Was beeinflusst eigentlich die Verdichtungsverhältnisse des Motors?

Ich bin immer davon ausgegangen, dass je weniger "quadratisch" (oder mehr "undersquare") ein Motorradmotor ist, desto höher sind die Verdichtungsverhältnisse, die er haben kann.

Um dieselbe Verdrängung im Zylinder beizubehalten, erfordert eine kleinere Bohrung einen größeren Hub, sodass der Abstand zwischen dem oberen Totpunkt (TDC) und dem unteren Totpunkt (BDC) größer ist.

Dies bedeutet jedoch nicht zwangsläufig eine höhere Kompressionsrate (CR):

CR = ( V_L + V_H ) / V_L

wobei V_L = Zylindervolumen @ OT, V_H = Bohrung * Hub

Das Zylindervolumen am OT beeinflusst also auch das Verdichtungsverhältnis; es ist nicht nur der Hub (der V_H beeinflusst).

Je höher das Verdichtungsverhältnis, desto höher sollte die Oktanzahl Ihres Kraftstoffs sein. Aber ist das bei all unserer fortschrittlichen EFI- und Zündzeitpunktelektronik immer noch ein Problem?

EFI oder nicht, Kraftstoff ist Kraftstoff; Die Physik der Selbstzündung ändert sich nicht. Im Fall von Benzin-/Benzinmotoren bleibt die Detonation ein Problem, weshalb es eine Grenze dafür gibt, wie viel CR in einem Benzinmotor konstruiert werden kann.

Einfach ausgedrückt ist das Verdichtungsverhältnis eines Motors das Verhältnis zwischen dem Volumen eines Zylinders mit dem Kolben in der unteren Position (Position 1 und 4 im Bild unten) und dem Volumen des gleichen Zylinders mit dem Kolben in der oberen Position (Position 2 und 3 im Bild unten).

Das Volumen des Zylinders mit dem Kolben in der unteren Position ist also im Grunde das Volumen an Kraftstoff und Luft, das der Zylinder aufnehmen kann (beim Ansaugtakt).

Dann wird dieses Gemisch vor der Zündung auf ein viel kleineres Volumen (während des Kompressionshubs) gepresst, und dieses Volumen ist das Zylindervolumen mit dem Kolben in der oberen Position.

Das Verhältnis der 2 gibt an, wie stark das Kraftstoff-Luft-Gemisch komprimiert wird. 9- bis 10-fach ist typisch.

Nun, in Bezug auf die Oktanzahl, einfach ausgedrückt, die Oktanzahl eines Kraftstoffs ist seine Fähigkeit, dem zu widerstehen, was wir Detonation nennen , was bedeutet, dass der Kraftstoff von selbst zu brennen beginnt, nur weil er zu stark zusammengedrückt und zu heiß wurde. Bei höherer Kompression wird das Kraftstoff-Luft-Gemisch stärker zusammengedrückt und es wird heißer (dies ist eine Eigenschaft von Gasen).

Alles, was die elektronische Motorsteuerung tut, ist, im Falle einer Detonation, was bedeutet, dass Sie den falschen Kraftstoff tanken, die Motorsteuerung verzögert und das Kraftstoff-Luft-Gemisch geändert wird, um eine Detonation zu vermeiden. Dies ist jedoch keine Zauberei: Das Kraftstoff-Luft-Gemisch wird nicht optimal für den Motor sein, und das Timing auch nicht. Der Motor erzeugt weniger Leistung, wenn er mit dem falschen Kraftstoff betrieben wird, und das Motormanagement tut sein Ding.

Vorbemerkung: Ich bin weder Ingenieur noch Motorenbauer. Ich lese einfach viel.

Sie haben korrekte Beschreibungen der statischen CR erhalten. Aber Sie haben die Frage mit Bedenken hinsichtlich der Vorzündung formuliert und wie sie durch unter- oder überquadratische Konfigurationen und Kraftstoffqualität beeinflusst wird. Leider wird niemand die Fragen zu Ihrer Zufriedenheit beantworten können.

Die meisten Leute verweisen auf den berechneten statischen CR als Indikator für den Kraftstoffbedarf und die Neigung eines Motors, sich zu Tode zu pingen, zu klopfen und zu rasseln. Das ist eine Faustregel, die früher für die meisten Anwendungen galt. Motoren sind heute nicht mehr dieselben wie damals. Es ist viel mehr über Luftstrom und Kraftstoffverteilung und deren Steuerung bekannt. Es stehen Programme zur Verfügung, um die Wirbel und Wirbel und Pfade einer Luftladung und die Ausbreitung der Flammenfront unter dynamischen Bedingungen grafisch darzustellen.

Mein Fiesta ST leistet 190 PS mit 1.6L und einem Turbolader. Mit einer leichten Abstimmung des Steuergeräts und ohne weitere Änderungen leistet er über 200 PS. Mit nur angeschraubten Modifikationen leistet er über 240 PS. Entschlossene Tuner erreichen mit großen Veränderungen mehr als 300 PS. Der EcoTech 1.6 hat einen statischen CR von 10,5:1.

Noch vor einem Jahrzehnt leisteten Top-Fuel-Motoren 1000 PS pro Zylinder. Heute liegt die zu unterbietende Marke bei 1388 PS pro Zylinder. Dieses verblüffende HP-Niveau wird mit einem statischen CR von 6,5:1 erreicht.

Es gibt keine Möglichkeit, pauschal zu sagen, dass ein bestimmtes statisches CR x, y oder z verursacht. Sie benötigen mehr Informationen, um eine Vorstellung von der Persönlichkeit des Motors zu bekommen. Ich habe über vom Tuner gebaute Honda-Motoren gelesen, die mit einem berechneten statischen CR von 16: 1 straßentauglich sind.

Neben statischem CR gibt es auch dynamisches CR. Während das statische CR mit Messungen der Volumina bei TDC und BDC bestimmt werden kann, erfordert das dynamische CR die Kenntnis mehrerer anderer Messungen. Ventilsteuerung und Kolbengeschwindigkeit sind vielleicht die wichtigsten Determinanten der dynamischen CR. Aber es gibt andere; einschließlich Temperatur und Luftdruck.

Selbst eine Diskussion über Vorzündungen bei Motoren mit über- oder unterquadratischem Hub muss mehr beinhalten als Bohrung und Hub. Wie lang sind die Stangen? Was ist die Quench-Freigabe? Gewölbte Kolben? Maximale Kolbengeschwindigkeit? Form der Brennkammer? Position der Zündkerze? Mehrventil? Umkehr- und Spüleigenschaften des Abgasstroms? Länge der Ansaugkanäle?

Lesen Sie alles, was Sie zu diesem Thema finden können, um Vorzündungen und die Beziehungen zwischen Ventilsteuerung, Zündzeitpunkt, A/F-Verhältnissen, Kolben- und Domformen, VE, BSFC, Druckimpulsen, Spülung und so weiter besser zu verstehen. Ich mag besonders Artikel, die von The Old One geschrieben wurden. Google einfach theoldone. Energy Dynamics ist die allererste Rückkehr. Aber ich warne Sie, für einen Getriebekopf ist diese Seite ein Süßwarenladen.

Neben Bohrung und Hub ist noch ein weiterer Faktor zu berücksichtigen - die Größe des Raums über dem Kolben, wenn sich der Kolben am OT befindet, ist ebenfalls ein Faktor. (Dieser kuppelförmige Bereich, den Sie im Zylinderkopf sehen, wenn der Kopf abgenommen ist). Je kleiner dieser Raum ist, desto höher ist das Verdichtungsverhältnis, selbst wenn Bohrung und Hub gleich sind.

Stellen Sie sich das so vor ... Nehmen wir an, Sie haben einen Kolben, der sich von einem Extrem zum anderen bewegt, und dieser Hub nimmt 100 ccm ein. Das ist die Verschiebung. Aber der Zylinderkopf hatte noch etwas zusätzlichen Platz über dem Kolben, wenn sich der Kolben am OT befindet. Nehmen wir an, dieser Platz beträgt weitere 10 ccm. Das Gesamtvolumen des Raums beträgt also 110 cm³, wenn der Kolben ganz unten ist. Der Kolbenweg wird niemals den gesamten Raum einnehmen (sonst wäre die Kompression astronomisch hoch).

In diesem Beispiel komprimiert der Kolben die gesamte Luft und das Gas, die in einen Raum von 110 ccm passen, auf nur 10 ccm ... 11: 1-Verhältnis ...

Wenn der Platz im Zylinderkopf größer wäre, sinkt das Verdichtungsverhältnis ... Wenn zum Beispiel der Platz im Zylinderkopf 20 cm³ beträgt und der Kolbenweg immer noch 100 cm³ verdrängt, dann: Der Kolben würde die gesamte Luft und das gesamte Gas komprimieren das passt in einen Raum von 120cc bis hinunter zu nur 20cc. 120:20 = 12:2 = 6:1-Verhältnis.

Ein weiterer interessanter Faktor ist, dass, obwohl das Gesamtvolumen im obigen Beispiel 120 cm³ beträgt, der Kolben immer noch nur 100 cm³ "verdrängt" ... was bedeutet, dass am Ende des Auspuffhubs, nachdem der Kolben so viel verbrannt hat, nach außen gedrückt wurde (und jetzt Inertgas) wie es kann, es verbleiben noch 20 ccm verbranntes Inertgas im Zylinder, und am Ende des Ansaugtakts hat der Kolben 100 ccm sauberes Luft / Kraftstoff-Gemisch angesaugt ... Also , am Ende seines Ansaugtakts hat es jetzt eine Mischung aus 100 ccm Frischluft und Benzin und 20 ccm altem inertem Abgas ... (der Punkt ist: Obwohl 120 ccm Platz vorhanden sind, kann es immer nur 100 ccm bekommen Frischluft und Gas, weshalb wir immer vom Hubraum sprechen, nicht vom Gesamtvolumen).

Ich amüsiere mich oft über die Diskussion über Kompressionsverhältnisse. Warum drückt ein Motor mit niedrigerem Verdichtungsverhältnis die Kompressionsanzeige auf eine höhere Zahl als ein Hochleistungsmotor mit hoher Verdichtung? Bei der Erörterung von Kompressionsverhältnissen haben Sie einen Nominalwert und einen absoluten Wert. Das nominelle Verdichtungsverhältnis ist dasjenige, das als Verhältnis des Gesamtvolumens des Zylinders unten in der Mitte zum Gesamtvolumen des Zylinders oben in der Mitte berechnet wird. Das absolute Verdichtungsverhältnis wird vom Volumenpunkt, an dem alle Ventile geschlossen sind (da der Motor nur verdichtet, wenn alle Ventile und/oder Öffnungen geschlossen sind) zum Volumen des Zylinders in der oberen Mitte berechnet. Viele der Hochleistungsmotoren haben eine so radikale Ventilüberschneidung, dass sie wirklich nicht so lange komprimieren wie ein leicht getunter Motor. Das Ping-Problem