedije


Kompresija

Bat pri svoji poti navzgor stisne svežo zmes na 1/7 do 1/12 prvotne prostornine valja. če primerjamo prostornino nad batom pred stiskanjem (delovna prostornina Vh + kompresijski prostor Vc) s prostorom nad valjem po stisnjenju (kompresijski prostor Vc), tedaj dobimo kompresijsko razmerje ε.


                                  delovna prostornina +kompresijski prostor
         Kompresijsko razmerjr = -------------------------------------------
                                             kompresijski prostor


Pri stiskanju (kompresiji) temperatura v kompresijskem prostoru naraste na 400°C do 500°C, tako da znaša končni kompresijski tlak do 18 bar. Stiskanje pospešuje nadaljne uplinjanje goriva in notranje mešanje z zrakom. Zato je zgorevanje v 3. taktu zelo hitro in skoraj popolno.

Razmerje tlaka, prostornine in temperature pri kompresiji

Ob nespremenjeni temperaturi se tlak in prostornina spreminjata v obratnem sorazmerju. Če se prostornina zmanjša npr. na osminko, se torej tlak osemkrat poveča.

Če plin segrejemo na 1K, se mu prostornina poveča za 1/273 njegove prvotne prostornine. Če ga segrejemo za 273K, se njegova prostornina še enkrat poveča. Kadar povečanje prostornine preprečimo, kot je to npr. pri stiskanju (kompresiji), se tako tlak dvakrat poveča. Zaradi oddajanja toplote preko sten valjev je končni tlak nekoiko nižji.

Omejitev kompresijskega razmerja, klenkanje

Čim višje je kompresijsko razmerje v bencinskem motorju, temboljša je izkoriščenost goriva in prav teko izkoristek motorja.


To lahko ugotovimo po naslednji primerjavi:

kompresijsko razmerje ε =7 ε =9

končni kompresijski tlak 10 bar 16 bar

najvišji zgorevalni tlak 30 bar 42 bar

tlak ob odpiranju SV 4 bar 3 bar


Pri kompresijskem razmerju ε = 9 se za stiskanje zmesi porabi več dela.Ob enakem polnjenju s svežim plinom pa zaradi večje tlačne razlike v 3. taktu pridobimo več dela. Moč motorja se zato poveča za več kot 10%, pri enaki moči pa se za skoraj 10% zmanjša poraba goriva.

Razlogi za povečanje moči so: - boljše praznjenje zgorelih plinov iz majhnega zgorevalnega prostora, - višja temp. pri stiskanju in zaradi tega popolnejše uplinjevanje, - produkti zgorevanja se zaradi višjega kompresijskega razmerja lahko sprostijo v večji prostornini, tako da je temp. izpušnih plinov nižja in je manj toplotnih izgub v izpuhu. Z večanjem kompresijskega razmerja narašča tudi temperatura pri kompresiji od 400°C na približno 500°C. Takšna temperatura lahko pri določeni vrsti goriva že povzroči samovžig.

Tesnilni (kompresijski) obročki

Morajo tesniti bat v valju in preprečevati pretakanje plinov iz zgorevalnega prostora pod bat. Poleg tega morajo odvajati toploto z bata na hlajeni valj.

Kompresijski prostor

Velikost kompresijskega prostora določa kompresijsko razmerje. Oblika zgorevalnega prostora je bistvenega pomena, saj vpliva na vrtinčenje zmesi zraka in goriva, na potek zgorevanja, odpornost motorja proti klenkanju in končno tudi na moč motorja. po možnosti naj bo kompresijski prostor kompakten in s čim manjšo površino. Najbolše razmere nam nudi kroglasta oblika, saj je pri takšni obliki pot plamenov najkrajša. Zaradi ventilov oblika kompresijskega prostora pri štiritaktnih motorjih ni povsem idealna.

Raztegnjeni kompresijski prostor (ricardova glava)

Imajo ga motorji s stoječimi ventili. Zaradi dolge zgorevalne poti, nastajanja zoglenelih ostankov olja po kotih in vdolbinah je manjša odpornost proti klenkanju. Takšnih komprsijskih prostorov v (novejših) avtomobiljskih motorjih ne uporabljamo več.

Stopničast kompresijski prostor

Oblika spodbuja vrtinčenje zmesi zraka in goriva. Sesalni ventil je običajno večji od izpušnega.

Strehasto oblikovan kompresijski prostor

Po svoji obliki je podoben polkrogli. Tudi tu je lahko sesalni ventil povečan, kar izboljša ppolnjenje. To je trenutno najidealnejša oblika za to se najbolj pogosto uporablja v avtomobiljskih motorjih.

Kompresijski prostor s tlačno-mešalnim območjem

Takšne glave motorja imajo še posebej kompaktne kompresijske prostore s kratkimi zgorevalnimi potmi. Tik pred ZML (zgornja mrtva lega) se mešanica goriva in zraka iz tlačno-mešalnega območja iztisne v glavni kompresijski prostor, ki je lahko oblikovan koz zagozda, strehasto ali v obliki kadi. Tam pride do posebno močnega vrtinčenja in enakomernega mešanja goriva in zraka, tako da sledi hitro zgorevanje. S takšnim krmiljenjem zgorevanja skrajšamo predvžig, toplotna vrednost vžigalnih svečk je nižja, možno je višje kompresijsko razmerje in mogoča je uporaba normalnega bencina. Zmanjšan pa je tudi delež nezgorelih ogljikovodikov v izpušnih plinih. Večkrat je sesalni ventil večji od izpušnega.