Нека приказката започне отначало.
Имало едно време....
На Земята съществува атмосфера, пълна с газове. Около 73% от тези газове е азот.
Налягането на 0 метра надморска височина е 1 атмосфера или 760 мм живачен стълб. Колкото повече се изкачваме, толкова по-ниско става налягането.
Манометър: устройство, което мери ОТНОСИТЕЛНОТО налягане спрямо текущото атмосферно налягане. Т.е. ако си мерите гумите, у-вото ще покаже с колко е по-голямо налягането спрямо атмосферното. Ако напомпате гумата на морето (0 метра) на 2 атмосфери и занесете гумата на Мусала, то манометъра ще покаже повече от 2 атмосфери (не ми се смята колко точно).
Барометрите мерят АБСОЛЮТНОТО налягане.
Турбото, което набива 0.5 Бара манометрично измерено налягане, тъпче в действителност двигателя с 1.5 Бара.
Атмосферните мотори са онези, които разчитат на налягането на атмосферата да пълни цилиндрите с горивна смес. При пълненето обаче има загуби. Затова на практика мотора не се пълни с 1 Бар, дори да е на морето.
след малко ще се върна тук
Какво е степен на сгъстяване?
Степен на сгъстяване:
Това е отношението м/у два обема, началния и крайния.
Взимаме една спринцовка, която е разграфена до 10 см3. Отваряме буталото до чертичката на която пише 10. Трябва да изчакаме за да се напълни с въздух. Сега използваме пръст, за да запушим отвора (пръста в случая играе роля на идеално твърдо тяло... от гледна точка на физиката). Сега натискаме буталото до деление 1. Тъй-като при свиването намаляваме обема на въздуха, отделя се енергия под формата на топлина (изотермичен процес), затова трябва да изчакаме. Като изстине въздуха проверяваме налягането и установяваме 10 бара
Т.е. при сгъстяване на въздуха от чертичка 10 до чертичка 1, т.е. 10:1, получаваме 10 бара налягане.
В цилиндъра, това е отношението на обема в ДМТ (долна мъртва точка) и ГМТ (горна мъртва точка), като това всъщност е горивната камера.
Да се върнем горе. За да видим колко се увеличава степента на сгъстяване с турбина, правим следната сметка. Турбина създава надналягане 1 бар умножено по степента на сгъстяване.
Или в крайна сметка, в един бензинов мотор със степен на сгъстяване 7:1 и турбо 1 бар = 7*(1 бар от атмосферата + 1бар от турбото) =
14:1
Аууу... ние дизел ли карахме или бензин?!. Да не говорим, че бензина трябва да е по-устойчив на детонации. Турбо надуффф-а не прощава!
Как да измерим степента на сгъстяване?
Ми... аз не се сещам за точен метод. Производителят прави горивната камера с неправилна форма. Ако се разглоби главата, затворят клапаните и се налее подходяща течност, можете да се получи някаква приблизителна стойност от това, което е в действителност.
Как се разрежда един двигател и какво правим с още една гарнитура?
Гарнитурите на цилиндровите глави не винаги са метални. Металните гарнитури са по-добри и повече държат на напън.
Малко сметки:
Моя Z5 мотор е с обем 1489 см3. Като го разделим на 4, получаваме, че обемът на 1 цилиндър е 372.25см3.
Степента на сгъстяване 9.4:1. Обема на горивната камера в ГМТ е Х (хикс).
или
(372.25+Х)/Х=9,4 където Х=44,3 см3
Ако към тези 44.3 см3 добавя обема на още един цилиндър с височина 0.17см (дебелината на гарнитурата) и диаметър 7,53см (диаметъра на дупката в гарнитурата) ще получа следното: 3.14*(7.53/2)^2*0.17= 7.57 см3.
След поставяне на гарнитурата, обема на цилиндъра ще стане 44,3+7.57~52см3.
С колко се променя степента на сгъстяване?
Лесно: (372.25+52)/52=8.2
Т.е. след поставяне на гарнитурата, степента на сгъстяване ще е 8.2:1 . Това е достатъчно за един много нежен надуффф.
Та... разредихме двигателя, хайде да видим до колко може да надуваме с турбина:
Максимална степен на сгъстяване 10:1.
0.9 Бара от атмосферата (има загуби при пълненето)
Степен на сгъстяване 8.2:1
10=8.2(0.9+Х)
Х=0.32 Бара.
Ето... Това е максималния надуф, който мога да направя. За повече ... други работи трябва да се правят
И като погледнем по-горе сметките (онези за турбото и степента на сгъстяване), то не бих надул турбото повече от
0.32 Бараманометрично налягане. За 0.5 да не говорим!
____
Следващите редове не са по темата и ако искате ги игнорирайте...
Ако си спомняте горе свивахме спринцовка и чакахме да изстине въздуха. Обаче в цилиндъра процеса се извършва много бързо, т.е. въздуха няма време да изстине. Процесът не е изотермичен. Физиката казва, че такъв процес в цилиндрите е адиабатен, а по-точно казано, процесът е политропен.
Та, ако сгъстим въздух с определен обем много бързо 10 пъти, неговата температура рязко ще нарастне. Следователно и налягането ще се повиши повече от очакваното. Въпросът е... колко повече ще се повиши това налягане.
Уравнението на политропа е:
Полученото налягане = началното налягане * степен на сгъстяване ^ 1.377
Получена температура = начална температура * степен на сгъстяване ^ (1.377-1)
1.377 се нарича коефициент на политропа, който варира, но може да се приеме за 1.377.
Айде сега да смятаме:
Двигател със степен на сгъстяване 11:1, се пълни от атмосферата с 0.9 Бара (както казахме има загуби при пълненето), а температурата на околния въздух е 25 градуса Целзий (298 Келвина).
Налягането в края на сгъстяването ще е
23.5 Бара
Температурата в края на сгъстяването ще е
468 Градуса Целзий.
Айде... виждам как се опулваш и почваш да гледаш невярващо. Следва въпрос от публиката: Защо мойта компресия не е същата?
Та... какво е това компресия.
На компресията му казват измереното налягане в цилиндъра. Да ама не! Компресия не може да се измери така просто както степента на сгъстяване, или пък с манометър.
Защото:
1. Измерената компресия зависи пряко от това колко е зареден акумулатора (скоростта на въртене на стартера) и гъстотата на маслото. Така при ниски обороти се проявява ефекта на издишане от клапаните...
2. Измерената компресия зависи пряко от това какъв манометър се използва. Защото както сметнах по-горе, обема след сгъстяване е 44 см3. Когато към него се добави и обемът на манометъра и маркуча (примерно 10см3) ще видите, че камерата се е увеличила и цилиндърът се декомпресира. Така че, колкото по-голям манометър ползва мерачът, толкова по-малка компресия ще покаже... Да не говорим, че манометъра допълнително охлажда сгъстения въздух в цилиндъра, от което допълнително спада налягането.
Ако всичко сте разбрали, ще си отговорите защо дизеловите двигатели нямат запалителни свещи, а подгряващи.
уморих се...
Лека нощ