Stopień sprężania

Podwyższanie stopnia sprężania f silników ZI trwa od chwili ich skonstruowania przez Otto do dziś. Obecnie stopnie sprężania silników Zł są rzędu 9,5 (samo­chody popularne) do 11,1 (samochody ekskluzywne), podczas gdy pierwsze silniki ZI miały stopień sprężania rzędu ε = 3.

Podwyższanie stopnia sprężania jako sposób zwiększania sprawności silnika poprzez zmianę zasady realizacji obiegu pierwszy wykorzystał Diesel. Obecnie silniki ZS mają stopnie sprężania ε = 16÷21, podczas gdy pierwsze silniki ZS miały stopień sprężania ε = 9. Stopień sprężania silników ZS ma w nowych konstrukcjach cały czas tendencję wzrostową. Jednak zwiększanie stopnia spręża­nia tego typu silników jest ograniczane wytrzymałością elementów konstrukcyj­nych silnika; zbyt duże stopnie sprężania dają tak duże mechaniczne obciążenia elementów, że konstrukcja staje się nadmiernie ciężka i podatna na awarie.

W przypadku silników ZI ograniczeniem stopnia sprężania są przede wszyst­kim właściwości paliw: postęp następuje dzięki znajdowaniu paliw o coraz wyższej odporności na samozapłon (o coraz większej liczbie oktanowej). Ponie­waż droga ta jest bardzo trudna do realizacji na skutek ograniczeń wynikających z cen paliw (paliwa wysokooktanowe są znacznie droższe od paliw niskook­tanowych - wystarczy spojrzeć na cennik paliw na dowolnej stacji benzynowej), w najnowszych konstrukcjach są stosowane również metody niezależne od jakości.

paliwa, mające na celu podwyższenie stopnia sprężania bez występowania samozapłonu i spalania stukowego. Polegają one na zastosowaniu bezpo­średniego wtrysku paliwa do cylindra podczas suwu dolotu. Bezpośredni wtrysk do cylindra podczas suwu do­lotu powoduje chłodzenie ładunku cy­lindra na skutek parowania paliwa i przez to zmniejszenie skłonności do samozapłonu. Ostatecznym ogranicze­niem na drodze zwiększania stopnia sprężania jest temperatura osiągana podczas spalania (rys. 4.21). Wraz ze wzrostem tej temperatury następuje bowiem z jednej strony wzrost zanie­czyszczenia spalin tlenkami azotu, a z drugiej - szybko rosną straty ciep­ła wynikające z:

• chłodzenia silnika,

• wzrostu temperatury spalin.

---