Hva er sammenhengen mellom kompresjonsforhold og drivstofføkonomi?

Har du lagt merke til bølgen av biler med stor bensinkjøring som rammer markedet? Mazda3 med SkyActiv-motoren kan få 42 miles per gallon (17,9 kilometer per liter). Chevrolet Cruze Eco kan komme 40 miles per gallon (17 kilometer per liter), og Hyundai Elantra kan også. Og få tak i dette: Selv om disse bilene får noen av de beste bensindelene i bransjen, bruker de ikke bensinelektrisk hybridteknologi, alternative drivstoff eller andre grønne triks. De drives av den eldgamle forbrenningsmotoren. Så hva gjør drivstofføkonomien deres så bra? Motorene deres er supereffektive, takket være at ingeniørene deres leker med en liten ting som heter kompresjonsforhold.

Din grunnleggende bilmotor fungerer ved å gjøre kjemisk energi fra en kontrollert eksplosjon av blandingen av luft, bensin og gnist til mekanisk bevegelse. For en mer detaljert titt på denne prosessen, sjekk ut hvordan en bilmotor fungerer. Men den grunnleggende historien er at hver bilmotor har et fast antall sylindere som rommer stempler. Den kontrollerte eksplosjonen får stempelet til å bevege seg opp og ned, noe som dreier motorens veivaksel (det er omdannelsen av kjemisk til mekanisk energi), som igjen gir hjulene kraft.

De kompresjonsforhold er forholdet mellom volumet til sylinderen og forbrenningskammeret når stempelet er i bunnen, og volumet til forbrenningskammeret når stempelet er i toppen. Bilingeniører kan forbedre drivstoffeffektiviteten og drivstofføkonomien ved å designe motorer med høye kompresjonsforhold. Jo høyere forhold, jo mer komprimert er luften i sylinderen. Når luften komprimeres, får du en kraftigere eksplosjon fra luft-drivstoffblandingen, og mer av drivstoffet blir brukt. Tenk på det på denne måten: Hvis du måtte være i nærheten av en eksplosjon, ville du sannsynligvis valgt å være i nærheten av en et sted utenfor, fordi eksplosjonens kraft ville forsvinne, og den ville ikke virke like kraftig. I et lite rom ville imidlertid styrken være inneholdt, slik at den kunne føles mye kraftigere. Det er det samme med kompresjonsforhold. Ved å holde eksplosjonen på et mindre rom, kan mer av dens kraft utnyttes. Ved å øke kompresjonsrasjonen fra 8: 1 til 9: 1, for eksempel, kan du forbedre drivstofføkonomien med omtrent 5 til 6 prosent.

Typen av kompresjonsforhold vi nettopp har lært om, er det som er kjent som en statisk kompresjonsforhold. Det kalles statisk fordi det bare måles når inntaksventilen er lukket. Det er en annen type kompresjonsforhold som tar hensyn til åpning og lukking av inntaksventilen. Vi vil snakke om det på neste side.

Som vi lærte på forrige side, måles statisk motorkompresjon når luftinntaksventilen til en motor er helt lukket. Men i virkelig drift, skjer det nesten aldri. Motoren går så fort at luftinntaksventilen kan trenge å åpne igjen før stempelet er ferdig med fullt opp og ned slag. Når det skjer, slukner noe av trykket i sylinderen ut, noe som reduserer effektiviteten. I hovedsak er det mer plass for luften, så motoren mister litt av kraften fra forbrenningen med luft.

Dynamiske kompresjonsforhold tar bevegelsen til luftinntaksventilen i betraktning. Ingeniører kan stille inn en motor slik at luftinntaksventilen skal stenges tidligere, noe som hjelper sylindertrykket å bygge. Motoren kan også stilles inn slik at ventilen skal stenges senere, men som slipper ut luft og reduserer hvor effektivt motoren bruker drivstoff.

Beregne dynamisk kompresjonsforhold er faktisk ganske tøff. For å gjøre det bruker du slaglengden og koblingsstanglengden for å bestemme stempelets plassering når ventilen er helt lukket. Fordi dette forholdet blir funnet når stempelet er i midten av sitt slag, er det alltid lavere enn det statiske kompresjonsforholdet. I likhet med statisk komprimering betyr et høyere kompresjonsforhold mer effektiv drivstoffbruk og bedre drivstofføkonomi.

Dagens høyeffektive motorer på mange av dagens biler skylder mye av drivstofføkonomien til deres høye kompresjonsforhold. Men en motor med høy kompresjon har også ulempene. For å holde den i topp toppform, må du bruke høyeoktangass, som er dyrere enn vanlig blyfri bensin. Hvis du hopper over premiumgassen, over tid, kan motoren utvikle et slag. en motor knock er når forbrenningen av luft-drivstoff ikke skjer på det optimale tidspunktet i stemplets slag. Å bruke lite oktan drivstoff i en høykompresjonsmotor kan gjøre at motoren banker mer sannsynlig, så hvis du får en ny, drivstoffeffektiv bil med høy kompresjon, må du sørge for å bruke den bensintypen som er anbefalt i bruksanvisningen for å få mest ut av det.

Ser du etter mer informasjon om kompressorforhold og motorkraft? Bare følg lenkene på neste side.

relaterte artikler

• 10 måter å beskytte motoren din på
• 5 nye motorteknologier som gjør biler morsommere å kjøre
• 5 måter moderne bilmotorer skiller seg fra eldre bilmotorer
• Car Smarts: Motorytelse
• Hvordan bilmotorer fungerer
• Hvordan hestekrefter fungerer
• Hva er motor knock?
• Er førsteklasses bensin bedre for luksuriøse biler?

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 - The Power Presse." Populært Hot Rodding Magazine. Februar 2009. (16. desember 2011) http://www.popularhotrodding.com/tech/0311_phr_compression_ratio_tech/index.html