Heb je de golf van auto's met een hoog benzineverbruik opgemerkt die op de markt komen? De Mazda3 met de SkyActiv-motor kan 17,9 kilometer per liter halen. De Chevrolet Cruze Eco kan 40 mijl per gallon (17 kilometer per liter) halen, en de Hyundai Elantra ook. En begrijp dit:ook al halen deze auto's het beste benzineverbruik in de branche, ze gebruiken 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.
Je basismotor van een auto werkt door chemische energie van een gecontroleerde explosie van het mengsel van lucht, benzine en een vonk om te zetten in mechanische beweging. Voor een meer gedetailleerde kijk op dit proces, bekijk hoe een automotor werkt. Maar het basisverhaal is dat elke automotor een bepaald aantal cilinders heeft waarin zuigers zijn ondergebracht. De gecontroleerde explosie zorgt ervoor dat de zuiger op en neer beweegt, 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 bovenaan staat. Automobielingenieurs kunnen het brandstofverbruik en het brandstofverbruik verbeteren door motoren met hoge compressieverhoudingen te ontwerpen. Hoe hoger de verhouding, hoe sterker de lucht in de cilinder is gecomprimeerd. Wanneer de lucht wordt gecomprimeerd, krijg je een krachtigere explosie van het lucht-brandstofmengsel en wordt 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 niet zo krachtig zou lijken. In een kleine kamer zou de kracht echter worden beperkt, waardoor het veel krachtiger zou aanvoelen. 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 zo'n 5 tot 6 procent verlagen.
Het type compressieverhouding waarover 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 nog een ander type compressieverhouding die rekening houdt met het openen en sluiten van de inlaatklep. Daar zullen we het op de volgende pagina over hebben.
Zoals we op de vorige pagina hebben geleerd, wordt statische motorcompressie gemeten wanneer de luchtinlaatklep van een motor volledig is gesloten. In het echte bedrijf gebeurt dat echter bijna nooit. De motor loopt zo snel, dat de luchtinlaatklep mogelijk weer 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 uit, wat de efficiëntie vermindert. In wezen is er meer ruimte voor de lucht, dus de motor verliest een deel van het vermogen van de lucht-brandstofverbranding.
Dynamische compressieverhoudingen houden rekening met de beweging van de luchtinlaatklep. Ingenieurs kunnen een motor afstellen om de luchtinlaatklep eerder te sluiten, waardoor de cilinderdruk wordt opgebouwd. De motor kan ook worden afgesteld om de klep later te sluiten, maar dat laat wat lucht ontsnappen en vermindert hoe efficiënt de motor brandstof gebruikt.
De dynamische compressieverhouding berekenen is eigenlijk best zwaar. Hiervoor gebruikt u de slaglengte en de drijfstanglengte om de positie van de zuiger te bepalen wanneer 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 statische compressie betekent een hogere compressieverhouding een efficiënter brandstofverbruik en een lager brandstofverbruik.
De zeer efficiënte motoren van tegenwoordig in veel van de huidige auto's danken hun brandstofverbruik voor een groot deel 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 gewoon loodvrij gas. Als u het premium gas overslaat, kan de motor na verloop van tijd een klop krijgen. Een motorklop is wanneer de lucht-brandstofverbranding niet op het optimale moment in de slag van de zuiger plaatsvindt. Het gebruik van brandstof met een laag octaangehalte in een motor met hoge compressie kan ervoor zorgen dat de motor sneller gaat kloppen, dus als u een nieuwe, zuinige auto met hoge compressie aanschaft, 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 motorcompressieverhouding en het brandstofverbruik? Volg gewoon de links op de volgende pagina.
