Tỷ lệ nén nghĩa là gì? Nó quyết định điều gì?

  • Thread starter namtuoc03
  • Ngày mở chủ đề

TYA

Well-Known Member
Tôi nói thật chỉ sợ mất lòng.Các cậu chắc chỉ đọc sách nói chứ chưa thực tế thì phải.Xilanh nhà sản xuất cho phép hết cốt là 2mm,có 4 cốt ,mối lần chỉ lên 0.25 thôi.Bỏ qua vấn đề kich nổ nhé, yên tâm đi.Còn nếu thích thì đổ A95 cho tốt .Nói công thức như Kachusa mà vẫn có người không chịu hiểu cho. Xoáy nòng là tăng diện tích S ,hành trình pitong( d) ở đây ko đổi thì V=S*d tăng >tỷ số nén tăng là phải đạo rồi.Công thức đơn giản thế mà sao mọi người không hiểu?????
không hiểu thế này tôi sai hay đúng : Tỉ số nén = V1/V2 trong đó V1 là thể tích xy lanh ứng với DCD và V2, DCT (hay viết là = 1 + Vct/Vbc ok)

Để đơn giản , khi nắp xylanh và đỉnh pit tong phẳng thì nó chỉ còn : tỉ số nén = L1/L2

(L1 L2 là hai chiều dài từ nắp pit ton đến nắp xy lanh)

Vậy doa xylanh làm tăng thể tích công tác, không làm tăng tỉ số nén.

Thực tế nắp pitton và nắp xylanh không phẳng nên tính theo L1/L2 không chính xác hẳn, nhưng cũng không nói lên thay đổi tỉ số nén khi doa lại.

Hay chỉ doa từ DCT đến DCD cho Vct phình ra ?
 
N

namtuoc03

Author
Ôi trời, các bạn thảo luận sôi nổi quá! Cảm ơn các bạn thật nhiều.
Như vậy là câu này sai phải không? Bỏ qua vấn đề động cơ xăng hay dầu nhé.
"Hề hề !!!! Máy dầu không bốc bằng máy xăng chủ yếu là do tỷ số nén quá lớn, thường lài gấp đôi máy xăng, các bác cứ tưởng tượng cái máy nó phải nén 20 lít hơi thành 1 lít (máy xăng thì chỉ khoảng 10/1)."
Mình xin hỏi thêm vấn đề nữa.
Cũng với ví dụ trên, mọi thông số đều như nhau thì giữa hai tỷ số nén, 9:1 và 10:1 thì cái nào tiết kiệm nhiên liệu hơn?
10:1 hiệu quả hơn thì sẽ tiết kiệm nhiên liệu hơn có phải không các bạn?
 

TYA

Well-Known Member
Việc tiết kiệm nhiên liệu phụ thuộc phân khối xe và hãng xe.

Tỉ số nén nhỏ hơn ở cùng 1 phân khối thì pitton to và hành trình ngắn đồng nghĩa với tỉ số nén thấp hơn, sẽ làm lực phát động hiệu quả hơn , áp lực lên đỉnh pitton lớn hơn.

Nhưng tỉ số nén thấp hơn thì áp suất trong buồng đốt khi nhiên liệu cháy sẽ nhỏ hơn, lực phát động nhỏ hơn.Hiệu quả thấp hơn

>> Hai xu hướng ngược nhau vậy không rõ cái nào chiếm lợi thế ?
 
Biến đổi mấy công thức trên 1 tẹo sẽ có câu trả lời thôi mà:
_ Cùng 1 Vc thì động cơ nào có tỉ số nén lớn hơn sẽ cho công suất cao hơn (tương đương với hiệu suất làm việc tăng).
 

lddung

Chuyên gia cao cấp
Ôi trời, các bạn thảo luận sôi nổi quá! Cảm ơn các bạn thật nhiều.
Như vậy là câu này sai phải không? Bỏ qua vấn đề động cơ xăng hay dầu nhé.
"Hề hề !!!! Máy dầu không bốc bằng máy xăng chủ yếu là do tỷ số nén quá lớn, thường lài gấp đôi máy xăng, các bác cứ tưởng tượng cái máy nó phải nén 20 lít hơi thành 1 lít (máy xăng thì chỉ khoảng 10/1)."
Mình xin hỏi thêm vấn đề nữa.
Cũng với ví dụ trên, mọi thông số đều như nhau thì giữa hai tỷ số nén, 9:1 và 10:1 thì cái nào tiết kiệm nhiên liệu hơn?
10:1 hiệu quả hơn thì sẽ tiết kiệm nhiên liệu hơn có phải không các bạn?

Tỉ số nén cao giúp động cơ nâng cao được "Hiệu suất".Nếu 2 động cơ là cùng 1 hãng và cùng 1 kiểu chế hòa khí thì 10/1 sẽ tiết kiệm nhiên liệu hơn 9/1,,điều đó là hiển nhiên!tuy vậy để đánh giá mức độ tiết kiệm nhiên liệu của động cơ hay 1 chiếc xe không thể dựa vào tỷ số nén ! .
 

DCL

<b>Hội đồng Cố vấn</b>
Tớ hiểu hơi khác các cậu về vấn đề này, vì tớ không trong ngành động cơ đốt trong nên nếu sai thì các cậu đính chính giúp nhé.

Việc tăng tỷ số nén bằng cách thay đổi hành trình piston tất nhiên là làm tăng hiệu suất động cơ, như các cậu đã phân tích. Dân độ xe thường "đôn dên" để xe chạy bốc hơn, chính là theo nguyên tắc này. Nghe nói xe Dream sau khi "đôn dên" có thể dễ dàng đạt 140 km/h, trong khi bình thường thì khó lòng vượt 120 km/h. Bản chất của kỹ thuật "đôn dên" chính là nối dài thêm tay bien. Do trục cơ vẫn giữ nguyên nên độ dài của hành trình piston không đổi, chỉ có thay đổi khoảng chạy trong xy-lanh mà thôi. Ví dụ hành trình là 50 mm vẫn được giữ nguyên, nhưng điểm xa nhất và gần nhất của piston xo với đỉnh xy-lanh sẽ khác trước, do tay bien có chiều dài lớn hơn, chẳng hạn là 60 và 10 thì giảm xuống còn 55 và 5. Như vậy thì về lý thuyết, tỷ số nén lúc đầu bằng 6 và sau đó tăng đến 10.

Tuy nhiên, với mục đích tăng công suất một cách cơ bản thì kỹ thuật tăng tỷ số nén được áp dụng chính thống là việc dùng turbo tăng áp. Kỹ thuật này khác và hay ở chỗ chủ động nén hỗn hợp khí cháy vào buồng đốt chứ không chơi kiểu hút thông thường, nên lượng hỗn hợp được bơm vào lớn hơn dung tích vốn có của xy-lanh. Đây là biện pháp mà bản chất là tăng dung tích thực sự và làm tăng công suất động cơ rất đáng kể. Do khi hút, hỗn hợp được bơm vào đã có áp suất cao nên khi nén, áp suất buồng đốt còn tăng lên nhiều hơn nữa. Tuy nhiên, hình như hiệu suất loại động cơ này có suy giảm ít nhiều. Những loại xe có động cơ turbo rất khỏe nhưng uống xăng ghê gớm là vì vậy.
 
Tuy nhiên, với mục đích tăng công suất một cách cơ bản thì kỹ thuật tăng tỷ số nén được áp dụng chính thống là việc dùng turbo tăng áp. Kỹ thuật này khác và hay ở chỗ chủ động nén hỗn hợp khí cháy vào buồng đốt chứ không chơi kiểu hút thông thường, nên lượng hỗn hợp được bơm vào lớn hơn dung tích vốn có của xy-lanh. Đây là biện pháp mà bản chất là tăng dung tích thực sự và làm tăng công suất động cơ rất đáng kể. Do khi hút, hỗn hợp được bơm vào đã có áp suất cao nên khi nén, áp suất buồng đốt còn tăng lên nhiều hơn nữa. Tuy nhiên, hình như hiệu suất loại động cơ này có suy giảm ít nhiều. Những loại xe có động cơ turbo rất khỏe nhưng uống xăng ghê gớm là vì vậy.
Đúng là dùng tăng áp sẽ làm tăng công suất động cơ như chú DCL đã trình bày. Nhưng tăng áp cũng có nhiều loại, phổ biến nhất trên các xe là loại turbo-charger. Loại này dùng động năng dòng khí thải để quay turbine máy nén nên giảm đáng kể tiêu hao nhiên liệu và tăng công suất động cơ. Một loại khác là Supercharger, trục máy nén đựoc dẫn động từ trục khuỷu. Hai phương pháp này đều có ưu điểm riêng nhưng xét tính hiệu quả kinh tế thì supercharger kém hơn vì nó sử dụng công suất có ích của động cơ. Loại nữa là sử dụng phương pháp biến thiên đường ống nạp, phương pháp này thường gặp trên xe du lịch, khả năng tăng áp không mạnh bằng 2 loại trên nhưng có cải thiện về công suất và tiêu hao nhiên liệu. Xe máy xăng thường ít dùng turbocharger hay supercharger, nhớ không lầm thì trên mấy chiếc xe thể thao của Porsche có trang bị turbocharge nhưng cao cấp hơn (cho phép thay đổi hướng va của dòng khí vào cánh turbine để tăng hiệu suất làm việc).
 
Last edited:
Y

yamashensei

Author
Cũng không nhất thiết phải dùng turbo,mà chỉ cần tăng lưu luợng hỗn hợp đầu vào là cũng ok rồi.Đối với xe máy cái này gọi là "cam độ", thay cam lồi thì xupap hút mở rông hơn.Nếu thích thì thay nguyên dàn cò mổ từ DOCH sang SOCH cũng được (cam đơn thành can đôi).Cái này hiếm xe làm đuợc chỉ có máy xe thể thao thôi.
 
T

trungdm

Author
Mình không phải dân động lực nhưng cũng xin được đưa ra ý kiến để bạn tham khảo. Tỉ số nén là tỉ lệ giữa lượng nhiên liệu được nạp thực tế trên lượng nhiên liệu lý thuyết. Thường thì do phần khí dư trong xilanh để lại từ kỳ trước và do nhiên liệu bị hâm nóng nên thể tích thay đổi do dó tỷ số nén thường nhỏ hơn 1. vậy tỉ số nén càng cao thì hiệu suất của động cơ càng lớn.
 
@trungdm: Rất vui khi trungdm tham gia thảo luận nhưng ý kiến của bạn không chính xác rồi.
 
Y

yamashensei

Author
Kachiusa@: Cậu biết xe FX của SUZUKY không ,nó là cam đôi đấy,có 4 van,2 xả 2 nạp, tớ nói cái này kén xe không phải xe nào cũng phù hợp,phải chọn xe có cùng kiểu dáng động cơ.VD là xe sonic cam đơn ,bỏ dàn đầu thay dàn đầu của CBR 150 cam đôi .Cả 2 đều của HONDA.
 
Vừa kiểm tra thông tin độ dàn đầu của xe máy Sonic, quả đúng có vụ này thật. Nhưng may mắn vì động cơ CBR và Sonic giống nhau khá nhiều về kích thước...
À quên, viết "DOHC" và "SOHC" mới đúng chính tả nhé :25:.
Bản chất của tăng áp và tăng số lượng xupáp hút hoặc tăng tiết diện xupáp nạp là giống nhau thôi, chuyên môn gọi là tăng hệ số nạp.
SOHC và DOHC chỉ là 2 phương án xếp đặt trục cam. DOHC ra đời sau SOHC, nó chiếm ưu thế cho việc điều khiển động cơ nhiều xupáp. Nhưng không có nghĩa là thay DOHC sẽ làm tăng công suất động cơ.
 
Last edited:
Theo ý mình đơn giản là như thế này: tỷ số nén là tỷ số của hỗn hợp (khí &nhiên liệu) lúc trứoc khi nén và sau khi nén.
Và tỷ số nén quyết định đến hiệu suất động cơ, tỷ số nén càng cao thì hiệu suất càng lớn
Động cơ diesel thường có tỷ số nén cao do hỗn hợp được nén đến áp suất tự cháy nổ sinh công, còn động cơ xăng thì tỷ số nén thấp hơn.
Vài ý kiến có gì sai sót mong các đàn anh chỉ giáo nhé.
 
Q

QuangDucMobile

Author
Em cũng đang thắc mắc vấn đề này nhưng đọc tới đây thì ko thấy ai bàn luận nữa ! hic! Các bác thật hiểu biết cao thâm ......nhưng thật ra lúc này vẫn chưa có một câu trã lời nào thật sự thuyết phục hoàn hảo về chuyện ''tỹ số nén'' ! Trước đây các loại xe số tỹ số nén chỉ tầm 8.1 dến 9.1 nhưng hiện nay đã xuất hiện nhiều xe tay ga tỹ số nén tới 12.1 thậm chí hình như đã có piaggio GT có tỹ số nén 13.1 ...theo em biết thì chủ yếu những xe tay ga có tỹ số nén lớn này có trong lượng xe rất lớn ( 150kg đối với Benverly và SH ,DYLAN hoặc 190kg: X9 ,210kg: piaggio mp3) Theo ''ngu kiến'' chủ quan của em thì ko bỗng nhiên mà người ta tăng tỹ số nén của xe ....mà vì người ta muốn tăng hiệu suất động cơ đễ bù lỗ lại xác xe quá nặng( xe nặng đễ tăng độ an toàn và êm ái hơn ,....những xe đời mới đặc biệt X9 hoặc Fozda, Mp3 thắng ko thua gì ôtô ) bằng việc tăng tỹ số nén ....và đã làm giãm bớt tiêu hao nhiên liệu mặc dù xe nặng như vậy thì cần một lượng tiêu hao nhiên liệu ''đáng ra'' lớn hơn! Thực nghiệm thực tế xe X9 của em : xe + em + bà xã+ rất nhiều đồ( hành lý đễ đi xuyên việt)= 400kg ! Nhưng tiêu hao là 28km/1lit
Biết là vậy, nhưng thắt mắc của em là tai sao ko là 14:1hay 17:1 mà chỉ là 12:1( có thễ là giới hạn trần ở đây!?) . Nén nhiều sinh công nhiều nổ tốt hơn là điều ko thễ bàn cãi nhưng chưa có công thức thực tế nào và biểu đồ nào cho biết giới hạn( nếu có) của tỹ số nén và cao bao nhiêu thì nó quay lại hại máy? hoặc giãm công suất! Em mà biết tiếng Ý hay Nhật thì em đã hỏi ngay mấy ông Honda hay Piaggio rồi! Ko ngồi nhà mà đoán già đoán non ..híc! Hiện nay em cũng đang bị vật bới tỹ số nén đây...kon X9 của em tỹ nén 14:1 đang chạy như hết hơi ko kòn bốc như luc 12:1 nhưng máy rất mát ! hic! Một ngày có khi tháo xylanh ra 4 lần kỹ lục có lần 2h dzo xylanh cho nỗ máy được hai lần nhưng như vầy thì ...CỰC QUÁ! Hic! Nếu thực nghiệm của em là đúng thì giới hạn là 12~13:1 hoặc tăng tỹ số nén phãi kèm theo một điều kiện nào đó???!!!!

_Hình như có một pác nào trên đây bảo xoáy nòng ko tăng tỹ nén là ko phãi đâu VD: hành trình piston ko đỗi =4,8cm xylanh d=5,7cm là ~125cc doa lên d=6,8cm~180cc khoãng trống trên đầu bò và khoãng khoét trên piston ko đỗi vẫn sài roang 1.2ly thì khoãng đốt do roang tạo ra là :125cc= 2.85x2.85x3.14x0.12=3.06cc còn 180cc (đúng ra là 175cc thôi đối với d=6,8) =3,4x3,4x3,14x0,12=4,3cc .....chênh lệch 1,3cc cho khoãng đốt ko bù lại cho việc tăng dung tích xylanh ! tỹ số nén sẽ lên rất cao.....cụ thễ: tỹ nén=dung tích xylanh: dung tích buồng đốt+1
...... 125cc:dtbđ+1=12:1=>dtbđ=11,363636.....cộng với 1cc dung tích buồng đốt tăng lên thì dung tích buồng đốt mới là :~12,67=> 175:12,67+1=14,8:1!!!!!!!!!! Quá ác luôn!
Thân ái!
QuangDucMobile
 
Last edited by a moderator:
U

ubuntu

Author
Ðề: Tỷ lệ nén nghĩa là gì? Nó quyết định điều gì?

Trước khi đi thẳng vào vấn đề cho phép Ubuntu vòng vo đôi chút, thứ nhất đây là lĩnh vực tay mơ và hiểu biết nông cạn của mình, thứ hai chúng ta cùng lên đây để thảo luận những gì chưa biết và hiểu.

Đầu tiên ta có định nghĩa về:

Công suất
Công suất P là một đại lượng cho biết công được thực hiện ΔW hay năng lượng biến đổi ΔE trong một khoảng thời gian T = Δt.
Trong hệ SI, công suất có đơn vị đo là watt (W).

Công suất cơ

Trong chuyển động đều, thời gian Δt, khoảng cách ΔS, chuyển động với vận tốc v dưới tác dụng của lực F.
Trong chuyển động quay, thời gian Δt, góc quay Δφ, vận tốc góc ω dưới tác dụng của mômen M.

Động cơ
Động cơ là thiết bị chuyển hóa một dạng năng lượng nào đó (thiên nhiên hoặc nhân tạo) thành động năng.

Rồi ta lại có:

Động cơ đốt trong:
Động cơ đốt trong là một loại động cơ nhiệt tạo ra công cơ học bằng cách đốt cháy nhiên liệu bên trong động cơ.

Ngay từ định nghĩa về động cơ đốt trong ta đã có là sự đốt cháy nhiên liệu vậy để đốt cháy được nhiên liệu chúng ta phải có đủ điều kiện để sinh ra sự cháy (3 điều kiện cơ bản của sự cháy là: chất cháy, ôxy và nguồn nhiệt) ta lại có sự cháy nhỏ, cháy lớn và không cháy. Rồi với sự cháy trong khoảng thời gian Δt thì được gọi là sự nổ (Cái này thì chưa chắc lắm chỉ nhớ nhớ quên quên một định nghĩ đã đọc từ lâu, giờ sách đấy mất rồi :-() nhưng chắc là đúng)

Ta lại có sự nổ mạnh, nổ yếu và không nổ. Và rồi ta lại có một định nghĩa khác về nổ là: Là một quá trình tăng lên đột ngột của một loại vật chất thành thể tích lớn hơn rất nhiều lần thể tích ban đầu dẫn đến sự vượt áp, đồng thời giải phóng ra năng lượng lớn và nhiệt độ cao.

Ta lại có: Nếu khối chất nổ được nén lại trước khi nổ, lực được tạo ra tác dụng lên một diện tích nhỏ hơn, và áp suất được nâng cao lên đáng kể. Kết quả là vận tốc nổ cao hơn rất nhiều so với khi cho nổ trong không khí.

Ở đây ta thấy xuất hiện của sự nén hỗn hợp nhiên liệu. Nhưng đặc tính khi nén hỗn hợp nhiên liệu là nhiệt độ sẽ tăng vậy tăng đến ngưỡng (đủ điều kiện cháy) tạo nên sự tự nổ gọi là tự kích nổ. Cái này lại được phát huy với động cơ Diesel, điều kiện nhiên liệu xuất hiện cuối cùng (sự phun nhiên liệu trực tiếp) trong khi hai điều kiện kia xuất hiện trước vì khi chưa đủ 3 điều kiện thì chưa xẩy ra cháy rồi nổ. Cực kỳ thông minh phải không bạn.

Ta có hiện tượng xẩy ra trong động cơ đốt trong là từ khi hỗn hợp cháy đến khi nổ ta có một khoảng thời gian. Để đạt được sự nổ khi đỉnh piston tới điểm chết trên (Cái thời gian này lại thay đổi theo vận tốc vòng) nên ta có sự đánh lửa sớm, ta có các phương án điều khiển đánh lửa sớm điều khiển bằng vít, văng rồi CDI (Capacitor discharge ignition) rồi thì là ECU (engine control unit) rồi CPU (Central processing unit) rồi còn cái gì gì nữa cũng chưa biết (Để đảm bảo sự nổ sẩy ra khi áp suất nén là lớn nhất để sinh ra áp suất nổ lớn nhất tại bất kỳ vận tốc góc nào, đương nhiên là để sinh ra công lớn nhất rồi).

Tôi đang phân vân giữa Sự tự nổ này khác với sự tự kích nổ do Octane có trong xăng có là một hay không nữa.

Nhưng rồi thì các nhà sản xuất nhiên liệu lại thay đổi cho nhiên liệu có sự chống kích nổ khi áp suất nén cao hơn.
(Một số xe máy thiết kế cho thị trường Châu Âu có tỷ số nén cao vì tại họ xăng có chỉ số Octan cao, ví dụ A98, A100 nên theo tôi chưa chắc đi SH, LX tại Việt Nam là đã là tốt đâu, nhưng mà nếu là Châu Âu thiết kế cho Việt Nam thì lại khác đấy nhé - theo ngu ý của mình không biết có bị gọi là xính ngoại không)

Điều này cũng dễ hiểu khi áp suất trong buồng đốt bị mất thì công sinh ra yếu và là điều kiện để kiểm tra xem có phải làm lại hơi hay không, các bác cứ thấy mấy bác thợ sửa xe hay tháo buzi rồi bịt tay vào đạp nổ để thử đấy thôi, rồi có bác phán xanh giờn xe này phải làm lại hơi rồi, sau đấy cũng tháo ra nhưng mà đem đi đổi cái khác đểu hơn (cũng có hiện tượng này nếu khách là gà và là phụ nữ), tuy nhiên theo một số hãng tôi được đọc là nếu kiểm tra bằng đồng hồ áp suất thì ứng với áp suất nào thì nên làm gì, ví dụ chỉ cần vệ sinh buồng đốt hay phải thay xéc măng hay với áp suất này thì cần lên cos.

Bây giờ mới tới hỗn hợp cháy. Cái này thì các bạn tự dịch nhớ.

Air-to-fuel ratio

It is important to realize that there are narrow limits of acceptability for the combustion of
air and fuel, such as gasoline or diesel. In the case of gasoline, the ideal fuel is octane, C8H18,
which burns "perfectly" with air in a balanced equation called the stoichiometric equation.
Most students will recall that air is composed, volumetrically and molecularly, of 21 parts
oxygen and 79 parts nitrogen. Hence, the chemical equation for complete combustion becomes:

2C8H18 + 25[ O2 +(79/21) N2] = 16CO2 + 18H2O + 25*(79/21)N2

This produces the information that the ideal stoichiometric air-to-fuel ratio, AFR, is such
that for every two molecules of octane, we need 25 molecules of air. As we normally need the
information in mass terms, then as the molecular weights of O2, H2, N2 are simplistically 32,
2 and 28, respectively, and the atomic weight of carbon C is 12, then:

AFR = (25*32+25*28*79/21)/(2*(8*12+18*1))

As the equation is balanced, with the exact amount of oxygen being supplied to burn all
of the carbon to carbon dioxide and all of the hydrogen to steam, such a burning process
yields the minimum values of carbon monoxide emission, CO, and unburned hydrocarbons,
HC. Mathematically speaking they are zero, and in practice they are also at a minimum level.
As this equation would also produce the maximum temperature at the conclusion of combustion,
this gives the highest value of emissions of NOx, the various oxides of nitrogen. Nitrogen
and oxygen combine at high temperatures to give such gases as N2O, NO, etc. Such
statements, although based in theory, are almost exactly true in practice as illustrated by the
expanded discussion in Chapters 4 and 7.
As far as combustion limits are concerned, although Chapter 4 will delve into this area
more thoroughly, it may be helpful to point out at this stage that the rich misfire limit of
g
combustion probably occurs at an air-fuel ratio of about 9, peak power output at
an air-fuel ratio of about 13, peak thermal efficiency (or minimum specific fuel consumption)
at an air-fuel ratio of about 14, and the lean misfire limit at an air-fuel ratio of about 18. The
air-fuel ratios quoted are those in the combustion chamber at the time of combustion of a
homogeneous charge, and are referred to as the trapped air-fuel ratio, AFRt. The air-fuel
ratio derived in Eq. 1.5.17 is, more properly, the trapped air-fuel ratio, AFRt, needed for
stoichiometric combustion.
To briefly illustrate that point, in the engine shown in Fig. 1.6 it would be quite possible
to scavenge the engine thoroughly with fresh air and then supply the appropriate quantity of
fuel by direct injection into the cylinder to provide a AFRt of, say, 13. Due to a generous
oversupply of scavenge air the overall AFR0 could be in excess of, say, 20.

Bấy nhiêu điều tôi biết có vậy

Chúc bạn vui vẻ.

Ps: Anh em có gì chém nhẹ tay nhé.
 
Last edited by a moderator:

DCL

<b>Hội đồng Cố vấn</b>
Ðề: Tỷ lệ nén nghĩa là gì? Nó quyết định điều gì?

Khi piston chuyển động lên xuống, phần dung tích được giới hạn bởi cylinder và đỉnh piston thay đổi, lớn nhất khi piston ở điểm chết dưới và nhỏ nhất khi piston ở điểm chết trên; tỷ lệ dung tích tại hai thời điểm này được gọi là tỷ lệ nén. Về mặt lý thuyết, tỷ lệ nén này cho biết hỗn hợp khí và nhiên liệu được nén bao nhiêu lần trước khi cháy. Rõ ràng là khi tỷ lệ nén càng cao thì công suất động cơ càng lớn, cả lý thuyết và thực nghiệm đều thu được kết quả như vậy. Tuy nhiên, người ta cũng đi đến đúc kết rằng không thể tăng tỷ số nén lên thật cao để có được công suất rất lớn được, nó có những giới hạn mà nhà chế tạo không thể vượt qua.

Đó là hiệu ứng nén đoạn nhiệt, nó khiến cho nhiệt độ hỗn hợp khi bị nén tăng quá cao và tự bốc cháy trước khi piston lên đến điểm chết trên. Đây là hiện tượng tự kích nổ tai hại, khiến giảm công suất và rung lắc dữ dội. Tuy nhiên, người ta đã khéo léo vận dụng hiệu ứng này để chế tạo động cơ diesel, loại này dùng nhiên liệu có độ bốc thấp là dầu DO, động cơ sẽ nén hỗn hợp với mộ tỷ số cao gấp đôi so với động cơ chạy xăng, khiến cho hỗn hợp khí tự cháy mà khỏi cần đánh lửa. Như vậy, với nhiên liệu như hiện nay, động cơ xăng có tỷ lệ nén 8~12 còn động cơ diesel là 16~22.

Trên thực tế, công suất động cơ không được như lý thuyết, đó là do những nguyên nhân thuộc về công nghệ chế tạo và chế hòa khí. Với tốc độ rất cao (vài ngàn tới trên chục ngàn vòng/phút), hỗn hợp khí hút vào cylinder không kịp, khiến cho tỷ lệ nén thực tế bị giảm rất nhiều. Vì thế, người ta tìm cách tăng số lượng supap để làm thông thoáng các cửa hút và xả, giúp quá trình hút và xả được thuận lợi hơn. Thêm vào đó, thay vì để động cơ tự hút hỗn hợp thì người ta lại chủ động bơm nén nó vào cylinder, đây là loại turbo nổi tiếng. Dân độ xe còn có thủ thuật "đôn dên", nối dài cần piston, làm tăng tỷ số nén một cách đơn giản và khá nguy hiểm, cũng nhằm tăng công suất máy.

Về chế hòa khí, có rất nhiều cải tiến nhằm tạo ra hỗn hợp khí với các hạt nhiên liệu thật nhỏ, phân bố thật đồng đều. Gần đây, người ta áp dụng hệ thống phun xăng điện tử giúp tạo ra những hỗn hợp chất lượng rất cao, giúp cải thiện công suất và giảm tiêu hao nhiên liệu đáng kể.

Với những động cơ thế hệ mới, thường được chế tạo với tỷ kệ nén cao, ta nên dùng xăng có chỉ số octan cao để chống kích nổ, ví dụ như xăng A95, nhưng với những xe máy bình thường, ta không nên tốn tiền vô ích để mua loại xăng đó. Nên lưu ý là trong quá trình sử dụng, tỷ số nén thực tế sẽ ngày càng suy giảm, ta cần thường xuyên thay lọc bụi, thay dầu đúng hạn và căn chỉnh supap cũng là những biện pháp nhằm đảm bảo duy trì tỷ số nén đúng như thiết kế.
 
Ðề: Tỷ lệ nén nghĩa là gì? Nó quyết định điều gì?

Khi piston chuyển động lên xuống, phần dung tích được giới hạn bởi cylinder và đỉnh piston thay đổi, lớn nhất khi piston ở điểm chết dưới và nhỏ nhất khi piston ở điểm chết trên; tỷ lệ dung tích tại hai thời điểm này được gọi là tỷ lệ nén. Về mặt lý thuyết, tỷ lệ nén này cho biết hỗn hợp khí và nhiên liệu được nén bao nhiêu lần trước khi cháy. Rõ ràng là khi tỷ lệ nén càng cao thì công suất động cơ càng lớn, cả lý thuyết và thực nghiệm đều thu được kết quả như vậy. Tuy nhiên, người ta cũng đi đến đúc kết rằng không thể tăng tỷ số nén lên thật cao để có được công suất rất lớn được, nó có những giới hạn mà nhà chế tạo không thể vượt qua.

Đó là hiệu ứng nén đoạn nhiệt, nó khiến cho nhiệt độ hỗn hợp khi bị nén tăng quá cao và tự bốc cháy trước khi piston lên đến điểm chết trên. Đây là hiện tượng tự kích nổ tai hại, khiến giảm công suất và rung lắc dữ dội. Tuy nhiên, người ta đã khéo léo vận dụng hiệu ứng này để chế tạo động cơ diesel, loại này dùng nhiên liệu có độ bốc thấp là dầu DO, động cơ sẽ nén hỗn hợp với mộ tỷ số cao gấp đôi so với động cơ chạy xăng, khiến cho hỗn hợp khí tự cháy mà khỏi cần đánh lửa. Như vậy, với nhiên liệu như hiện nay, động cơ xăng có tỷ lệ nén 8~12 còn động cơ diesel là 16~22.

Trên thực tế, công suất động cơ không được như lý thuyết, đó là do những nguyên nhân thuộc về công nghệ chế tạo và chế hòa khí. Với tốc độ rất cao (vài ngàn tới trên chục ngàn vòng/phút), hỗn hợp khí hút vào cylinder không kịp, khiến cho tỷ lệ nén thực tế bị giảm rất nhiều. Vì thế, người ta tìm cách tăng số lượng supap để làm thông thoáng các cửa hút và xả, giúp quá trình hút và xả được thuận lợi hơn. Thêm vào đó, thay vì để động cơ tự hút hỗn hợp thì người ta lại chủ động bơm nén nó vào cylinder, đây là loại turbo nổi tiếng. Dân độ xe còn có thủ thuật "đôn dên", nối dài cần piston, làm tăng tỷ số nén một cách đơn giản và khá nguy hiểm, cũng nhằm tăng công suất máy.

Về chế hòa khí, có rất nhiều cải tiến nhằm tạo ra hỗn hợp khí với các hạt nhiên liệu thật nhỏ, phân bố thật đồng đều. Gần đây, người ta áp dụng hệ thống phun xăng điện tử giúp tạo ra những hỗn hợp chất lượng rất cao, giúp cải thiện công suất và giảm tiêu hao nhiên liệu đáng kể.

Với những động cơ thế hệ mới, thường được chế tạo với tỷ kệ nén cao, ta nên dùng xăng có chỉ số octan cao để chống kích nổ, ví dụ như xăng A95, nhưng với những xe máy bình thường, ta không nên tốn tiền vô ích để mua loại xăng đó. Nên lưu ý là trong quá trình sử dụng, tỷ số nén thực tế sẽ ngày càng suy giảm, ta cần thường xuyên thay lọc bụi, thay dầu đúng hạn và căn chỉnh supap cũng là những biện pháp nhằm đảm bảo duy trì tỷ số nén đúng như thiết kế.
Vài ý cùng góp ý với chú DCL:

1. Tỷ số nén không thể cao quá được vì sẽ gây hiện tượng kích nổ. Nhưng bác DCL nói nhiện liệu tự bốc cháy trước khi piston lên điểm chết trên là hiện tượng kích nổ thì chắc không chính xác lắm. Cái này gọi là hiện tượng cháy sớm, mặc dù tác hại của nó cũng nguy hiểm như hiện tượng kích nổ. (chỉ là các phân biệt tên gọi theo nguyên lý động cơ).
2. Xin giải thích rỏ hiện tượng kích nổ như sau: Hổn hợp hòa khí sẽ tự cháy (flash point) khi được nén với áp suất và nhiệt độ nào đó. Hiện tượng kích nổ là hiện tượng hai màn lửa làn truyền ngược chiều nhau và đập vào nhau. Màn lửa đầu tiên là màn lửa của bugi, khi hh hòa khí quanh bugi cháy, nó sẽ lan ra và ép hổn hợp hòa khí trên đầu piston, làm áp suất và nhiệt độ tăng lên. Khi đạt được điểm tự cháy, hổn hợp này sẽ cháy và tạo một màn lửa ngược chiều với màn lửa từ bugi. Hai màn lửa này đập vào nhau gây kích nổ. Như vậy hiện tượng kích nổ chỉ xảy ra sau khi bugi đánh lửa và sau khi piston qua điểm chết trên. (có thể tham khảo đồ thì giải thích mối quan hệ góc quay trục khuỷu và áp suất trong lòng xylanh khi kích nổ - Sách của Gs Nguyễn Tất Tiến).
3. Xin bổ sung: nếu xe chạy xăng 95 mà đổ xăng 83 thì sẽ dể bị kích nổ do điểm flash point của xăng 83 thấp và xe chạy xăng 95 có tỷ số nén cao.
4. Nếu xe chạy xăng 83 mà đổ 95 thì sao? Ngoài chuyện tốn tiền, còn có một yếu tố nữa là xe bị giảm công suất. Lý do: chỉ số chống kích nổ của xăng có ảnh hưởng đến thời gian cháy của hòa khí. Thông thường áp suất cháy cực đai o 10 độ sau DCT (thiết kế). Do xăng 83 có thời gian cháy nhanh nên nhà thiết kế góc đánh lửa sớm nhỏ để đạt Pmax ở 10 ATDC. Bây giờ, nếu ta đổ xăng 95 vào, thời gian cháy xăng 95 chậm --> Pmax sẽ đạt ở giá trị lớn hơn 10 ATDC (vd là 40 ATDC) --> công suất động cơ giảm --> tốn xăng.

Mình có vài ý như vậy, có gì sai mong các bác góp ý.
 
K

Kenji

Author
Ðề: Tỷ lệ nén nghĩa là gì? Nó quyết định điều gì?

Cho e hỏi chút về xăng dầu :)
Người ta thường nói xăng pha chì,vậy xăng pha chì thì có liên qua gì đến chỉ số octan,xăng A95 va883 nếu pha chì thì ngoài khả năng chống kích nổ sớm thì có gì khác nhau nữa không ạ???
Các pro chỉ giáo giúp e :)
 
Ðề: Tỷ lệ nén nghĩa là gì? Nó quyết định điều gì?

Kenji
Cho e hỏi chút về xăng dầu :)
Người ta thường nói xăng pha chì,vậy xăng pha chì thì có liên qua gì đến chỉ số octan,xăng A95 va883 nếu pha chì thì ngoài khả năng chống kích nổ sớm thì có gì khác nhau nữa không ạ???
Các pro chỉ giáo giúp e

Xăng pha chì:
- Xét về mặt kích nổ: khả năng chống kích nổ rất tốt, vì vậy mà với xăng pha chì, có thể thiết kế động cơ có tỷ số nén cao --> công suất cao.
- Xét về ô nhiễm: gây ô nhiễm nặng cho môi trường.

Do vậy mà xăng pha chì cấm sử dụng.​
 
Top