آشنایی با مفهوم نسبت تراکم موتور

http://www.tuningforum.ir/images/imp.../10/1652-1.png

به نسبت حجم محفظه‏ی سیلندر در زمانیکه پیستون در پایینترین سطح خود در درون سیلندر است به حجم این محفظه در زمانیکه پیستون در بالاترین سطح خود (لحظه انفجار) است را نسبت تراکم می‏گویند. بعنوان مثال اگر نسبت تراکم موتوری ۱۰ به یک باشد، بدین معناست که حجم مخلوط سوخت و هوای موجود در سیلندر در لحظه‏ی انفجار (حداکثر تراکم) یک‏دهم حجم خود در پیش از آغاز عمل تراکم است.

نسبت تراکم
در موتور پیستونی نسبت تراکم از نسبت بین حجم سیلندر و محفظه احتراق هنگامی که پیستون در پایین ترین نقطه کورس و حجم محفظه احتراق هنگامی که پیستون دربالاترین نقطه کورس است بدست می آید
تصور کنید سیلندر و محفظه احتراق آن با پیستون در پایین نقطه کورس حاوی ۱۰۰۰ سی سی هواست (۹۰۰ سی سی در سیلندر به همراه ۱۰۰ سی سی در محفظه احتراق). پس هنگامی که پیستون تا بالاترین نقطه کورس خود در داخل سیلندر می ره ، حجم باقی مانده در محفظه احتراق سرسیلندر به ۱۰۰ سی سی کاهش می یابه ، پس نسبت تراکم می تونه به صورت ۱۰۰۰:۱۰۰ شرح داده بشه ، و یا با کاهش کسری ، نسبت تراکم ۱۰:۱
نسبت تراکم بالا مطلوب است چرا که اجازه می ده تا یک موتور مکانیکی انرژی بیشتری رو از توده داده شده از مخلوط سوخت وهوا ( به علت بیشتر بودن راندمان حرارتی) استخراج کند .
در نسبت تراکم بالا در همه فضا مولکول های اکسیژن و سوخت دردسترس است و با استفاده از گرمای حاصل از فشرده سازی قطرات سوخت تبخیر و بهتر با هوا مخلوط می شوند پس بنابر این میتوان در لحظه احتراق قدرت مفید تری از کار انجام شده با گسترش گاز گرم به دست آوردبا این حال در نسبت تراکم بالا اگر بنزین با اکتان پایین استفاده بشه می تونه باعث ناک بشه همچنین دتونیشن. این می تونه بهره وری رو پایین بیاره یا حتی باعث صدمه به موتور بشه (در صورتی که ناک سنسور وجود نداشته باشه وجرقه ریتارد نشه. با این وجود ناک سنسور نیاز به OBDII داره که مورد استفاده در وسایل نقلیه در سال ۱۹۹۶ و مدل های جدیدتره


http://www.procarcare.com/images/sha...a/88528G13.gif
فرمول
این نسبت توسط فرمول زیر محاسبه می شود :
، که در آن
= بور سیلندر(قطر)
= کورس پیستون (طول جابجایی)
= حجم باقی مانده. این حجم محفظه احتراق است (و شامل قطر واشر سر سیلندر هم میشه ).
این حجم حداقل فضا در پایان مرحله تراکمه ، یعنی زمانی که پیستون به نقطه مرگ بالا (TDC) می رسد. با توجه به شکل پیچیده ی این فضا معمولا به جای محاسبه به طور مستقیم اندازه گیری می شه.



ضریب تراکم معمول
موتوربنزینی
با توجه به pinging (دتونیشن) ، نسبت تراکم در موتور بنزین سوز معمولا زیاد بالاتر از ۱۰:۱ نخواهد بود ، گرچه برخی از موتورهای ساخته شده برای تولید عملکرد بالا (high-performance) در سالهای ۱۹۵۵ – ۱۹۷۲ تراکم را تا ۱۳:۱ بالا بردند ، که می توانست در شرایط ایمن با بنزین سربدار با اکتان بالا کار کند.
روش مورد استفاده برای جلوگیری از شروع ناک زدن تو موتورایی که دور بالایی دارن اینه که موتور هوارو با سرعت زیاد به صورت گردابی میکشه توی محفظه سیلندر و مخلوط هوا و سوخت کافی در طی مرحله فشرده سازی فراهم می کنه که نتیجه آن احتراق سریعتر و کامل تر است. علاوه بر این با زمان بندی متغیر سوپاپ و استفاده از ناک سنسور برای تاخیردر زمان احتراق این رو میسر میکنه که موتورهای بنزینی تولید شده با نسبت تراکم بیش از ۱۱:۱ بتونه از سوخت با اکتان ۸۷ استفاده کند
در موتورهای با ping یا ناک سنسور و واحد کنترل الکترونیکی (ECU) نسبت تراکم می تواند از ۱۳:۱ هم بالاتر بره BMW K1200S 2005)). در سال ۱۹۸۱ جگوار سرسیلندری را ارائه کرد که امکان فشرده سازی تا ۱۴:۱ را داشت؛ اما در خودروها تولیدی برای ۱۲.۵:۱ مورد استفاده قرار گرفت.
طراحی سرسیلندر معروف به “May Fireball” توسط مهندس سوئیسی به نام Michael May انجام شده.موتور بنزینی غیر تنفس طبیعی
در موتور بنزینی توربو شارژ و یا سوپر شارژ ، نسبت تراکم عادی ۹.۳۲:۱ یا پایین تر در نظر گرفته میشه.

موتور بنزینی برای مسابقه
انجین موتور سیکلت های مسابقه ای می تواند نسبت تراکم بالاتر از ۱۴:۱ رو هم استفاده کنه و پیدا کردن موتور با نسبت تراکم ۱۲:۱ که برای کار با بنزین اکتان ۸۶ یا ۸۷ طراحی شده غیر معمول نیست.


موتور اتانول و متانول سوز
اتانول و متانول می تونه تراکم قابل توجه به مراتب بالاتر از بنزین را تحمل کنه. در موتورهای متانول و اتانول سوز مسابقه ای اغلب اوقات ضریب تراکم از ۱۴.۵:۱ تا ۱۶:۱ هستش و موتورهای F1 نزدیک به ۱۷:۱ (که برای نسبت حجم / مصرف سوخت در حدود ۱۸۰۰۰ دور در دقیقه بسیار مهمه)


موتور گاز سوز
در موتور های پایه گاز سوزCNG یا LPG ، ضریب تراکم ممکن است بالاتر هم بره ، با توجه به رتبه اکتان بالاتر این سوخت.


موتور دیزل
در موتور دیزل ، (بدون سیستم جرقه الکتریکی که با هوای گرم فشرده سوخت تزریق شده مشتعل میشه) ضریب تراکم عادی از۱۴:۱ تجاوز خواهد کرد و نسبت بیش از۲۲:۱ هم معمول هست. ضریب تراکم مناسب بستگی به طراحی سرسیلندر معمولا ۱۴:۱ – ۱۶:۱ برای موتورهای تزریق مستقیم و۱۸:۱ – ۲۳:۱ برای موتورهای تزریق غیر مستقیمه