Wat is het verband tussen compressieverhouding en brandstofverbruik?

  • Vova Krasen
  • 0
  • 1960
  • 173
Sommige motoren zijn superefficiënt, dankzij hun ingenieurs die spelen met een klein ding dat compressieverhouding wordt genoemd. Zie afbeeldingen van automotoren. Duangkamon Khattiya / Photographer's Choice / Getty Images

Is het je opgevallen dat auto's met een hoog benzineverbruik op de markt komen? De Mazda3 met de SkyActiv-motor haalt 42 mijl per gallon (17,9 kilometer per liter). De Chevrolet Cruze Eco kan 40 mijl per gallon (17 kilometer per liter) halen, en de Hyundai Elantra ook. En begrijp dit: hoewel deze auto's een van de beste benzinekilometers in de branche halen, gebruiken ze geen hybride benzine-elektrische technologie, alternatieve brandstoffen of andere groene trucs. Ze worden aangedreven door de ouderwetse verbrandingsmotor. Dus wat maakt hun brandstofverbruik zo goed? Hun motoren zijn superefficiënt, dankzij hun ingenieurs die spelen met een klein ding dat compressieverhouding wordt genoemd.

De motor van uw auto werkt door chemische energie van een gecontroleerde explosie van het mengsel van lucht, benzine en een vonk om te zetten in mechanische beweging. Bekijk hoe een automotor werkt voor een meer gedetailleerde kijk op dit proces. Maar het basisverhaal is dat elke automotor een bepaald aantal cilinders heeft waarin zuigers zijn ondergebracht. De gecontroleerde explosie doet de zuiger op en neer bewegen, waardoor de krukas van de motor draait (dat is de omzetting van chemische in mechanische energie), die op zijn beurt de wielen aandrijft.

De compressieverhouding is de verhouding tussen het volume van de cilinder en de verbrandingskamer wanneer de zuiger zich onderaan bevindt, en het volume van de verbrandingskamer wanneer de zuiger zich bovenaan bevindt. Auto-ingenieurs kunnen het brandstofverbruik en het brandstofverbruik verbeteren door motoren met hoge compressieverhoudingen te ontwerpen. Hoe hoger de verhouding, hoe meer gecomprimeerd de lucht in de cilinder is. Wanneer de lucht wordt gecomprimeerd, krijg je een krachtigere explosie van het lucht-brandstofmengsel en wordt er meer brandstof gebruikt. Denk er zo over na: als je in de buurt van een explosie zou moeten zijn, zou je er waarschijnlijk voor kiezen om ergens buiten in de buurt te zijn, omdat de kracht van de explosie zou verdwijnen en het zou niet zo krachtig lijken. In een kleine kamer zou de kracht echter worden ingesloten, waardoor deze veel krachtiger aanvoelt. Hetzelfde geldt voor compressieverhoudingen. Door de explosie in een kleinere ruimte te houden, kan meer van zijn kracht worden benut. Door bijvoorbeeld de compressieverhouding te verhogen van 8: 1 naar 9: 1, kunt u het brandstofverbruik met ongeveer 5 tot 6 procent verbeteren.

Het type compressieverhouding dat we zojuist hebben geleerd, is wat bekend staat als een statische compressieverhouding. Het wordt statisch genoemd omdat het alleen wordt gemeten als de inlaatklep gesloten is. Er is een ander type compressieverhouding die rekening houdt met het openen en sluiten van de inlaatklep. Daarover praten we op de volgende pagina.

Zoals we op de vorige pagina hebben geleerd, wordt de statische motorcompressie gemeten wanneer de luchtinlaatklep van een motor volledig gesloten is. In de praktijk gebeurt dat echter bijna nooit. De motor loopt zo snel dat de luchtinlaatklep mogelijk opnieuw moet worden geopend voordat de zuiger zijn volledige op- en neergaande slag heeft voltooid. Wanneer dat gebeurt, lekt een deel van de druk in de cilinder weg, wat de efficiëntie vermindert. In wezen is er meer ruimte voor de lucht, waardoor de motor een deel van het vermogen verliest van de verbranding van lucht en brandstof.

Dynamische compressieverhoudingen houden rekening met de beweging van de luchtinlaatklep. Ingenieurs kunnen een motor zo afstellen dat de luchtinlaatklep eerder sluit, waardoor de cilinderdruk wordt opgebouwd. De motor kan ook worden afgesteld om de klep later te laten sluiten, maar dat laat wat lucht ontsnappen en vermindert hoe efficiënt de motor brandstof gebruikt.

Berekenen van de dynamische compressieverhouding is eigenlijk best moeilijk. Om dit te doen, gebruik je de slaglengte en de drijfstanglengte om de positie van de zuiger te bepalen als de klep volledig gesloten is. Omdat deze verhouding wordt gevonden wanneer de zuiger zich in het midden van zijn slag bevindt, is deze altijd lager dan de statische compressieverhouding. Net als bij statische compressie betekent een hogere compressieverhouding een efficiënter brandstofverbruik en een lager brandstofverbruik.

De moderne motoren met een hoog rendement van veel van de huidige auto's danken een groot deel van hun brandstofverbruik aan hun hoge compressieverhoudingen. Maar een motor met hoge compressie heeft ook zijn nadelen. Om het in topvorm te houden, moet u gas met een hoog octaangetal gebruiken, dat duurder is dan normaal loodvrij gas. Als u het premiumgas overslaat, kan de motor na verloop van tijd een klap krijgen. Een motor kloppen is wanneer de lucht-brandstofverbranding niet op het optimale moment in de zuigerslag plaatsvindt. Het gebruik van brandstof met een laag octaangehalte in een motor met hoge compressie kan de motor waarschijnlijker stoten, dus als u een nieuwe, zuinige auto met hoge compressie koopt, zorg er dan voor dat u het type gas gebruikt dat wordt aanbevolen in uw gebruikershandleiding om de het meeste eruit.

Op zoek naar meer informatie over de compressieverhouding van de motor en het brandstofverbruik? Volg gewoon de links op de volgende pagina.

gerelateerde artikelen

  • 10 manieren om uw motor proactief te beschermen
  • 5 nieuwe motortechnologieën die auto's leuker maken om te rijden
  • 5 manieren waarop moderne automotoren verschillen van oudere automotoren
  • Car Smarts: motorprestaties
  • Hoe automotoren werken
  • Hoe paardenkracht werkt
  • Wat is kloppen van de motor?
  • Is premium benzine echt beter voor luxe voertuigen?

Bronnen

  • Toboldt, William K., Larry Johnson, W.Scott Gautier. "Goodheart-Willcox Automotive Encyclopedia. Goodheart-WilCox Company, 2006. Tinley Park, Illinois.
  • Vizard, David. "Compressieverhouding Tech - The Power Squeeze." Populair Hot Rodding Magazine. Februari 2009. (16 december 2011) http://www.popularhotrodding.com/tech/0311_phr_compression_ratio_tech/index.html



Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.

De meest interessante artikelen over geheimen en ontdekkingen. Veel nuttige informatie over alles
Artikelen over wetenschap, ruimte, technologie, gezondheid, milieu, cultuur en geschiedenis. Duizenden onderwerpen uitleggen, zodat u weet hoe alles werkt