Tỷ số nén là gì? Công thức tính tỷ số nén chuẩn, dễ hiểu

Tỷ số nén là gì? Tỷ số nén là kết quả được tính dựa trên tỷ lệ tổng thể tích xi lanh với buồng đốt chia cho thể tích buồng đốt. Đây là tỷ số thể hiện sức mạnh của động cơ, khả năng cháy nhanh, cháy hoàn toàn của nhiên liệu xăng, dầu Diesel.

Tìm hiểu về tỷ số nén

Tỷ số nén thường được nhắc đến khi nói về động cơ xăng và động cơ dầu Diesel. Hầu hết các động cơ đều có mức tỷ số nén cố định khi hoạt động.

Tỷ số nén là gì? Công thức tính tỷ số nén

Tỷ số nén là tỷ lệ tổng thể tích xi lanh buồng đốt giữa 2 thời điểm. Đó là thời điểm khi piston đi xuống điểm dưới cực đại (điểm chết dưới) và đi lên trên điểm cực đại (điểm chết trên).

Công thức: Tỷ số nén = [(Thể tích xi lanh + Thể tích buồng đốt)] : Thể tích buồng đốt

Ví dụ: 1 chiếc xe Exciter 150 có thể tích 1 xi lanh bằng 120cc, xe có 2 xi lanh. Thể tích buồng đốt là 20cc. Theo công thức, xe có tỷ số nén = [(120×2+20):20] = 13:1.

Tỷ số nén phản ánh điều gì?

Đối với các động cơ xăng ô tô, tỷ số nén thường đạt mức 8:1, 12:1, 13:1, 14:1. Vì không có bugi đánh lửa nên tỷ số nén của động cơ dầu Diesel phải cao để tăng nhiệt độ của không khí trong xi lanh, đủ để đốt cháy, dao động từ 14∶1 đến 26∶1.

Tỷ số nén tỉ lệ thuận với độ ồn của động cơ. Do đó động cơ xăng tỷ số nén thấp sẽ có độ ồn nhỏ hơn động cơ Diesel. Khi tỷ số nén càng lớn tỷ lệ sinh nhiệt càng cao, động cơ nhanh nóng máy.

Đối với các dòng máy nén khí trục vít có dầu có tỷ số nén là 13:1 còn loại không dầu thường là 3.5. Thời điểm áp suất cao, lưu lượng khí nén qua khe hở nhiều hơn dẫn đến mức rò rỉ khí nén nhiều hơn.

Ý nghĩa thông số tỉ số nén

• Tỉ số nén ảnh hưởng tới hiệu suất động cơ: Tỷ số nén cao, hỗn hợp xăng – gió nén mạnh hơn, nổ sinh công lớn hơn dẫn tới động cơ khỏe, tiết kiệm nhiên liệu.
• Ảnh hưởng tới loại nhiên liệu: Tỷ số nén càng cao thì cần xăng có chỉ số octan cao (xăng A95, A98…) để tránh hiện tượng kích nổ (nổ sớm).
• Ảnh hưởng tới độ bền và nhiệt độ làm việc: Tỷ số nén cao khiến nhiệt độ buồng đốt cao hơnm, có thể làm động cơ nóng hơn, dễ hao mòn nếu không thiết kế tối ưu.

Vì vậy tùy vào từng loại thiết bị, dựa vào tỉ số nén sẽ chọn được loại nhiên liệu phù hợp để đảm bảo quá trình hoạt động. Ví dụ đơn giản nhất về việc chọn xăng cho xe máy:

• Xe máy phổ thông (Wave, Sirius…): thường tỷ số nén khoảng 9:1 – 10:1, chạy tốt với xăng A95.
• Xe tay ga, xe thể thao: tỷ số nén có thể từ 10.5:1 – 11.5:1, cần xăng chất lượng cao hơn.
• Động cơ Diesel: tỷ số nén rất cao, khoảng 16:1 – 22:1, vì đánh lửa bằng nén.

Lựa chọn thiết bị dựa tỷ số nén

Sau khi hiểu được tỷ số nén là gì, người đọc cần biết thêm về ứng dụng của tỷ số nén, lựa chọn thiết bị tỷ số nén phù hợp.

Tại các cây xăng, người dùng sẽ thấy có 2 loại xăng: Ron 92 và Ron 95. Giá xăng Ron 95 thường cao hơn Ron 92 từ 1.000 – 2.000 VND. Nguyên nhân là do xăng Ron 95 có tỷ số chống kích nổ Octan cao với tỷ số nén 9,5:1. Để đảm độ bền của xe, người dùng thường ưu tiên đổ xăng Ron 95. Lưu ý: bạn không nên đổ chung xăng 95 và xăng 92, các hợp chất khác nhau trong xăng dễ phản ứng ngược, gây ra hậu cháy nổ nghiêm trọng.

Đối với máy phát điện chạy dầu Diesel, tỷ số nén từ 14:1 đến 23:1 còn dòng chạy xăng thì có tỷ số thấp từ 9:1 đến 11:1. Nếu không cần sử dụng máy phát điện liên tục thì ưu tiên sử dụng máy chạy xăng, tỷ số nén thấp. Việc tỷ số nén cao sẽ gây áp lực lớn lên động cơ, dẫn đến máy nhanh xuống cấp.

Cách tạo ra tỷ số nén biến thiên

Trong sản xuất thiết bị, tỷ số nén thường được giới hạn ở một mức cố định. Trong trường hợp quá tải, tỷ số nén cần giảm để tránh hiện tượng kích nổ. Ngược lại, động cơ hoạt động tải thấp, cần tăng tỷ số nén để tăng hiệu suất.

Dưới đây là 3 cách thay đổi tỷ số nén như sau:

Tại sao phải giới hạn tỉ số nén?

Tỉ số nén càng cao khiến máy hoạt động càng mạnh, từ đó tiết kiệm nhiên liệu. Tuy nhiên nếu tỉ số nén không được kiểm soát dễ dẫn tới:

• Tỉ số nén càng cao dẫn tới áp lực trong buồng nén lớn, dễ bị phát nổ, nguy hiểm trong quá trình vận hành.
• Tỉ số nén cao đi kèm với đó là nhiệt độ tăng cao, nếu hệ thống tản nhiệt hoạt động không hiệu quả khiến dầu bôi trơn phải làm việc quá tải, giảm tuổi thọ dầu.
• Dựa vào tỉ số nén được giới hạn sẽ phù hợp với loại chất liệu sử dụng làm piston, thanh truyền. Nếu tỉ số nén quá cao, vật liệu không thể chịu tải dẫn tới nhanh bị hỏng, gãy.
• Các nguồn nhiên liệu trên thị trường có giới hạn, vì vậy việc điều chỉnh tỉ số nén cũng cần phụ thuộc vào nguồn nhiên liệu để máy móc có thể hoạt động ổn định.

Trên đây là tổng hợp thông về khái niệm tỷ số nén là gì, ý nghĩa và vai trò của nó. Bạn đọc có thể cập nhật thêm các bài viết hữu ích tại website Điện máy Lucky.