Vispārinot var teikt, ka četrtaktu dzinēja efektīvā jauda ir
aprēķināma pēc formulas:
Ne = (Pe*Vh*n)/900
kur:
PE — Vidējais efektīvais gāžu spiediens cilindrā;
Vh — darba tilpums;
n — dzinēja kloķvārpstas pagriezieni. Lietojot vienkāršus pārveidojumus šī pati
formula ir pārveidojama par sekojošo, kas ir krietni vien ērtāka mūsu analīzei:
Ne=A E Vh K n,
kur:
A — vispārējais koeficients, kas apraksta mehāniskā un siltuma lietderības
koeficientus, degvielas parametrus, utt.;
E — saspiešanas pakāpi;
K — koeficients, kas apraksta cilindru piepildījumu ar degmaisījumu;
n— dzinēja kloķvārpstas pagriezieni.
Palielinot ikvienu no augstākminētiem parametriem mēs vienlaikus kāpināsim
dzinēja jaudu, savukārt realizēt A koeficienta palielināšanu, kā arī palielināt
dzinēja kloķvārpstas apgriezienu skaiti, ir pietiekami problemātiski.Vairumā
gadījumu dzinēja forsēšanā pielieto E, Vh un K koeficientu palielināšanu.
Kā efektīvāko ir jāmin Vh (dzinēja darba tilpuma) palielināšanu. Šis paņēmiens
samērā bieži tiek lietots auto industrijā radot “pārejas” modeļus, jo –
sērijveida ražošanas apstākļos tas ir paveicams ar salīdzinoši minimālām
izmaksām. Mēs varam mēģināt palielināt darba tilpumu izvirpojot cilindrus
lielāka diametra vizuļu uzstādīšanai, vai arī palielinot virzuļa gājienu. Tomēr
pats efektīvākais paņēmiens ne vienmēr nozīmē pašu labāko… Tas, kas viegli ir
realizējams industriālās ražošanas apstākļos, nav vienkārši izdarāms garāžas
līmenī. Dzinēja darba tilpuma palielināšanas darbi prasa gan pienācīgi pieredzējušu
personālu, gan iekārtas, gan arī nepieciešamās rezerves daļas.
Kompresijas (Saspiešanas) pakāpes palielināšana ir viens no pamatveidiem, kas
ir pielietojams dzinēja jaudas kāpināšanai. Šī rādītāja pakāpenisks pieaugums
ir noticis visas iekšdedzes dzinēja vēstures laikā un līdz pat šai dienai
kompresijas pakāpe tiek jaukta ar kompresiju ;-). Protams, ka arī šeit ir
zināms limits, ko nosaka lietojamās degvielas oktānskaitlis. Pie tam – būtisks
jaudas pieaugums ir novērojams palielinot kompresijas pakāpi līdz E~ 11. Pēc
šīs robežas jaudas kāpums ir nebūtisks, savukārt detaļu un mezglu resurss
dramatiski sarūk, dzinēja mūžs būtiski samazinās.
Pacelt kompresijas pakāpi tipveida dzinējam ir salīdzinoši vienkārši. Parasti
tiek frēzēta dzinēja galvas plakne, kas ir vērsta pret dzinēja bloku. Ar to
tiek samazināts sadegšanas kameru tilpums, kas arī nodrošina kompresijas
pakāpes palielināšanu. Tomēr šis darbiņš ir ļoti atbildīgs, jo dzinēja galva ir
pietiekami sarežģīts mezgls, tajā notiek visi darba cikla procesi. Samazinot
galvas augstumu pirmkārt ir jānodrošina apstrādes tīrību un paralēlumu ne
sliktāku, ka rūpnieciskā izpildījumā un otrkārt – galvas frēzēšana ir bīstama
ar iespēju neprognozēti atvērt kādu no dzesēšanas kanāliem galvā. Frēzēšanas
dziļums tiek aprēķināts katram dzinējam subjektīvi, tomēr empīriskā pieredze
norāda, ka motoriem ar tilpumu 1.2-1.6l var atļauties nofrēzēt līdz 2.5-3.0mm.
Arī no pieredzes nāk sekojošais – šāda tilpuma dzinējiem galvas augstuma
samazināšana par 0.5mm nodrošina kompresijas pakāpes palielināšanos par 0.3-0.4
vienībām.
Noslēgumā daži fakti, kas nav atsevišķa raksta vērti:
• Dzinēja forsēšana (no angļu force) parasti nozīmē jaudas palielināšanu. Tas
var tikt panākts gan palielinot litrāžas jaudu (kW ko iegūstam no viena darba
tilpuma litra) un saglabājot konstruktoru radīto darba tilpumu, gan arī
vienkārši palielinot darba tilpumu. Dzinēja forsēšana saglabājot tā pirmatnējo
darba tilpumu ir atzīstama par progresīvāku, jo nav saistīta ar degvielas
patēriņa palielināšanos pie salīdzinošiem režīmiem, savukārt – pieprasa
augstāka oktānskaitļa degvielu…
• OK, vēlreiz precizēsim – kompresijas pakāpe norāda par cik reizēm
degmaisījuma tilpums tiek samazināts saspiešanas rezultātā pārvietojot virzuli
par pilnu gājienu no apakšas līdz augšai. Kompresijas pakāpe skaitļos ir
aprēķināma kā cilindra pilnā tilpuma attiecība pret sadegšanas kameras tilpumu.
Kompresijas pakāpe ir konstants lielums konkrētam dzinēja modelim un NEMAINĀS
ekspluatācijas gaitā. Savukārt – kompresija - ir gāžu spiediens cilindrā
saspiešanas takts beigās, ko mēra spiediena mērvienībās (atmosfērās) un kuras
skaitliskais lielums parasti ir lielāks par kompresijas pakāpi (nenolietotam
dzinējam). Virzuļu grupai dilstot kompresija samazinās un izdegot virzulim,
salūstot/izdegot vārstam, var samazināties līdz nebūtiski maziem lielumiem,
savukārt kompresijas pakāpe aizvien paliek nemainīga, jo tā ir KONTRUKTĪVS
lielums, ko nosaka konstrukcija, nevis konkrēto detaļu stāvoklis. Kompresijas
izmērīšanas metodikas ir aprakstītas tik daudz un bieži, ka nav pieminēšanas
vērtas, tikai gribas piebilst, ka kompresijas atšķirība viena dzinēja ietvaros
lielāka par 1kg/cm2 nav normāla un prasa iejaukšanos…
• Normālos darbības režīmos liesmu fronte aizdedzinātā degmaisījumā pārvietojas
no sveces elektrodiem uz cilindra malām ar ātrumu 50-70 m/sek. Process turpinās
līdz viss degmaisījums ir sadedzis. Degšanas frontei izplešoties spiediens un
temperatūra cilindrā aug un – sasniedzot kritiskus lielumus var sākties
degmaisījuma paš-uzliesmojums vēl pirms liesmu frontes pienākšanas (no
spiediena un temperatūras). Tas izraisa sava veida ķēdes reakciju – vienai
liesmu frontei pretim nāk vēl viena, spiediens un temperatūra pieaug
lēcienveidīgi, kas rada aizvien jaunus pašaizdegšanās avotus. Gala rezultātā rodas
detonācijas vilnis, kura kustības ātrums no jau ir vienāds ar 900-1300m/sek.
Detonācija, kā zināms no fizikas, ir degmaisījuma degšana ar sprādziena ātrumu.
Šīs triecienvilnis rada ārkārtīgu slodzi uz sadegšanas kameras detaļām, virzuļu
grupu un klaņu-kloķvārpstas mehānismu. Palielinot dzinēja saspiešanas pakāpi
detonācijas rašanās varbūtība būtiski pieaug, kas arī nosaka nepieciešamību pēc
degvielas ar augstāku oktānskaitli, jo vairums automobilistu zina, ka – jo
lielāks degvielas oktānskaitlis, jo augstāka antidetonācijas noturība
degvielai. Secinājums vienkāršs: forsējot dzinēju paaugstinot saspiešanas
pakāpi būs jāpāriet uz dārgāku degvielu…
• Daudzi autobraucēji detonāciju sauc par “pirkstu klaudzēšanu”. Tā ir kļūda.
Šīs skaņas rodas triecienvilnim iedarbojoties uz cilindra sienām un virzuļiem.
Ilgstoši ekspluatējot dzinēju detonācijas režīmā izplūdes gāzes var iegūt
zaļganu nokrāsu – tās ir dzinēja detaļu alumīnija oksidējušās daļiņas, dārga un
sarežģīta remonta vēstneši…
|
