Το λεπόν,
Θέτω επί τάπητος ένα τεχνικό θέμα, το οποίο μου προέκυψε κατά την ανακατασκευή του πρότζεκτ μου: υπάρχει σχέση ανάμεσα στην σχέση συμπίεσης και στην στατική συμπίεση ενός κινητήρα; Και αν ναι, ποιά είναι αυτή;
Να υπενθυμίσω ότι:
- η σχέση (λόγος) συμπίεσης είναι ο λόγος μεταξύ του όγκου του θαλάμου καύσης όταν το έμβολο είναι στο ΚΝΣ προς τον ίδιο όγκο όταν το έμβολο είναι στο ΑΝΣ.
- η στατική συμπίεση (= πίεση συμπίεσης) είναι η μέγιστη πίεση που μετράμε με το πιεσόμετρο από τη μπουζότρυπα (έχοντας προφανώς βγάλει το μπουζί) και γυρνώντας τον κινητήρα με τη μίζα
Προ ημερών, πήρα το θάρρος και επικοινώνησα με πμ με δύο μέλη του φόρουμ, κατά τεκμήριο γνώστες του αντικειμένου. Και οι δύο απήντησαν εμφατικά ότι δεν υπάρχει καμμία σχέση. Αν θέλουν, ας μπουν εδώ να αναπτύξουν λίγο παραπάνω το θέμα. Εγώ πάντως καταλήγω να έχω ακόμα ορισμένες επιφυλάξεις.
Η δική μου ιστορία ξεκίνησε όταν μέτρησα τη στατική συμπίεση του κινητήρα που ανακατασκευάζω. Ο κινητήρας είναι από ένα Honda NX 650 Dominator με 657cc και λόγο γύρω στο 10 : 1 (μπορώ να δημοσιεύσω και λοιπές προδιαγραφές, αν αποδειχθούν σχετικές). Η στατική συμπίεση μετρήθηκε στα 210psi.
Συγχρόνως, εδώ και πολύν καιρό που ασχολούμαι με το συγκεκριμένο πρότζεκτ, αλληλογραφώ με έναν αμερικανό βελτιωτή. Είναι πάρα πολύ παλιός στον χώρο, πεπειραμένος και πολυνίκης. Και είναι προσηνής οπότε συν τω χρόνω ήρθαμε αρκετά κοντά (και έχουμε κουβεντιάσει και για αρκετά άλλα πράγματα εκτός από μηχανάκια...)
Αυτός, στηριζόμενος στο νόμο του Boyle (σε συνθήκες σταθερής θερμοκρασίας, P x V= σταθερό), επιμένει ότι υπάρχει σχέση μεταξύ των δύο – όχι απόλυτα και εύκολα υπολογίσημη, ωστόσο υπαρκτή. Από την άλλη η συμπίεση που μετράω εγώ (και έχω ξαναμετρήσει στο παρελθόν σε άλλο, παρεμφερές, μοτέρ) τον διαψεύδει. Αντιθέτως η θεωρία, όπως την αντιλαμβάνομαι εγώ, τον δικαιώνει.
Πάμε τώρα στη δική μου θέση (που δεν είναι και απόλυτα σαφής, γι'αυτό και γράφω εδώ):
Αν υποθέσουμε ότι ο κύλινδρος πληρούται απολύτως όταν το έμβολο βρίσκεται στο ΚΝΣ και δεν υπάρχουν απώλειες (οι βαλβίδες σφραγίζουν αμέσως), τότε με λόγο συμπίεσης 10:1 και ατμοσφαιρική πίεση 14,7psi, όταν το έμβολο ανέβει στο ΑΝΣ, θα μειώσει τον όγκο του θαλάμου καύσης στο 1/10 αυτού, άρα η πίεση συμπίεσης που θα μετρήσουμε θα πρέπει να είναι 14,7 x 10 = 147 psi. Προφανώς, υποτίθεται ότι συμπιέζουμε ένα ιδανικό αέριο και ότι η θερμοκρασία του είναι λίγο πολυ σταθερή.
Τα 147psi στον κινητήρα μας είναι αυτά που, θεωρητικά, εξασφαλίζουν το 100% της απόδοσής του (ως αεραντλία) αφού θεωρούμε ότι δεν υπάρχουν απώλειες πίεσης από πουθενά.
Τώρα, αφού οι βαλβίδες εισ/εξ ακοιγοκλείνουν, απώλειες πίεσης υπάρχουν άρα η μέγιστη πίεση που θα μετρηθεί θα πρέπει να είναι μικρότερη από τα 147psi που υπολογίσαμε παραπάνω.
Συγχρόνως, (και αντιθέτως), το ρευστό που συμπιέζεται (σκέτος αέρας, ή μείγμα αέρα-βενζίνης - ό,τι προτιμάτε για να γίνει το θέμα πιο απλό) έχει κάποια μάζα, έχει και ταχύτητα, άρα έχει και αδράνεια. Συνεπώς, με τον κατάλληλο εκκεντροφόρο, μπορούμε θεωρητικά να πληρώσουμε με πάνω από 100% τον θάλαμο καύσης (αυτή είναι η δουλειά των "άγριων" εκκεντροφόρων και του αντίστοιχου χρονισμού τους).
Άρα, απο τη μία χάνουμε πίεση συμπίεσης λόγω των βαλβίδων που ανοιγοκλείνουν, αλλά κερδίζουμε πίεση συμπίεσης από την αδράνεια του ρευστού και τον εκκεντροφόρο. Όπερ σημαίνει ότι μπορούμε, θεωρητικώς να έχουμε τον κύλινδρο να δουλεύει και κάτω, αλλά και πάνω από το 100% της απόδοσης του.
Πάμε παρακάτω:
Το προφίλ και ο χρονισμός του εκκεντροφόρου είναι γνωστά, η διάμετροι των βαλβίδων είναι γνωστές, άρα ξέρουμε ανά πάσα στιγμή το πόσο ανοικτή είναι η κάθε βαλβίδα σε σχέση με τη θέση του εμβόλου. Γεωμετρικά χαρακτηριστικά αυλών εισ/εξ, κλπ είναι επίσης γνωστά (άρα ξέρουμε απώλειες).
Τέλος, οι ατμοσφαιρικές συνθήκες (πίεση, θερμοκρασία, υγρασία κλπ) είναι γνωστές, άρα γνωρίζουμε και την σύσταση και την ποιότητα του συμπιεζόμενου ρευστού.
Θεωρούμε ότι απώλειες προς τα κάτω από τα ελατήρια του εμβόλου δεν υφίστανται.
Εν ολίγοις, γνωρίζουμε και τί ρευστό έχουμε και από που περνάει.
Άρα καταλήγουμε ( ; ) στο ότι πρέπει να υπάρχει σχέση μεταξύ λόγου συμπίεσης και πίεσης συμπίεσης σε έναν κινητήρα. Δηλαδή, κρατώντας όλα τα υπόλοιπα σταθερά, μεταβάλλοντας τον λόγο συμπίεσης, μεταβάλλεται αντιστοίχως και η πίεση συμπίεσης και μάλιστα με γνωστό και υπολογίσιμο (θεωρητικώς) τρόπο.
[Η μηχανική ρευστών δεν ήταν ποτέ το φόρτε μου. Γνωρίζω ωστόσο τί συμβαίνει και γιατί. Μη με ρωτήσει λοιπόν κανείς να παραθέσω μαθηματικούς τύπους για τα παραπάνω διότι έχουν περάσει δύο δεκαετίες από τότε που τα διδάχθηκα και ούτως ή άλλως, ούτε και τότε ήμουν πολύ καλός. Όταν όμως υπάρχει μια συνάρτηση μεταξύ Α και Β και άλλη μία συνάρτηση μεταξύ Β και Γ, τότε είναι ΑΠΟΛΥΤΩΣ βέβαιο ότι υπάρχει συνάρτηση και μεταξύ Α και Γ]
Επί του πρακτέου τώρα:
Με λόγο συμπίεσης 10 : 1, σύμφωνα με τα παραπάνω, θα έπρεπε να έχω πίεση συμπίεσης 147 psi, ή κάπου εκεί γύρω. Όπως είπα όμως έχω 210psi που σημαίνει 43% παραπάνω – πάρα πολύ, αν θεωρήσουμε ότι η παραπάνω θεωρία ισχύει.
Ομοίως (αν θυμάμαι καλά) το καλοκαίρι μετρήσαμε το CB μου (σε διαφορετικό συνεργείο, άρα και με διαφορετικό πιεσόμετρο) και έδειξε γύρω στα 180 psi. Σίγουρα δεν έχω 12.2 : 1 λόγο συμπίεσης. Το μοτέρ είναι νορμάλ και η Honda δηλώνει 9.6 : 1
Κάπου πρέπει να υπάρχει λάθος, αλλά πού;
Μάνος