Kompresný pomer: Vedel si, čo udáva a aký vplyv má na motor?
Kompresný pomer je jedna zo základných charakteristík piestového spaľovacieho motora, ktorá udáva pomer objemu valca medzi piestom v dolnej a piestom v hornej úvrati.
Kompresný pomer je teda pomer celého pracovného objemu valca k objemu kompresného priestoru, inými slovami pomer medzi objemom zmesi nasatej do valca k objemu zmesi stlačenej vo valci.
Obsah
Ako vypočítať kompresný pomer?
Výpočet kompresného pomeru je odlišný pre motor s priamočiarym vratným pohybom piesta a pre motor s rotačným piestom.
Výpočet kompresného pomeru pri motore s priamočiarym vratným pohybom piesta:
εk = (VK + VZ) : VK
Vysvetlenie premenných:
εk – kompresný pomer
VK – kompresný priestor/objem
VZ – zdvihový objem
Piest sa vo valci pohybuje priamočiaro vratne pričom najviac vzdialená poloha jeho pohybu od kľukového hriadeľa sa nazýva horná úvrať a najmenej vzdialená poloha jeho pohybu od kľukového hriadeľa sa zas nazýva dolná úvrať.
Zdvihový objem: Čo to je a čo určuje?
Priestor medzi dolnou a hornou úvraťou sa nazýva zdvihový objem. Zdvihový objem závisí od priemeru vŕtania valca a zdvihu piestu. Priestor, ktorý ostane vo valci, keď je piest v hornej úvrati, sa nazýva kompresný priestor.
Výpočet kompresného pomeru pri motore s rotačným piestom:
Pri týchto motoroch je kompresný pomer definovaný ako pomer najväčšieho a najmenšieho objemu pracovného priestoru počas otáčky piestu.
εk = V1 : V2
Vysvetlenie premenných:
εk – kompresný pomer
V1 - najväčší objem pracovného priestoru
V2 - najmenší objem pracovného priestoru
Ako vplýva kompresný pomer na motor?
Pri klasickom piestovom spaľovacom motore je kompresný pomer nemenný a vždy je akýmsi kompromisom medzi rôznymi jazdnými režimami. Existujú však aj motory, ktoré dokážu plynule meniť kompresný pomer, podľa zaťaženia.
Takýto motor teda môže pracovať s veľkým kompresným pomerom počas nízkeho zaťaženia a zasa naopak nízkym kompresným pomerom počas vysokého zaťaženia.
Pri vysokej záťaži je totiž vhodné aby bol kompresný pomer nízky a zabránil tak detonáciám. Pri nízkej záťaži je zas vhodné, aby bol vyšší pre čo najlepšiu účinnosť motora. Čím väčší je kompresný pomer, tým dochádza k väčšiemu stlačeniu zmesi pred zapálením.
Výkon a krútiaci moment motora: Ktorý z týchto parametrov je dôležitejší?
Kompresný pomer zásadne ovplyvňuje:
dosiahnuteľnú účinnosť spaľovacieho motora a teda aj jeho výkon a krútiaci moment
emisie motorov
spotrebu paliva
Zvýšením kompresného pomeru prichádzajú okrem výhod aj nevýhody, ako napríklad:
najmä pri zážihových motoroch môže dôjsť k predčasnému samovznieteniu paliva (detonačnému spaľovaniu)
súčasti motora sa postupom času opotrebúvajú viac ako pri menšom kompresnom pomere, preto je potrebné, aby bol takýto motor vybavený odolnejšími súčiastkami, ktoré sú však oveľa drahšie (keramické a titánové diely)
Čo je to meranie kompresných tlakov?
Meranie kompresných tlakov valcov je metóda, ktorou sa zisťujú presné informácie o stave motora. Kompresný tlak sa meria pomocou kompresiometra. Pred meraním kompresného tlaku sa motor zohreje na prevádzkovú teplotu, aby sa vymedzili vôle medzi piestom a valcom.
Piesty motora: Čo všetko musia vydržať a aká je ich funkcia?
Kompresiometer sa zaskrutkuje do hlavy valca namiesto zapaľovacej sviečky. Následne sa motor pretáča pomocou štartéru, pričom je škrtiaca klapka naplno otvorená (naplno stlačený plynový pedál). Kompresný tlak sa ukazuje na ručičke kompresiometra, ktorá zaznamenáva najvyššie dosiahnutý tlak.
Kompresný tlak je maximálne dosiahnuteľný tlak na konci kompresného zdvihu motora, keď zmes ešte nehorí. Veľkosť kompresného tlaku zavisí od kompresného pomeru, otáčok motora, stupni plnenia valcov a tesnosti spaľovacieho priestoru. Všetky tieto parametre, až na tesnosť spaľovacieho priestoru, sú nemenné a sú dané konštrukciou motora.
Pokiaľ sa teda pri meraní zistí, že niektorý z valcov nedosahuje výrobcom udávané hodnoty, svedčí to o netesnosti spaľovacieho priestoru. Taktiež je veľmi dôležité, aby bol kompresný tlak všetkých valcov rovnaký.
Čo spôsobuje nižšie kompresné tlaky?
opotrebovaný alebo zničený piestny krúžok
opotrebovaný valec motora
poškodená alebo prasknutá hlava valcov
poškodené tesnenie pod hlavou valcov
poškodený ventil
poškodená pružina ventilu
opotrebované sedlo ventilu
Pokiaľ sú spaľovacie priestory v poriadku, maximálny rozdiel kompresných tlakov je na jednotlivých valcoch do 1 baru (0,1 MPa). Kompresné tlaky sa pri zážihových motoroch pohybujú medzi 1,0 až 1,2 MPa a pri vznetových motoroch 3,0 až 3,5 MPa.
Aké sú bežné hodnoty pre kompresný pomer motora?
Aby sa zabránilo detonačnému spaľovaniu (predčasnému samovznieteniu paliva), kompresný pomer nie je pri zážihových motoroch väčší ako 10:1. Avšak motory, ktoré sú vybavené snímačom detonačného spaľovania, elektronickou riadiacou jednotkou a ďalšími zariadeniami, dokážu dosahovať kompresný pomer až na úrovni 14:1.
Detonačné spaľovanie: Čo to je a čo ho spôsobuje?
Pri preplňovaných zážihových motoroch je kompresný pomer okolo 8.5:1, pretože časť kompresie pracovnej látky sa vykoná v turbodúchadle. Vznetové motory majú kompresný pomer na úrovni 20:1 alebo aj vyšší, pretože fungujú na takom princípe, že sa vstreknuté palivo vznieti od kompresného tepla.
Práve z tohoto dôvodu musí byť kompresný pomer pri vznetových motorov vyšší ako pri zážihových motorov. Kompresný pomer vznetového motora je limitovaný zaťažením od tlakov vo valci motora.