Stopień sprężania, to stosunek pojemności cylindra wraz z pojemnością komory spalania do pojemności komory spalania: E=(Vc+Vks)/Vks gdzie: Vc= pojemność skokowa jednego cylindra, a Vks= pojemność komory spalania
Jest zależnością geometryczną wskazującą ile razy zmniejsza się pojemność podczas suwu sprężania, czyli ruchu tłoka od DMP (Dolnego Martwego Punktu) do GMP. Oczywiście silnik nie pracuje na stopniu sprężania, lecz na ciśnieniu sprężania, ale stopień sprężania ma na to ciśnienie bezpośredni, choć nie jedyny wpływ. Wraz ze wzrostem stopnia sprężania zwiększa się ciśnienie sprężania, powodując wzrost mocy wg wzoru:
nowa moc=stara moc*(E2/E1)^(0,365*n)
gdzie: E2 = nowy stopień sprężania E1 = stary stopień sprężania n = ilość cylindrów
Jak widać ze wzoru, im więcej cylindrów, tym większy przyrost mocy z takiego samego przyrostu stopnia sprężania i z tego powodu najmocniejsze wolnossące silniki wyczynowe, to najczęściej silniki 12 cylindrowe. A aby wynik był prawdziwy, po podniesieniu stopnia sprężania nie może być opóźniany zapłon, a paliwo i skład mieszanki muszą pozostać bez zmian. Nie może też występować spalanie detonacyjne, które jest jedynym ogranicznikiem zwiększania stopnia sprężania. Niestety przy spełnieniu tych wszystkich w/w warunków możliwości zwiększania stopnia sprężania w silnikach seryjnych są z reguły niewielkie tym bardziej jeżeli seryjnie producent zaleca zasilanie paliwem LO98. Nieco lepiej wygląda sytuacja z podnoszeniem stopnia sprężania w silnikach seryjnych zasilanych paliwem LO95. W takich przypadkach możliwe jest niewielkie zwiększenie stopnia sprężania i przejście na paliwo LO98.
Zwiększanie stopnia sprężania może odbywać się na kilka sposobów, ale najczęściej odbywa się przez zmniejszanie pojemności komory spalania, przy niezmienionej pojemności skokowej cylindra. W takim przypadku, najczęściej wystarcza samo splanowanie głowicy, rzadziej wymaga wymiany tłoków na bardziej wypukłe. Zwiększenie stopnia sprężania występuje również w przypadku zwiększania pojemności skokowej cylindra, przy niezmienionej pojemności komory spalania ( sytuacja taka występuje gdy zwiększamy średnicę lub skok tłoka, lub i jedno i drugie ). Przekroczenie dla stosowanego paliwa dopuszczalnej wartości ciśnienia sprężania, powoduje wystąpienie bardzo szkodliwego spalania detonacyjnego, a to z kolei powoduje spadek mocy, wzrost temperatury i w krótkim czasie może być powodem poważnej awarii silnika.
O ile w silnikach seryjnych możliwości podnoszenia stopnia sprężania są bardzo ograniczone, o tyle w silnikach modyfikowanych już nie, ponieważ odporność silnika na spalanie detonacyjne wzrasta wraz ze wzrostem obrotów mocy maksymalnej. Tak więc modyfikując silnik i zwiększając jego obroty mocy maksymalnej, możemy bez obawy stosownie zwiększać jego stopień sprężania w/g wzoru:
E2=E1*(obr2/obr1)^(1/(0,365*n)) gdzie: obr1 = seryjnej obrony mocy max obr2 = nowe obroty mocy max E1 = seryjny stopień sprężania E2 = nowy stopień sprężania
Jeżeli np. czterocylindrowy silnik seryjny ma stopień sprężania 9, a moc maksymalną przy 6000 obr/min i skutkiem modyfikacji nowa moc maksymalna wystąpi przy 8000 obr/min, to właściwy nowy stopień sprężania obliczamy:
Enowy=9*(8000/6000)^(1/(0,365*4))
Stopień sprężania w turbo Doładowanie zwiększa ciśnienie sprężania i powoduje wzrost skłonności silnika do występowania spalania detonacyjnego. W przypadku niskociśnieniowego turbo (soft) w silnikach seryjnie zasilanych paliwem LO95 z reguły nie zachodzi potrzeba ich odprężania, ponieważ w celu zapobieżenia spalaniu detonacyjnemu wystarczy przejść na paliwo LO98 i ew. zmienić seryjne świece zapłonowe na świece o tej samej wartości cieplnej, ale konstrukcji z wewnętrzną (schowaną) elektrodą. Natomiast w pozostałych przypadkach silnik należy odprężyć w/g wzoru: E dla turbo = E wolnossące - (P/1,32) P - ciśnienie doładowania 1,32 - wykładnik politropy
cdn © prawa autorskie - Grzegorz Grabowski |