Statik ve Etkili Sıkıştırma: Neden daha yüksek etkili sıkıştırma daha yüksek oktan gazı gerektirmez?


29

Arka fon


Son zamanlarda destek konusunda çok araştırma yapmaya çalıştım, çünkü gelecekte günlük / hafif görev autox arabamda ılımlı bir turbo kurulum çalıştırmayı planlıyorum. Şeylerin fiziğine girmeye çalışıyorum, böylece yapmamı yaptığım zaman, sadece parçaları tokatlamakla ve en iyisini ummakla kalmayıp, bunun yerine çalışacak bir motorla mühendislik yapıyorum.

Soru


Asıl sorum bu. Bu makaleyi okudum ve sıkıştırma anlayışımı derinleştirirken, beni şu soruya bırakıyor: Yüksek statik sıkıştırma oranına sahip motorların patlamayı önlemek için daha yüksek oktan yakıtlar gerektirdiğini biliyorum, bu nedenle neden daha yüksek etkili sıkıştırma oranlarına sahip motorlar kullanıyor? daha yüksek oktanlı yakıt gerektirmiyor mu?

Genellikle turbo kurulumları yapan ve sadece düzenli pompa gazı kullanan ve etkili sıkıştırma oranı çoğu doğal aspirasyonlu motordan çok daha yüksek olmasına rağmen sorun çıkarmayan insanları duyuyorum. Örneğin, düşündüğüm kurulum 9 p: 1 statik sıkıştırma oranına sahip, 10 psi artışla, 15 psi etkin sıkıştırma sağlayan, turboşarjlı bir Honda d16a6 olacaktı.


2
Burada kendi soruma cevap veriyor olabilirim, ama aklıma bir düşünce geldi. Bunun nedeni çoğu turboşarjlı kurulumun, emme şarj sıcaklığını düşürerek bir çeşit ara soğutucu kullanması mıdır?
Annath

2
o motor için daha yüksek oktanlı yakıta ihtiyacınız olacak. Neden için oldukça uzun cevabımı görün. Düzgün bir şekilde ayarlanmışsa, ana para primi için iyi olmalısınız (yaşadığım yerde 93 oktan).
Bob Cross

Bob. Açıkladığım kadarıyla gördüğümü sanmıyorum. Çok iyi kalitede efendim.

Yanıtlar:


30

tl; dr: Yapıyorlar . Ne kadar olduğunu söylemek çok zor.

Uzun cevap, yaptıkları ve etkili sıkıştırmanın, gerçek efektler için bir yaklaşım olarak başarısız olduğudur.

Patlamayı düşünün (AKA, yakıt-hava karışımının erken tutuşması). Normal olarak iki sebebi göz önünde bulundururuz: sıkıştırma (piston yukarı ve aşağı hareket ederken silindirin etrafındaki boşluktaki değişiklik) ve sıcaklık (örneğin, emme havasının ölçülen sıcaklığı).

Gerçekte, sadece sıcaklık var.

İdeal gaz yasasına geri dönelim :

PV = nRT

nerede Pbasınçtır, Vhacim ve T(derece olarak Kelvin unutmayın!) sıcaklık ve dinlenme bu tartışma ne alakası olmayan ilginç sabitlerdir. Sıkıştırma, bu Vdeğerin azalmasına ve Partmasına neden olur . Bir in İdeal dünya, bunun sonu olur: silindirin sıkıştırma sıcaklık artışı olmadan,% 100 etkin bir yöntem olacaktır.

Ne yazık ki, biz ideal bir dünyadan ziyade gerçek bir dünyada yaşıyoruz . Motorda olanlar için en basit model, sürekli bir entropi sistemi olmasıdır . Bu, sistemdeki gazların ısı kapasitesi oranı ile sınırlandırdığımız anlamına gelir. 1.3'lük bir ısı kapasitesi oranı ve 10: 1'lik bir örnek sıkıştırma oranı kullanırsak, sıcaklıkta yaklaşık iki katına bakıyoruz (derece Kelvin!).

Kısacası, sıkıştırma gazları daha sıcak yapar. Neden bu kötü?

Bu şekilde düşünün: belirli bir oktan gazı için sabit bir sıcaklık bütçeniz var. Eğer Tdaha yüksek olursa T_ignition, bang. Böylece, belirttiğiniz gibi, giriş havası sıcaklığını azaltarak, sisteme bir intercooler ekleyebilirsiniz.

Aynı şekilde, değişen miktarı da Vdeğiştirebilirsiniz. Bu, patlamadan önce motorunuzun tolere edebileceği sıcaklık artışı miktarını artırır.

Şimdi, giriş havasına bir turbo ilave etmek normal atmosferik basıncı önemli ölçüde daha yüksek olan bir şeye sıkıştırır, bu daha önce fırçaladığım diğer sabitlerde bir değişiklik ile sonuçlanır (daha fazla bilgi için turbo hacimsel verimi kontrol edin) ve sıcaklığı arttırır.

Bu benim sıcaklık bütçeme yiyor. Daha düşük oktan gazı kullanırsam, patlama için eşiği düşürür ve güçlendirme sırasında motor hasarına bakıyor olabilirim.

Peki, bunlardan sonra ne yapıyorsun?

  1. Araştırma araştırması araştırması: boşlukta inşa etmeyin. Diğer kişilerin düzenlerini kopyalayın veya üzerlerinde iyileştirin.
  2. Turbo girişinden önce ve sonra hava giriş sıcaklığını ölçün.
  3. Alabileceğiniz en iyi gazı bulun.
  4. Motorunuzun patlamasını önlemek için motor bilgisayarını ayarlayın.

Ayarlamada: ECU'nun yapabileceği bir şey, karışıma fazladan yakıt ekleyerek karışımın soğumasını sağlamaktır. Kuşkusuz, yakıt olarak soğutma suyu kullanılması, mutlak verim için elverişli değildir; Her zaman olduğu gibi, daha az sağ ayak = daha az gaz harcanır.

Yukarıdakilerin tümü Corky Bell'in Turbo Şarjı kitabı olan Maximum Boost - benim gibi inek insanlar için çok eğlenceli bir okuma.

Bir süre sonra takip etme : 10 psi'lik artışla çalışan 9.1 statik sıkıştırma oranı hakkındaki özel soruyu daha yeni fark ettim. Bir örnek olarak, WRX'im yaklaşık 13.5 psi'de 8: 1 çalışıyor, bu yüzden yüzünde 9: 1 10 psi ile elde edilebiliyor.

Etkili sıkıştırma oranı için daha tartışılabilir olan denklemlerden birine bakalım (belirttiğimiz gibi, yine de oldukça karmaşık termodinamiğin bir yaklaşımıdır):

ECR = sqrt((boost+14.7)/14.7) * CR 

Nerede ECR"etkili sıkıştırma oranı" dır ve CR(eğer destek eklemeden önce birlikte başladığı işi) "statik sıkıştırma oranı" dır. boostpsi cinsinden ölçülür (inç kare başına pound). Unutmayın, bu denklemin amacı bize önerilen kurulumun mümkün olup olmadığını söylemek ve sokaktan yarış pisti gibi sokakta satın alabileceğim bir gazla çalışabilecek mi?

Yani, arabamı örnek olarak kullanmak:

ECR = sqrt((13.5 + 14.7) / 14.7) * 8 = sqrt(1.92) * 8 = 11.08

Bu denklemi kullanarak, bunun anlamı, etkili sıkıştırma oranımın en yüksek hızda yaklaşık 11: 1 olmasıdır. Bu, normal olarak emişli bir motoru pompalı gazla (93 oktan) çalıştırmayı umduğunuz sınırların içinde. Ve, varlığın kanıtı olarak arabam 93 oktanda iyi çalışıyor.

Öyleyse, söz konusu kuruluma bakalım:

ECR = sqrt((10 + 14.7) / 14.7) * 9.1 = sqrt(1.68) * 9.1 = 11.79

Referansta belirtildiği gibi, 12: 1 gerçekten bir sokak arabasıyla gidebileceğiniz kadarıyladır, bu yüzden bu kurulum hala bu sınırlar dahilinde olacaktır.

Bütünlüğü sağlamak için, kare kökü göz ardı eden, internette dolaşan başka bir ECR denklemi olduğunu da belirtmeliyiz. Bu işlevin iki sorunu var:

  1. Birincisi, bu 15: 1 arabam için ECR ile sonuçlanacaktı. Bu biraz saçma: Böyle bir motoru sokak gazı ile çalıştırmak bile istemem.

  2. ECR zaten bir yaklaşımdır: “Ne kadar güçlendirebilirim?” Sorusunun asıl cevabı. hava giriş sıcaklığı ve kompresör verimliliği gibi kritik faktörlerden elde edilir. Bir yaklaşım kullanıyorsanız, size hemen yararsız cevaplar veren birini kullanmayın (bkz. 1. nokta).


1
+1 Bu tam olarak aradığım şeydi, teşekkürler! Bu birçok şeyi açıklıyor.
Annath

@BobCross Bu cevap için kıskançlığım açık yeşil, orman yeşili değil ... ama yine de yeşil. Gofaster, arının dizlerinin de olduğunu düşünüyor. Fandom senin için zor olmalı. :-)
DucatiKiller

1
Ehm ... Eğer Vdenkleminizi Tdüşürürseniz, her şeyin sabit olması durumunda eşitliği sağlamak için de azaltmak zorundasınız ! Ancak p, V azaldıkça daha da artacak bir baskı var . Bu yüzden Taslında artıyor. (Formül bile T_1/T_2=V_2/V_1tahmin ettiği gibi doğru değil p=const). Burada bir adyabatik süreç var T_1/T_2=(V_2/V_1)^(κ-1)burada κ1.3 sırasına göre bir (yarı) sabittir. Ancak, hakkında yazdığınız Vve Tkesinlikle doğru olan, genel olarak büyük bir cevap vererek (+1).
sweber

@sweber wow, tamamen haklısın. Bu cevabın hangi taslağının eşitsizliğe eşitlik yapmama izin verdiğini merak ediyorum. Tabii ki baskı sabit değil ya da motor hiç çalışmıyor. O kısmı şu anda yeniden yazıyor.
Bob Cross

5

Eşdeğer etkili sıkıştırmaya sahip bir turbo düzeneğin statik oküler düzeneğe oranla düşük oktanlı gaz alması nedenlerinden biri, sürekli olarak o sıkıştırma oranında olmamanızdır. Örneğin o honda atın. 9: 1 statik oranda, herhangi bir desteklemediğiniz sürece tüm gün 87 oktan çalıştırabilirsiniz. Bir miktar boğazı aşağı bastırmaya başladığınızda, vuruntu sensörleri söner ve motor çeşitli şekillerde tepki vermelidir - belki de yakıtı, kıvılcımları veya geciktirici zamanlamayı kesip, takviyeyi aşağıya çekmelidir (tavsiye etmem).

Statik sıkıştırma durumunda, sadece iyi rölantide kalmaya veya sürüşe devam etseniz bile, hala gerekenden daha düşük oktan gazı için predetonlama yapacaksınız. Bu, aynı zamanda debriyajsız şarj cihazları için de geçerlidir, "off" düğmesi veya "iyi kullanıyorum" avantajı yoktur. Bu daha yüksek sıkıştırma oranına kilitlendiniz.

Yine pratiği tavsiye etmemek için 270hp Ford Probe 2.2L turbo kullandım ve tam güçlendirme (~ 21psi) ve 7.8: 1 statik sıkıştırma oranına sahip oldum, 93 oktan dışında hiçbir şeye ulaşmaya asla cesaret edemem. Bununla birlikte, bazen uzun yolculuklarda 87 oktan ile doldururum ve boost kontrol cihazımı 7psi veya daha düşük bir değere ayarlarım ve herhangi bir vuruş sensörü aktivitesini günlüğe kaydetmem. Yükseltme denetleyicisini düşürmesem bile, risk almak istiyorsanız sadece 'iyi sürün' (ama günaha kuvvetli olabilir). Güzel davrandığımda 87 oktandan 36MPG almayı başardım (oldukça ekonomik). Babamın üst üste binmiş 427hp 4.6L V8 ile karşılaştırdığımda, iyi olduğunuzda 12MPG, olmadığınızda 8MPG alırsınız ve premium dışında bir seçeneğiniz olmaz.


'Boğazını aşağı doğru bir miktar bastırmaya başladığınızda, vuruntu sensörleri kapanacak ve motor çeşitli şekillerde yanıt vermelidir "- doğru, reaktif bir sistemin semptomu tespit edip felaket hasarını önlemek için zamanında tepki vermesini umuyorsunuz Sorun şu ki, bazı durumlarda sıfır olmayan yüzdeler için tam zamanında çalışmayacak
Bob Cross

Oh 120% katılıyorum ve bunu iki kere koydum, bunu yapmamı tavsiye etmiyorum - bu, turbo / bazı aşırı şarjlı kurulumlarda düşük oktanlı gazla neden statik bir sıkıştırma oranına giremediğinizi 'alamıyorsunuzdur. kurmak.
Ehryk

4

@Bob tarafından verilen iyi cevaba ek olarak:

Sorunu hafifletmek için kullanılabilecek bazı püf noktaları var:

  • Erken patlamaları tespit etmek için bir vuruntu sensörü (ve destek basıncını ayarlama). Örneğin, Saab APC , düşük oktanlı yakıtların güvenli bir şekilde kullanılmasını sağlar.

  • Yanma odalarını soğutmak için su enjekte etmek (aşırı yakıt yerine)

  • Silindir başına egzoz termometreleri (ve sıralı enjeksiyon / ateşleme)

Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.