Кузовной ремонт автомобиля

 Покраска в камере, полировка

 Автозапчасти на заказ

Что дает степень сжатия двигателя


Что такое такое степень сжатия двигателя и на что она влияет

Автор Павел Александрович Белоусов На чтение 7 мин. Просмотров 41

От величины сжатия зависит термический КПД двигателя. Но с ростом степени повышается и риск детонации, поэтому при форсировке и капитальном ремонте следует уделить время расчетам. Давайте рассмотрим, как увеличить степень сжатия двигателя, взаимосвязь компрессии и степени, и чем примечателен двигатель цикла Миллера-Аткинсона.

Как связаны степень сжатия и компрессия двигателя?

Степень сжатия в цилиндрах мотора – величина абсолютная и рассчитывается математически. На практике это соотношение отображает коэффициент сжатия поступившей в цилиндр топливной смеси на такте впуска. Понятие компрессии означает пиковое давление в камере сгорания в конце такта сжатия и может быть измерено практически. Компрессия хоть и является производной от степени сжатия, но зависит от многих факторов:

  • герметичность цилиндро-поршневой группы (ЦПГ) и клапанного механизма;
  • мощность стартера, состояние АКБ и качество контактов, влияющее на количество оборотов стартера.

Форсирование двигателя путем увеличения степени сжатия

Чем выше степень, тем горячее воздух в конце такта сжатия и тем выше КПД двигателя. Но повышение одного параметра не гарантирует линейное возрастание второго. Наибольший прирост мощности ощущается при повышении степени до 10-11 единиц.

К примеру, увеличив степень сжатия стандартного ВАЗовского мотора с 9.8 до 11, мы в теории получаем прирост термического КПД на 4%. Тест на стенде при этом покажет куда более скромное значение – 2,5%. Повысив степень сжатия того же мотора еще на единицу, мы получим фактическую прибавку в 4.5%. Моментная характеристика возрастет главным образом на низких и средних оборотах. Дальнейшее увеличение степени сжатия без перехода на высокооктановое спортивное топливо и вовсе не даст результат.

Причина такого явления —  в детонации, которая возникает в случае слишком высокого пикового давления в камере сгорания. При контакте с разогретым воздухом в таком случае смесь самовоспламеняется еще до момента подачи искры. При этом фронт пламени распространяется со скоростью более 2000 м/с, тогда как значение при нормальном сгорании не превышает 250-300 м/с.

Ударная волна такой силы оказывает разрушительное давление на цилиндры, стенки камеры сгорания, поршни. Также значительно повышается температура выхлопных газов, что приводит к прогоранию днища поршня, клапанов.

Поэтому тюнинг со сжатием следует проводить после точного математического расчета и с прицелом на октановое число бензина.

Основные методы увеличения

  1. Уменьшение толщины ГБЦ, БЦ. С привалочной плоскости головки и блока методом фрезеровки либо шлифовки снимается слой металла и уменьшается объем камеры сгорания.
  2. Установка поршней с выпуклостями. Цель, как и в предыдущем методе – уменьшение объема камеры сгорания.
  3. Увеличение хода поршня за счет установки другого коленчатого вала, шатунов.

Как работает двигатель с изменяемой степенью сжатия?

До недавнего времени показатель степени закладывался инженерами на этапе разработки и был фиксированным вне зависимости от режима работы двигателя. Нормальное значение для современных бензиновых моторов варьируется от 8 до 14 единиц, традиционно высокая степень сжатия у дизельных моторов – 18-23.

Ужесточение экологических норм заставляет гениев инженерной мысли искать новые пути увеличения термического КПД. Одно из таких решений – двигатель с изменяемой степенью сжатия. Было разработано несколько вариантов динамического изменения степени:

  • дополнительная секция в полости ГБЦ. Открытие секции позволяет увеличить объем камеры сгорания, уменьшая тем самым степень. Система не получила распространения из-за избыточного усложнения конструкции ГБЦ;
  • поршни с изменяемой высотой. Конструкция получилась слишком громоздкой, появились проблемы с перекосом поршней и уплотнением ЦПГ;
  • регулировка высоты подъема коленчатого вала. Изменение степени сжатия осуществляется за счет специальных эксцентриковых муфт, которые регулируют высоту опорных подшипников коленвала. Технология долгое время тестировалась концерном VAG, но так и не вошла в серию;
  • регулировка высоты поднятия ГБЦ. Специальный механизм с электроприводом и шарнирное соединение частей блока двигателя позволяли регулировать степень от 8 до 14 единиц. Разрабатывалась технология инженерами SAAB, но из-за ненадежности резинового кожуха, герметизирующего подвижные части блока, и излишней сложности конструкции также не пошла в серию;

  • шатун с изменяемой длиной. Высота шатуна регулировалась специальным реечным механизмом с помощью давления масла. Как и в предыдущих случаях, разработка французских инженерах не была внедрена в массовое производство;

  • траверсный механизм сочленения шатуна с коленчатым валом. За счет изменения угла поворота траверсы уменьшается либо увеличивается ход поршня. Разработка инженеров Infiniti используется на двухлитровом моторе VC-T, который сейчас устанавливается на кроссовер QX50. Двигатель развивает максимальную мощность в 268 л.с. и пиковый крутящий момент 380 Нм.

Цикл Миллера-Аткинсона

Большую известность цикл Миллера-Аткинсона получил благодаря рекламным брошюрам компании Mazda. Маркетологи гордо заявляют, что инженерам удалось поднять степень сжатия двигателей модели Skyactive до 14 единиц. На самом деле речь идет о геометрической степени сжатия, а не о фактической.

Трюк заключается в том, что во время поднятия поршня на такте сжатия выпускные клапаны еще долгое время открытые, из-за чего часть свежего воздушного заряда выталкивается в выхлопной тракт. Поэтому фактическая степень близка к стандартным для бензиновых моторов 12 единицам. Увеличение термического КПД при этом достигается за счет более эффективного использования энергии расширяющихся газов на такте рабочего хода. За счет большего хода (увеличен диаметр кривошипа) газы дольше давят на поршень. Поэтому при сгорании одной и той же доли топлива, в сравнении с обычным циклом Отто, на коленчатый вал передается больший крутящий момент. Технология позволяет в режимах малых и средних нагрузок значительно уменьшить расход топлива и количество вредных выбросов.

Математический расчет

Степень сжатия двигателя внутреннего сгорания равняется объему камеры сгорания к рабочему объему цилиндра и рассчитывается по формуле (V + C)/C = CR, где

  • V — объем цилиндра, когда поршень находится в нижней мертвой точке (НМТ). Для расчета необходимо сумму объемов всех цилиндров (указывается в технической характеристике ДВС) разделить на количество котлов;
  • С — объем камеры сгорания, когда поршень в верхней мертвой точке (ВМТ). Включает в себя объем полости ГБЦ, прокладки ГБЦ и выемок в цилиндре. Если поршень имеет выпуклость, ее объем отнимается от общего объема камеры сгорания.

Вычислить степень сжатия математически довольно непросто из-за сложной геометрической формы камеры сгорания. Поэтому на практике применяются 2 основные методы вычисления.

Видео:Как измерить степень сжатия правильно.

Практический расчет методом проливки

Суть измерения заключается в поочередном заполнении жидкостью площади над поршнем, когда тот находится в верхней мертвой точке, и стенок камеры сгорания ГБЦ. Для измерения нам необходим кусок оргстекла, в котором будут пропилены отверстия для вкручивания болтов ГБЦ и отверстие для заливки жидкости. Между оргстеклом и блоком необходимо установить уже использованную (обжатую) прокладку. Стенки цилиндров для увеличения гидроплотности необходимо смазать густой консистентной смазкой (литиевой либо обычным солидолом).

Притянув оргстекло болтами, заполните образовавшейся объем жидкостью. Объем поместившейся воды будет соответствовать объему надпоршневого пространства. Аналогичный тест проводится и с головкой блока. При этом клапана должны быть притерты, между седлами и тарелками нанесена консистентная смазка. Сумма объема залитых жидкостей и будет объемом камеры сгорания.

Чтобы рассчитать степень сжатия на онлайн-калькуляторе, также будет необходимо измерить величину хода поршня и диаметр цилиндра. Все эти значения помогут вычислить объем двигателя, который изменяется при каждой фрезеровке плоскостей БЦ, ГБЦ, установке поршней иной геометрической формы, расточки цилиндров либо установке других шатунов, коленчатого вала.

Можно ли рассчитать степень, измерив компрессию?


Компрессия напрямую зависит не только от понятия степени сжатия двигателя, но и от природы сжимаемого газа и условий в камере сгорания. На практике зависимость этих параметров выливается в формулу Р = Ро*Ɛƴ, где

  • Ро – начальное давление в цилиндре, принимаемое за 1;
  • Ƴ – адиабатический показатель для воздуха. В двигателе внутреннего сгорания при сжатии часть тепла отдается стенкам цилиндра, камеры сгорания; происходит утечка части газа через неплотности, а воздух перемешан с частичками топлива, поэтому процесс считается недиабетическим. Показатель политропы при этом равняется не эталонным 1.4, а приближенным к фактическим 1.2.

Все это значит, что, измерив компрессию, мы можем вычислить показатель степени сжатия двигателя. К примеру, при компрессии 15,8 степень сжатия будет близка к 10 единицам. Чтобы уменьшить погрешность, нужно соблюсти все правила измерения компрессии:

  1. Свечи должны быть выкручены.
  2. Дроссель открыт на 100%.
  3. Отключена подача топлива.
  4. АКБ должна быть полностью заряжена. При этом емкости должно хватать на измерения компрессии во всех котлах.
  5. Стартер должен быть исправен, а на проводах его питания отсутствует значительное падение напряжение из-за окислов.

Как снизить степень сжатия двигателя

"Уменьшить степень сжатия?"

Какая степень сжатия? Это количество воздуха, которое двигатель может сжать, готовый к взрывной фазе сгорания.

Например, степень сжатия 10: 1 просто означает, что 10 единиц воздуха будут сжаты в пространство всего 1 единицы.

Степень сжатия (CR) играет большую роль в том, насколько хорошо работает двигатель.

Проблема детонации (когда смесь топливного воздуха преждевременно воспламеняется) в значительной степени контролируется степенью сжатия.

Примечание: вы можете использовать топливо с более высоким октановым числом для уменьшения проблем, связанных с детонацией, другой вариант может заключаться в использовании впрыска воды, но реальным разработанным решением является просто снижение степени сжатия.

Как рассчитать коэффициенты сжатия двигателя.

Чтобы рассчитать степень сжатия, вы просто делите рабочий объем (который не изменится, если двигатель не расточен и / или коленвал не заменен одним из более длинных смещений) на объем камеры сгорания.

Коэффициент сжатия рассчитывается путем деления объема над поршнем, когда он находится в ВМТ, на объем над поршнем, когда он находится в BDC.

Если вы хотите использовать принудительную индукцию (т.е. добавить турбонагнетатель, нагнетатель или воздушный компрессор), вы обнаружите, что вы ограничены в величине усиления, которое вы можете добавить, с помощью ограничений, установленных степенью сжатия. ( * см. Примечание ниже)

Чем ниже степень сжатия, тем больше погрешность, с которой вам приходится играть, что значительно упрощает настройку.

Если у вас высокая степень сжатия, то нет ошибки для детонации, а детонация и стук - это реальные проблемы.

Современные двигатели, использующие турбонагнетатели и высокие степени сжатия (15 фунтов / кв. Дюйм или более при коэффициенте сжатия 10: 1), обычно разрабатываются вокруг системы прямого впрыска топлива, где топливо может добавляться непосредственно перед тем, как требуется воспламенение, так что риск преждевременного детонация снижена.

Это новшество появилось в мире дизельных двигателей с чрезвычайно высоким коэффициентом сжатия.)

Лучшие способы снижения степени сжатия двигателя.

При уменьшении степени сжатия имеет смысл укрепить внутренние детали двигателя.

Это имеет еще больший смысл, если вы используете принудительную индукцию для увеличения мощности вашего двигателя.

Следует иметь в виду удобную формулу: -
CR = (рабочий объем + объем камеры сгорания в ВМТ) / объем камеры сгорания в ВМТ

* Не думайте, что коэффициенты сжатия определяют максимальный импульс, который вы можете безопасно запустить.Это только малая часть уравнения.

Важнейшее значение имеет ваше заправка, топливовоздушная смесь и время зажигания - вот ключевые ингредиенты.

Более низкая степень сжатия даст вам больше погрешности для ошибок и в основном позволяет вам работать с более высоким ускорением, чем вы могли бы в противном случае.

Имеет смысл дать турборежиму хорошую работу по сжатию воздуха и просто оставить двигатель, чтобы сосредоточиться на последней фазе сгорания и взрыва.

Несколько замечаний при определении окончательной степени сжатия.Когда вы заменяете головку на вашем двигателе, ее, как правило, нужно снимать, и это увеличивает степень сжатия, поэтому ее необходимо учитывать при расчете.

Толщина новой прокладки также будет немного больше, чем при затягивании головки на нее, поэтому измерьте толщину прокладки по старой прокладке.

5 хороших способов уменьшить степень сжатия

  • Поршни низкого сжатия . Это, кажется, путь.Поршни намного короче обычных. Небольшой плюс в том, что они также часто легче, поэтому двигатель будет вращаться немного более свободно.

    Мы бы порекомендовали комбинировать поршни с низким сжатием с более коротким ходом, чтобы получить максимальную выгоду.

    Форма поршневой головки также будет зависеть от степени сжатия, возникающей в двигателе.

    Это потребует демонтажа двигателя, и пока двигатель находится в отрыве, вы также можете выполнить некоторые другие моды, перечисленные ниже.

  • Более короткие стержни и уменьшение хода . Более короткий ход будет иметь драматическое влияние на степень сжатия.
    Комбинируя этот метод с поршнями с низким сжатием, можно начать думать о работе при очень высоких давлениях наддува при добавлении турбины.
    Кривошип также будет иметь некоторое влияние на ход двигателя, и в идеале все кривошипы, поршневые коронки и шатуны должны быть согласованы.

  • Головная работа , опять же увеличивает объем цилиндра, но эффективность во многом зависит от того, как расположены впускной и выпускной клапаны, и сколько места у вас есть для работы.

    Снятие головки относительно просто и не требует таких больших усилий, как другие способы снижения компрессии. Тем не менее, требуется большой навык, чтобы правильно выполнять работу на голове и достичь более низкой степени сжатия, которую вы ищете.

  • Более толстые прокладки головки . Этот вариант немного сложен, но мы должны упомянуть его, поскольку многие люди используют более толстые прокладки для достижения более низкой степени сжатия.

    Мы также видели людей, использующих 2 или более прокладок для достижения более низкой степени сжатия! Использование нескольких прокладок, безусловно, не рекомендуется и представляет собой серьезное слабое место в двигателе.

    Более толстая прокладка уменьшит степень сжатия на небольшую долю, вероятно, только на .1 или .2.

    Это, безусловно, самый простой метод снижения компрессии, но есть риск, что вы будете более склонны к поломке прокладки головки, и выигрыш в более низком сжатии минимален.

  • Декомпрессионные пластины по сути являются продолжением головки и могут быть очень эффективными для снижения степени сжатия.

    Сторона блока нуждается в обычном уплотнении прокладки, но сторона головки обычно требует только ненадлежащего высокотемпературного герметика (в случае алюминиевых декомпрессионных пластин).

    Пластины могут быть изготовлены из различных металлов, и мы предлагаем вам поговорить со специалистом о ваших вариантах здесь.

    Декомпрессионные пластины могут преждевременно выходить из строя в приложениях с высоким наддувом, где возникают высокие температуры.

    Многие считают это хорошей вещью, поскольку заменить декомпрессионную пластину гораздо проще, чем заменить поршни и головки.

В большинстве случаев тюнеры выбирают множество этих опций, основываясь на желаемой полосе крутящего момента и выходной мощности двигателя, который они собирают.

Чтобы обсудить все аспекты тюнинга двигателя и модификации автомобиля или получить дополнительную информацию о снижении степени сжатия ваших двигателей, пожалуйста, присоединяйтесь к нашим дружелюбным международным автомобильным форумам.

ПОЖАЛУЙСТА, ПОМОГИТЕ: ВАМ НУЖНЫ ВАШИ ПОЛНОМОЧИЯ, ЧТОБЫ ПОКРЫТЬ РАСХОДЫ НА ЭТОМ САЙТЕ И ДЕРЖАТЬ ЕГО РАБОТУ Я не взимаю с вас за посещение этого веб-сайта, и это позволяет большинству читателей TorqueCars сэкономить долл. США за долл. В год - , но мы НЕ ПРИБЫЛЯЕМ и даже не покрываем наши расходы.Чтобы мы продолжали работать, ПОЖАЛУЙСТА, Пожертвуйте здесь

Эта статья была написана мной, основателем Waynne Smith TorqueCars, и я ценю ваши отзывы и предложения. Эта запись была подал под Engine Mods, Тюнинг. Вы можете оставить отзыв ниже или присоединиться к нашему форуму, чтобы подробно обсудить эту статью и модификацию автомобиля с нашими членами.

Если вам понравилась эта страница , поделитесь ею с друзьями, оставьте ссылку на нее в своем любимом форуме или используйте параметры закладки, чтобы сохранить ее в своем профиле в социальных сетях.

Обратная связь

Пожалуйста, используйте наши форумы , если вы хотите задать вопрос по настройке , и обратите внимание, что мы не продаем запчасти или услуги, мы просто онлайн-журнал.

Помогите нам улучшить, оставьте предложение или совет

,

Что такое коэффициент сжатия в бензиновых и дизельных двигателях?

Что такое коэффициент сжатия?

Коэффициент сжатия

является одной из основных спецификаций двигателя внутреннего сгорания. Это отношение объема над поршнем, когда он находится в самом нижнем положении (BDC), к объему над поршнем, когда он находится в самом верхнем положении (ВМТ). Указывает, в какой степени топливовоздушная смесь сжимается в двигателе.

Рисунок 1 - Простая диаграмма камеры сгорания и коэффициента сжатия.

Это отношение объема камеры сгорания от ее наибольшей производительности к наименьшей производительности.Это отношение между объединенным объемом цилиндра и камеры сгорания, когда поршень находится в BDC (нижняя мертвая точка), к объему только камеры сгорания, когда поршень находится в ВМТ (верхняя мертвая точка). Это соотношение является одной из основных спецификаций для всех двигателей внутреннего сгорания.

Рабочая:

Поскольку бензин очень летуч, коэффициент сжатия для бензиновых двигателей обычно ниже. Таким образом, оно варьируется от 10: 1 до 14: 1. Бензиновый двигатель сжимает воздух и топливо с соотношением от 10: 1 до 14: 1.Бензиновый двигатель смешивает бензин с воздухом и сжимает эту смесь в камере сгорания. Это лучшее смешивание воздуха и топлива друг с другом делает смесь гомогенной. Затем электрическая свеча зажигания зажигает сжатую воздушно-топливную смесь искрой. Это заставляет топливо гореть мгновенно и полностью.

Коэффициент сжатия

В случае дизельных двигателей коэффициент сжатия варьируется от 18: 1 до 23: 1, что зависит от конструкции и конструкции двигателя. В бензиновых двигателях используется метод «Искровое зажигание».Однако в технологиях дизельных двигателей, таких как «прямой впрыск» и «прямой впрыск» и «прямой впрыск Common-Rail», используется метод « с воспламенением от сжатия » . Однако степень сжатия остается практически одинаковой как для бензинового двигателя, так и для дизельного двигателя, соответственно, независимо от мощности / рабочего объема двигателя.

Преимущества более высокого коэффициента сжатия:

Чем выше степень сжатия, тем лучше тепловая эффективность двигателя.Таким образом, двигатель может извлекать больше механической энергии из заданной массы топливовоздушной смеси. В этом контексте дизельные двигатели имеют повышенную топливную эффективность при заданном количестве топлива, чем бензиновые двигатели того же размера.

Это означает, что вы сравниваете обычные бензиновые и дизельные двигатели с одинаковым объемом двигателя, скажем, 1,0 л. Тогда в реальном мире 1,0-литровый дизельный двигатель будет потреблять меньше топлива по сравнению с 1,0-литровым бензиновым двигателем. Другими словами, автомобиль с 1.Дизельный двигатель 0L даст больший пробег по сравнению с автомобилем с бензиновым двигателем 1,0 л при аналогичных условиях вождения.

Продолжить чтение: Каково соотношение воздух-топливо в бензиновых двигателях? >>

О CarBike Tech

CarBikeTech - технический блог в автомобильной сфере. Регулярно публикует специальные технические статьи по автомобильной технике.

Посмотреть все сообщения CarBike Tech

,

Наука о коэффициентах сжатия для высокопроизводительных двигателей

Степень сжатия двигателя является большой проблемой. Вы никогда не увидите гоночный двигатель с низким сжатием, если он не ограничен каким-либо классовым ограничением. Более высокие степени сжатия дают большую мощность в гоночных двигателях и уличных двигателях. Все помнят анемичные 1970-е с низким уровнем сжатия, и никто не хочет их повторять. Как только OEM-производители получили больший контроль над топливом и зажиганием благодаря EFI и электронному управлению двигателем, коэффициенты сжатия снова взлетели, потому что автопроизводители знают, что это увеличивает мощность и повышает топливную эффективность.Более высокие степени сжатия являются основной причиной того, что дизельные двигатели постоянно обеспечивают лучшую экономию топлива, чем бензиновые двигатели.


Этот технический совет взят из полной книги «Производительность автомобильного двигателя». Для всестороннего руководства по всей этой теме вы можете посетить эту ссылку:
УЗНАЙТЕ БОЛЬШЕ ОБ ЭТОЙ КНИГЕ ЗДЕСЬ

Поделитесь этой статьей: Пожалуйста, не стесняйтесь поделиться этой статьей на Facebook, на форумах или в любых клубах, в которых вы участвуете.Вы можете скопировать и вставить эту ссылку, чтобы поделиться: https://musclecardiy.com/performance/science-compression-ratios-performance-engines/


Высокопроизводительные приложения должны тщательно учитывать коэффициенты сжатия независимо от того, нормально ли они нагнетаются или сильно повышаются за счет наддува. Нам нужна вся мощь и эффективность, которые мы можем получить, но плохая комбинация деталей может чрезмерно повлиять на допустимое отклонение октанового числа топлива в двигателе с потенциально катастрофическими результатами.


Конфигурация верхней части поршня является одним из многих факторов, влияющих на степень сжатия двигателя и допуск на октановое число топлива.

Очень важно знать или прогнозировать степень сжатия с

.

Смотрите также


avtovalik.ru © 2013-2020
Карта сайта, XML.