Дотоод шаталтат хөдөлгүүрийн шахалтын харьцаа гэж юу вэ

Поршений дотоод шаталтат хөдөлгүүрийн дизайны чухал шинж чанаруудын нэг нь шахалтын харьцаа юм. Энэ параметр нь дотоод шаталтат хөдөлгүүрийн хүч, түүний үр ашиг, мөн түлшний зарцуулалтад нөлөөлдөг. Үүний зэрэгцээ цөөхөн хүн шахалтын зэрэг нь юу гэсэн үг болохыг үнэн зөвөөр төсөөлдөг. Олон хүмүүс үүнийг шахалтын синоним гэж боддог. Хэдийгээр сүүлийнх нь шахалтын зэрэгтэй холбоотой боловч эдгээр нь огт өөр зүйл юм.

Нэр томъёог ойлгохын тулд та эрчим хүчний нэгжийн цилиндрийг хэрхэн зохион байгуулдаг, дотоод шаталтат хөдөлгүүрийн ажиллах зарчмыг ойлгох хэрэгтэй. Шатамхай хольцыг цилиндрт шахаж, дараа нь доод үхсэн төвөөс (BDC) дээд үхдэл (TDC) руу шилжих поршений тусламжтайгаар шахагдана. TDC-ийн ойролцоох шахсан хольц нь гал авалцаж, шатдаг. Өргөтгөсөн хий нь механик ажил хийж, поршений эсрэг чиглэлд - BDC руу түлхэж өгдөг. Поршентой холбосон холбогч саваа нь тахир гол дээр ажиллаж, түүнийг эргүүлэхэд хүргэдэг.

BDC-ээс TDC хүртэлх цилиндрийн дотоод ханаар хязгаарлагдсан зай нь цилиндрийн ажлын эзэлхүүн юм. Нэг цилиндрийн шилжилтийн математик томъёо нь дараах байдалтай байна.

Vₐ = πr²s

энд r нь цилиндрийн дотоод хэсгийн радиус;

s нь TDC-ээс BDC хүртэлх зай (поршений цохилтын урт).

Поршений TDC хүрэхэд түүний дээр бага зэрэг зай үлдсэн хэвээр байна. Энэ бол шатаах камер юм. Цилиндрийн дээд хэсгийн хэлбэр нь нарийн төвөгтэй бөгөөд тодорхой загвараас хамаарна. Тиймээс шаталтын камерын Vₑ эзэлхүүнийг ямар нэг томъёогоор илэрхийлэх боломжгүй юм.

Мэдээжийн хэрэг, Vₒ цилиндрийн нийт эзэлхүүн нь ажлын хэмжээ ба шатаах камерын эзэлхүүний нийлбэртэй тэнцүү байна.

Vₒ = Vₐ+Vₑ

Шахалтын харьцаа нь цилиндрийн нийт эзэлхүүнийг шатаах камерын эзлэхүүнтэй харьцуулсан харьцаа юм.

ε = (Vₐ+Vₑ)/Vₑ

Энэ утга нь хэмжээсгүй бөгөөд үнэндээ энэ нь хольцыг цилиндрт шахахаас эхлээд гал асаах мөч хүртэлх даралтын харьцангуй өөрчлөлтийг тодорхойлдог.

Цилиндрийн ажлын эзэлхүүнийг нэмэгдүүлэх, эсвэл шатаах камерын эзэлхүүнийг багасгах замаар шахалтын харьцааг нэмэгдүүлэх боломжтой гэдгийг томъёоноос харж болно.

Төрөл бүрийн дотоод шаталтат хөдөлгүүрүүдийн хувьд энэ параметр нь ялгаатай байж болох бөгөөд нэгжийн төрөл, түүний дизайны онцлогоор тодорхойлогддог. Орчин үеийн бензин дотоод шаталтат хөдөлгүүрүүдийн шахалтын харьцаа 8-12 хооронд хэлбэлздэг бөгөөд зарим тохиолдолд 13 ... 14 хүртэл хүрч болно. Дизель хөдөлгүүрийн хувьд энэ нь илүү өндөр бөгөөд 14 ... 18 хүрдэг бөгөөд энэ нь дизель хольцын гал асаах үйл явцын онцлогтой холбоотой юм.

Шахалтын хувьд энэ нь поршений BDC-ээс TDC руу шилжих үед цилиндрт үүсэх хамгийн их даралт юм. Даралтын олон улсын SI нэгж нь паскаль (Па/Па) юм. Бар (бар) ба агаар мандал (at / at) зэрэг хэмжигдэхүүнийг мөн өргөн ашигладаг. Нэгжийн харьцаа нь:

1 at = 0,98 бар;

1 бар = 100 Па

Шахалтын зэргээс гадна шатамхай хольцын найрлага, дотоод шаталтат хөдөлгүүрийн техникийн байдал, ялангуяа цилиндр-поршений бүлгийн эд ангиудын элэгдлийн зэрэг нь шахалтад нөлөөлдөг.

Шахалтын харьцаа нэмэгдэхийн хэрээр поршений хийн даралт нэмэгдэж байгаа нь эцэстээ хүч нэмэгдэж, дотоод шаталтат хөдөлгүүрийн үр ашиг нэмэгддэг гэсэн үг юм. Холимог бүрэн шаталт нь байгаль орчны гүйцэтгэлийг сайжруулж, түлшний хэмнэлттэй хэрэглээг бий болгодог.

Гэхдээ шахалтын харьцааг нэмэгдүүлэх боломж нь тэсэлгээний эрсдэлээр хязгаарлагддаг. Энэ процесст агаар-түлшний хольц шатдаггүй, харин дэлбэрдэг. Ашигтай ажил хийгдээгүй боловч бүлүүр, цилиндр болон бүлүүрт механизмын хэсгүүд нь ноцтой нөлөөлөл үзүүлж, хурдан элэгдэлд хүргэдэг. Тэсрэх үед өндөр температур нь хавхлагууд болон поршений ажлын гадаргууг шатаахад хүргэдэг. Тодорхой хэмжээгээр өндөр октантай бензин нь дэлбэрэлтийг даван туулахад тусалдаг.

Дизель хөдөлгүүрт дэлбэрэлт бас боломжтой боловч тарилгын буруу тохируулга, цилиндрийн дотоод гадаргуу дээрх хөө тортог болон шахалтын харьцаа нэмэгдсэнтэй холбоогүй бусад шалтгааны улмаас үүсдэг.

Цилиндрийн ажлын хэмжээ эсвэл шахалтын харьцааг нэмэгдүүлэх замаар одоо байгаа нэгжийг хүчээр шахах боломжтой. Гэхдээ энд хэтрүүлэхгүй байх нь чухал бөгөөд тулалдаанд яарахаасаа өмнө бүх зүйлийг сайтар тооцоолох хэрэгтэй. Алдаа нь нэгжийн үйл ажиллагааны тэнцвэргүй байдал, тэсрэлтэд хүргэж болзошгүй тул өндөр октантай бензин, гал асаах хугацааг тохируулах нь тус болохгүй.

Эхэндээ өндөр шахалтын харьцаатай хөдөлгүүрийг хүчээр шахах нь бараг утгагүй юм. Хүчин чармайлт, мөнгөний зардал нэлээд их байх бөгөөд эрх мэдлийн өсөлт нь ач холбогдолгүй байх магадлалтай.

Хүссэн зорилгодоо хоёр аргаар хүрч болно - цилиндрийг цоолох, дотоод шаталтат хөдөлгүүрийн ажлын хэмжээг ихэсгэх эсвэл доод гадаргууг (цилиндрийн толгой) тээрэмдэх замаар.

Цилиндр уйтгартай

Үүний хамгийн тохиромжтой мөч бол та ямар ч байсан цилиндрийг цоолох хэрэгтэй болно.

Энэ ажиллагааг гүйцэтгэхийн өмнө та шинэ хэмжээтэй поршений болон цагиргийг сонгох хэрэгтэй. Энэхүү дотоод шаталтат хөдөлгүүрийн засварын хэмжээсийг олоход хэцүү биш байх магадлалтай, гэхдээ энэ нь хөдөлгүүрийн ажлын хэмжээ, хүчийг мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлэхгүй, учир нь хэмжээ нь маш бага юм. Бусад нэгжийн хувьд том диаметртэй поршений болон цагираг хайх нь дээр.

Та цилиндрийг өөрөө цоолохыг хичээх ёсгүй, учир нь энэ нь зөвхөн ур чадвар төдийгүй тусгай тоног төхөөрөмж шаарддаг.

Цилиндр толгойн төгсгөл

Цилиндрийн толгойн доод гадаргууг тээрэмдэх нь цилиндрийн уртыг багасгах болно. Толгойн хэсэгт хэсэгчлэн эсвэл бүрэн байрладаг шатаах камер нь богиноссон бөгөөд энэ нь шахалтын харьцаа нэмэгдэх болно гэсэн үг юм.

Ойролцоогоор тооцооллын хувьд миллиметрийн дөрөвний нэг давхаргыг арилгах нь шахалтын харьцааг аравны нэгээр нэмэгдүүлнэ гэж үзэж болно. Илүү нарийн тохируулга нь ижил нөлөө үзүүлэх болно. Та мөн нэгийг нөгөөтэй нь хослуулж болно.

Толгойг эцэслэх нь үнэн зөв тооцоолол шаарддаг гэдгийг бүү мартаарай. Энэ нь хэт их шахалтын харьцаа болон хяналтгүй тэсрэлтээс зайлсхийх болно.

Дотоод шаталтат хөдөлгүүрийг ийм байдлаар хүчээр шахах нь өөр нэг боломжит асуудалтай тулгардаг - цилиндрийг богиносгох нь поршений хавхлагатай таарах эрсдэлийг нэмэгдүүлдэг.

Бусад зүйлсийн дотор хавхлагын цагийг дахин тохируулах шаардлагатай болно.

Шаталтын камерын эзэлхүүнийг хэмжих

Шахалтын харьцааг тооцоолохын тулд та шаталтын камерын эзлэхүүнийг мэдэх хэрэгтэй. Нарийн төвөгтэй дотоод хэлбэр нь түүний эзлэхүүнийг математикийн аргаар тооцоолох боломжгүй болгодог. Гэхдээ үүнийг хэмжих нэлээд энгийн арга бий. Үүнийг хийхийн тулд бүлүүрийг дээд цэгт байрлуулж, ойролцоогоор 20 см³ эзэлхүүнтэй тариур ашиглан тос эсвэл бусад тохиромжтой шингэнийг оч залгуурын нүхээр бүрэн дүүргэх хүртэл хийнэ. Хэдэн шоо асгаснаа тоол. Энэ нь шатаах камерын эзэлхүүн байх болно.

Нэг цилиндрийн ажлын эзлэхүүнийг дотоод шаталтат хөдөлгүүрийн эзэлхүүнийг цилиндрийн тоонд хуваах замаар тодорхойлно. Хоёр утгыг мэдэж байгаа тул дээрх томъёог ашиглан шахалтын харьцааг тооцоолж болно.

Ийм үйл ажиллагаа нь жишээлбэл, хямд бензин рүү шилжих шаардлагатай байж болно. Эсвэл хөдөлгүүр амжилтгүй болсон тохиолдолд та буцах хэрэгтэй. Дараа нь анхны байрлал руугаа буцахын тулд цилиндрийн толгойн өтгөрүүлсэн жийргэвч эсвэл шинэ толгой шаардлагатай. Сонголт болгон хоёр энгийн зайг ашиглана уу, тэдгээрийн хооронд хөнгөн цагаан оруулга байрлуулж болно. Үүний үр дүнд шатаах камер нэмэгдэж, шахалтын харьцаа буурах болно.

Өөр нэг арга бол поршений ажлын гадаргуугаас металл давхаргыг арилгах явдал юм. Гэхдээ ажлын гадаргуу (доод хэсэг) нь гүдгэр эсвэл хотгор хэлбэртэй байвал ийм арга нь асуудалтай байх болно. Поршений титмийн нарийн төвөгтэй хэлбэрийг ихэвчлэн хольцын шаталтын процессыг оновчтой болгохын тулд хийдэг.

Хуучин карбюраторын ICE-д хүчээ тайлах нь асуудал үүсгэдэггүй. Гэхдээ ийм журмын дараа орчин үеийн тарилгын дотоод шаталтат хөдөлгүүрийн электрон удирдлага нь гал асаах хугацааг тохируулахдаа алдаатай байж магадгүй бөгөөд дараа нь бага октантай бензин ашиглах үед дэлбэрэлт үүсч болно.