Hvad er forbindelsen mellem kompressionsforhold og brændstoføkonomi?

Har du bemærket bølgen af ​​biler med stor gas kilometertal, der rammer markedet? Mazda3 med SkyActiv-motoren kan få 42 miles pr. Gallon (17,9 kilometer pr. Liter). Chevrolet Cruze Eco kan komme 40 miles per gallon (17 kilometer pr. Liter), og Hyundai Elantra kan også. Og få dette: Selvom disse biler får nogle af de bedste gas kilometertal i branchen, bruger de ikke benzin-elektrisk hybridteknologi, alternative brændstoffer eller andre grønne tricks. De drives af den gamle forbrændingsmotor. Så hvad gør deres brændstoføkonomi så god? Deres motorer er supereffektive takket være deres ingeniører, der spiller med en lille ting, der kaldes kompressionsforhold.

Din grundlæggende bilmotor fungerer ved at omdanne kemisk energi fra en kontrolleret eksplosion af blandingen af ​​luft, benzin og en gnist til mekanisk bevægelse. For en mere detaljeret gennemgang af denne proces, se, hvordan en bilmotor fungerer. Men den grundlæggende historie er, at hver bilmotor har et bestemt antal cylindre, der huser stempler. Den kontrollerede eksplosion får stemplet til at bevæge sig op og ned, hvilket drejer motorens krumtapaksel (det er omdannelsen af ​​kemisk til mekanisk energi), der igen styrer hjulene.

Det kompressions forhold er forholdet mellem rumfanget af cylinderen og forbrændingskammeret, når stemplet er i bunden, og rumfanget af forbrændingskammeret, når stemplet er øverst. Automotive ingeniører kan forbedre brændstofeffektivitet og brændstoføkonomi ved at designe motorer med høje kompressionsforhold. Jo højere forhold, jo mere komprimeret er luften i cylinderen. Når luften komprimeres, får du en kraftigere eksplosion fra luft-brændstofblandingen, og mere af brændstoffet bliver brugt. Tænk på det på denne måde: Hvis du skulle være i nærheden af ​​en eksplosion, ville du sandsynligvis vælge at være i nærheden af ​​en et eller andet sted udenfor, fordi eksplosionsstyrken ville sprede sig, og den ville ikke virke så kraftig. I et lille rum ville styrken imidlertid være indeholdt, så den føles meget mere magtfuld. Det er det samme med komprimeringsforhold. Ved at holde eksplosionen i et mindre rum, kan mere af dens kraft udnyttes. Ved for eksempel at øge komprimeringsrationen fra 8: 1 til 9: 1 kan du forbedre brændstoføkonomien med ca. 5 til 6 procent.

Den type komprimeringsforhold, vi netop har lært om, er det, der kaldes en statisk kompressionsforhold. Det kaldes statisk, fordi det kun måles, når indsugningsventilen er lukket. Der er en anden type kompressionsforhold, der tager åbning og lukning af indblæsningsventilen i betragtning. Vi vil tale om det på næste side.

Som vi har set på forrige side, måles statisk motorkompression, når luftindtagsventilen på en motor er helt lukket. I reel drift sker det næsten aldrig. Motoren kører så hurtigt, at luftindtagsventilen muligvis bliver nødt til at åbne igen, før stemplet er færdig med sit fulde op og ned slag. Når det sker, udlukker noget af trykket i cylinderen ud, hvilket reducerer effektiviteten. I bund og grund er der mere plads til luften, så motoren mister noget af strømmen fra forbrændingen med luft-brændstof.

Dynamiske kompressionsforhold tager bevægelsen af ​​luftindtagelsesventilen med i betragtning. Ingeniører kan indstille en motor, så luftindtagsventilen lukkes tidligere, hvilket hjælper cylindertrykket med at bygge. Motoren kan også indstilles til at lukke ventilen senere, men det slipper for luft og reducerer hvor effektivt motoren bruger brændstof.

Beregning af dynamisk kompressionsforhold er faktisk ret hård. For at gøre det bruger du slaglængden og forbindelsesstanglængden til at bestemme stemplets position, når ventilen er helt lukket. Fordi dette forhold findes, når stemplet er i midten af ​​sit slag, er det altid lavere end det statiske kompressionsforhold. Ligesom statisk kompression betyder et højere komprimeringsforhold mere effektiv brændstofforbrug og bedre brændstoføkonomi.

Dagens højeffektive motorer på mange af nutidens biler skylder meget af deres brændstoføkonomi til deres høje kompressionsforhold. Men en motor med høj komprimering har også sine ulemper. For at holde det kørende i tip-top-form, skal du bruge højoktangas, hvilket er dyrere end almindelig blyfri gas. Hvis du springer over premium-gassen over tid, kan motoren udvikle et slag. en motor knock er, når forbrændingen med luft-brændstof ikke sker på det optimale tidspunkt i stemplets slag. Brug af lavt oktan brændstof i en højkomprimeringsmotor kan gøre motorstød mere sandsynlige, så hvis du får en ny, brændstofeffektiv bil med høj komprimering, skal du sørge for at bruge den type gas, der anbefales i din brugermanual til at få mest ud af det.

Leder du efter mere information om motorkomprimeringsforhold og brændstoføkonomi? Bare følg linkene på næste side.

relaterede artikler

• 10 måder til proaktivt at beskytte din motor
• 5 nye motorteknologier, der gør biler sjovere at køre
• 5 måder Moderne bilmotorer adskiller sig fra ældre bilmotorer
• Car Smarts: Motorydelse
• Sådan fungerer bilmotorer
• Sådan fungerer hestekræfter
• Hvad er motorstød?
• Er premium benzin virkelig bedre til luksusbiler?

Kilder

• Toboldt, William K., Larry Johnson, W. Scott Gautier. "Goodheart-Willcox Automotive Encyclopedia. Goodheart-WilCox Company, 2006. Tinley Park, Illinois.
• Vizard, David. "Compression Ratio Tech - Power Presse." Populært Hot Rodding Magazine. Februar 2009. (16. december 2011) http://www.popularhotrodding.com/tech/0311_phr_compression_ratio_tech/index.html