在此前的文章中,提來過氣缸在點火前要將缸內(nèi)空氣或混合氣緊縮,提來過柴油機(jī)緊縮比很大,而且在上一片文章內(nèi)部也容易的講述了啟動機(jī)緊縮比的定義和效用。而緊縮比這種數(shù)值究竟對啟動機(jī)的作用有多大?今日小編將其深度剖析一下。
咱們再一次回顧一下緊縮比的概念:氣缸在下止點時的第一大空間與氣缸在上止點時最小空間之比,即為緊縮比。 咱們假設(shè)一種氣缸,缸徑84毫米,路程90毫米,活塞面積約為55.5厘米2(考量到空隙,實質(zhì)值應(yīng)更小些),排量即為499.5ml,假如已知頂部燃燒室容積約為55.5ml,則可得出其緊縮比為10:1,同理換算,假如緊縮比值為12,則頂部燃燒室容積為45.4ml。中學(xué)的數(shù)學(xué)題,不用多解釋了。 然后咱們經(jīng)過幾個難題來剖析緊縮比的意義。 咱們?yōu)楹我獙怏w緊縮? 咱們在《解讀車子啟動機(jī)(一) 內(nèi)燃機(jī)的誕生》章中提來過,1858年勒努瓦發(fā)明了一款二沖程煤氣啟動機(jī),混合氣未被緊縮即點燃,導(dǎo)致效能不高。為何說不通過緊縮,效能就不高呢? 這是由于:負(fù)擔(dān)升高可行讓氣體的密度變大,分子間的距離也就變小,這樣汽油分子和氧分子距離也就更近,燃燒速度就更快;溫度可行讓讓氣體分子活動速度加速,汽油分子和氧氣分子更簡單互相效用,這就讓混合氣體更簡單點燃。況且較小的燃燒體積可行較快的達(dá)成燃燒,燃燒進(jìn)程加速也提升了功能。 為何要提升緊縮比? 咱們還拿那個缸徑84毫米,路程90毫米,活塞面積約為55.5厘米2,排量即為499.5ml的石油機(jī)汽缸構(gòu)建一種十分容易的數(shù)學(xué)模子: 當(dāng)緊縮比為2:1時,假設(shè)此時進(jìn)氣負(fù)擔(dān)為尋常的1個大度壓,即0.1Mpa,通過90毫米吸氣路程,499.5ml混合氣映入汽缸,通過緊縮路程后,負(fù)擔(dān)為0.2Mpa,缸內(nèi)缸內(nèi)汽油十足燃燒后,絕熱情況下,溫度和負(fù)擔(dān)升高倍率設(shè)定為初始值5倍,即1Mpa,減去對抗的一種大度壓為0.9Mpa,換算以后壓強(qiáng)為90N/厘米2。乘以55.5厘米2,此時對活塞的往下負(fù)擔(dān)為4995N,除以9.8即510Kg等效重量。(盡管這種數(shù)值看起來相當(dāng)大,但這是剎那第一大值,與全個重復(fù)中持續(xù)的扭矩相差甚遠(yuǎn)。況且通過曲軸轉(zhuǎn)換以后,換算成扭矩要小好多。) 咱們再看緊縮比為10:1的概況如何:進(jìn)氣負(fù)擔(dān)為0.1Mpa,緊縮后缸內(nèi)負(fù)擔(dān)變成1Mpa,接著絕熱燃燒,負(fù)擔(dān)升高5倍,即5Mpa,減去對抗的1個大度壓,為4.9Mpa,換算后為490N/厘米2。乘以55.5厘米2后,約為27200N,即2775Kg!按數(shù)值粗略推斷,光是扭矩比較此前升高5倍多,功率也一樣會有大幅提升! 通過上述實驗,足以講明緊縮比的提升,對應(yīng)著啟動機(jī)的功能和效能高。 注意:以上算法其實不十足明確,此中未考量進(jìn)氣負(fù)擔(dān)源于節(jié)氣門發(fā)生的泵氣損耗,燃燒室掃氣概況,非絕熱負(fù)擔(dān)轉(zhuǎn)換,混合氣始開氏溫度,以及空氣、汽油蒸汽和燃燒尾氣的比熱容等要素,況且不同工況下,汽油燃燒水平還不同,是以缸內(nèi)負(fù)擔(dān)不行十足依照比重增添去剖析,但這類趨向是存留的,于是可行用以聲明緊縮比給能源帶來的增添。 為何緊縮比不行提的太高? 依據(jù)上段的剖析,咱們得知,既然較高的緊縮比可行帶來龐大的能源收益,那末咱們把緊縮比值提升到20、30,甚而更高,怎樣樣? 自然不可行。咱們前一篇文章專門講了爆震,而高緊縮比正是導(dǎo)致爆震要素之一。盡管現(xiàn)代石油啟動機(jī)的緊縮比越來越高,但這是在科技不停進(jìn)行,且石油標(biāo)號也越來越高的前提下提高的。這終歸是一種進(jìn)程,非是一蹴而就的。早期啟動機(jī)技藝不領(lǐng)先進(jìn)步,氣缸不行承擔(dān)很大壓強(qiáng),況且即使啟動機(jī)應(yīng)允,市面子上也無高標(biāo)號的石油油或許不普遍,比如八九十年代的212和2020,緊縮比唯有七點幾,可行燒75號油甚而更低,而引入的切諾基低于85號石油就不尋常事業(yè)。況且關(guān)于柴油機(jī)而言,很大的緊縮比也勢必發(fā)生更高的壓強(qiáng),對機(jī)件的堅固性也是一種考驗。
是以在平常概況下,相同排量的啟動機(jī),緊縮比越高,其能源性和經(jīng)濟(jì)性越好。但凡事有度,為追求高功能而單純提升緊縮比,又要其尋常事業(yè),其難度是呈幾何倍增的。況且國家內(nèi)部日前油品切實不怎樣樣,也節(jié)制了少許優(yōu)秀啟動機(jī)在國家內(nèi)部的推廣。 |
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