Jaké je spojení mezi kompresním poměrem a spotřebou paliva?

Některé motory jsou velmi efektivní, protože jejich inženýři si hrají s malou věcí zvanou kompresní poměr. Podívejte se na obrázky motorů automobilů. Duangkamon Khattiya / Výběr fotografa / Getty Images

Všimli jste si vlny automobilů s velkým počtem najetých kilometrů na trh? Mazda3 s motorem SkyActiv může získat 42 mil na galon (17,9 km na litr). Chevrolet Cruze Eco může dostat 40 mil na galon (17 kilometrů na litr) a Hyundai Elantra také. A získejte toto: I když tato auta získávají jedny z nejlepších kilometrů v oboru, nepoužívají hybridní benzínovou technologii, alternativní paliva ani jiné zelené triky. Jsou poháněny staromódním spalovacím motorem. Proč je tedy jejich spotřeba paliva tak dobrá? Jejich motory jsou velmi efektivní, protože jejich inženýři si hrají s malou věcí zvanou kompresní poměr.

Váš základní motor auta pracuje tak, že mění chemickou energii z řízeného výbuchu směsi vzduchu, benzínu a jiskry na mechanický pohyb. Podrobnější pohled na tento proces najdete v článku, jak funguje motor automobilu. Ale základní příběh je, že každý motor automobilu má nastavený počet válců, ve kterých jsou umístěny písty. Kontrolovaná exploze způsobuje pohyb pístu nahoru a dolů, který otáčí klikovým hřídelem motoru (to je přeměna chemické látky na mechanickou energii), která zase pohání kola.

kompresní poměr je poměr objemu válce a spalovací komory, když je píst dole, a objemu spalovací komory, když je píst nahoře. Automobiloví inženýři mohou zlepšit účinnost paliva a úsporu paliva tím, že navrhnou motory s vysokým kompresním poměrem. Čím vyšší poměr, tím více stlačený vzduch ve válci je. Když je vzduch stlačen, získáte silnější explozi ze směsi vzduch-palivo a více paliva se spotřebuje. Přemýšlejte o tom tímto způsobem: Pokud byste museli být blízko výbuchu, pravděpodobně byste se rozhodli někde poblíž někde venku, protože síla exploze by se rozptýlila a nezdálo by se, že by byla mocná. V malém pokoji by však byla síla uzavřena, což by způsobilo mnohem silnější. Je to totéž u kompresních poměrů. Udržováním výbuchu v menším prostoru lze využít více jeho síly. Například zvýšením kompresního poměru z 8: 1 na 9: 1 můžete zlepšit spotřebu paliva přibližně o 5 až 6 procent.

Typ kompresního poměru, o kterém jsme se právě dozvěděli, je tzv statický kompresní poměr. Říká se tomu statický, protože se měří pouze při zavřeném sacím ventilu. Existuje jiný typ kompresního poměru, který bere v úvahu otevření a uzavření sacího ventilu. O tom si povíme na další stránce.

Jak jsme se dozvěděli na předchozí stránce, statická komprese motoru se měří, když je ventil přívodu vzduchu motoru zcela uzavřen. Ve skutečném provozu se to však téměř nikdy nestane. Motor běží tak rychle, že ventil přívodu vzduchu bude možná nutné znovu otevřít dříve, než píst dokončí plný zdvih nahoru a dolů. Když k tomu dojde, část tlaku ve válci se uvolní, což snižuje účinnost. V podstatě je zde více prostoru pro vzduch, takže motor ztrácí část energie ze spalování vzduch-palivo.

Dynamické kompresní poměry berou v úvahu pohyb sacího ventilu. Inženýři mohou vyladit motor tak, aby ventil přívodu vzduchu uzavřel dříve, což pomáhá zvyšovat tlak ve válci. Motor může být také vyladěn tak, aby měl ventil zavřený později, ale to uvolní trochu vzduchu a sníží, jak účinně motor spotřebovává palivo.

Výpočet dynamický kompresní poměr je vlastně docela těžké. K tomu použijete délku zdvihu a délku ojnice k určení polohy pístu, když je ventil zcela uzavřen. Protože je tento poměr nalezen, když je píst uprostřed jeho zdvihu, je vždy nižší než poměr statického stlačení. Stejně jako statická komprese znamená vyšší kompresní poměr efektivnější spotřebu paliva a lepší spotřebu paliva.

Dnešní motory s vysokou účinností mnoha dnešních automobilů vděčí za svou vysokou kompresní poměr spoustu spotřeby paliva. Nevýhodou však má i vysokotlaký motor. Abyste jej udrželi v provozu ve špičce, musíte použít plyn s vysokým oktanovým číslem, který je dražší než běžný bezolovnatý plyn. Pokud vynecháte prémiový plyn, v průběhu času se u motoru může objevit klepání. An klepání motoru je, když ke spalování vzduch-palivo nedochází v optimální době při zdvihu pístu. Používání paliva s nízkým oktanovým číslem ve vysokotlakovém motoru může zvýšit pravděpodobnost klepání motoru, takže pokud získáte nové, vysokovýkonné vozidlo s nízkou spotřebou paliva, ujistěte se, že používáte typ plynu, který je doporučen v uživatelské příručce, abyste získali většina z toho.

Hledáte více informací o kompresním poměru motoru a spotřebě paliva? Stačí sledovat odkazy na další stránce.

Související články

• 10 způsobů, jak aktivně chránit váš motor
• 5 nových technologií motorů, díky nimž jsou automobily zábavnější pro řízení
• 5 způsobů, jak se moderní automobilové motory liší od starších automobilových motorů
• Auto Smarts: Výkon motoru
• Jak fungují automobilové motory
• Jak funguje Horsepower
• Co je to klepání motoru?
• Je prémiový benzín opravdu lepší pro luxusní vozidla?

Prameny

• Toboldt, William K., Larry Johnson, W. Scott Gautier. “Goodheart-Willcox automobilová encyklopedie. Goodheart-WilCox společnost, 2006. Tinley Park, Illinois.
• Vizard, Davide. "Technika kompresního poměru - Squeeze Power." Populární časopis s názvem Hot Rodding. Únor 2009. (16. prosince 2011) http://www.popularhotrodding.com/tech/0311_phr_compression_ratio_tech/index.html