Tỷ số nén – Định nghĩa và vai trò

(news.oto-hui.com) – Tỷ lệ nén là gì? Nó đóng vai trò gì trong hoạt động của động cơ đốt trong? Mời các bạn cùng khám phá trong bài viết này.

Để động cơ hoạt động bình thường trong các điều kiện vận hành rất khác nhau, phải đáp ứng các điều kiện sau:

• Hỗn hợp không khí-nhiên liệu tốt
• Nén tốt
• Đánh lửa tốt (phun nhiên liệu tốt)

Tỷ số nén là tỷ số giữa thể tích toàn phần xi lanh và thể tích buồng đốt với thể tích buồng đốt.

1. Yêu cầu hỗn hợp nhiên liệu khí nén:

Hỗn hợp không khí-nhiên liệu không nén cháy chậm do mật độ không khí và nhiên liệu thấp. Tuy nhiên, khi hỗn hợp không khí-nhiên liệu được nén và đốt cháy, mật độ cao sẽ khiến hỗn hợp bốc cháy ngay lập tức (nổ). Hoặc dầu diesel tự bốc cháy khi được nén đủ để đạt áp suất nhiệt độ thích hợp.

Hỗn hợp nhiên liệu nén giải phóng nhiều năng lượng hơn khi đốt cháy so với hỗn hợp không nén, với cùng tỷ lệ hỗn hợp.

Nhằm tăng năng suất của động cơ, thiết kế tỷ số nén phù hợp nhưng vẫn đảm bảo độ bền của động cơ, các kỹ sư ô tô thực hiện việc này bằng cách đưa ra chỉ số nhiên liệu quen thuộc sau:

• Octane: xăng có đặc tính chống kích nổ cao
• Cetane: tính dễ cháy của dầu diesel

Mức độ nén của hỗn hợp được biểu thị bằng tỷ số nén. Các kỹ sư ô tô thường giới hạn những điều sau:

• Tỷ số nén của động cơ xăng thường được thiết kế trong khoảng từ 9 đến 13.
• Tỷ số nén của động cơ diesel vào khoảng 15-25, cao hơn nhiều so với động cơ xăng.

Vì vậy, để sản xuất động cơ diesel đòi hỏi phải có công nghệ và vật liệu cao hơn để đảm bảo độ bền và giảm thiểu hao mòn.

2. Tại sao giới hạn tỷ lệ nén?

Khi chúng ta cùng nhau phân tích:

• Tăng ga: Tỷ số nén sẽ cần phải tăng để giúp tăng công suất động cơ, nhưng khả năng nổ sẽ cao.
• Diesel: Tỉ số nén cần giảm để động cơ “êm” hơn, nhưng bù lại áp suất ở nhiệt độ thấp hơn sẽ kiểm soát khả năng tự bốc cháy, khó cháy hơn.

Có thể thấy, cả hai đều có ưu và nhược điểm nên các kỹ sư ô tô cần giới hạn tỷ số nén của động cơ đối với từng loại nhiên liệu trong một khoảng nhất định. Tuy nhiên, điều đáng mừng là trên thế giới đã có hãng Mazda thực hiện rất thành công trong nghiên cứu về tỷ số nén.

Bài viết liên quan:

• công nghệ skyactiv——đưa Mazda trở thành vua về tỷ số nén
• vcr conrod – một trong những kỹ thuật thay đổi tỷ lệ nén