Степень сжатия в чем измеряется: Что такое степень сжатия?

Содержание

Степень сжатия

Понятие «степень сжатия» относится к поршневым двигателям, у которых есть камера сгорания. Под этим термином понимают отношение объема пространства над поршнем в момент, когда он находится в нижней мертвой точке к объему надпоршневого пространства в верхней мертвой точке. Иными словами, это выраженная математически разница в давлении внутри камеры сгорания на момент подачи горючей смеси в цилиндр, и на момент ее воспламенения. Вокруг этого термина очень много недоразумений и мифов. Чтобы понять, что истина, и что ложь, стоит разобраться, почему у разных двигателей этот параметр отличается, и какие преимущества дает низкая или высокая степень сжатия.

Преимущества высокой степени сжатия

Двигатель внутреннего сгорания работает за счет воспламенения смеси воздуха и паров топлива. При воспламенении смесь расширяется и толкает поршень, который вращает коленвал. При большей степени сжатия интенсивность давления на поршень увеличивается, и зак один такт двигатель совершает больше полезной работы.

Отсутствие детонации в дизельных двигателях объясняется просто: в камере сгорания сначала сжимается чистый воздух, а топливо впрыскивается позже

При этом подразумевается, что количество бензина в топливо-воздушной смеси остается неизменным, и за счет большего количества воздуха оно сгорает с более высоким КПД.

На современном этапе конструирования легковых автомобилей применение двигателей с низкой степенью сжатия практически прекратилось. Несмотря на то, что в них допустимо использовать низкооктановый и недорогой бензин А-80, их популярность равна нулю. Дело в том, что современные потребители стремятся приобретать автомобили с большим количеством «лошадей под капотом», а с двигателей, рассчитанных на низкооктановый бензин (например, двигателя УАЗ 469, (который, правда, с измененной степенью сжатия и рядом модернизаций устанавливается в УАЗ Hunter), снять большую мощность невозможно по конструктивным причинам.

Можно ли изменить степень сжатия?

Увеличить степень сжатия можно, уменьшив объем камеры сгорания, но при модернизации уже имеющегося двигателя инженерам приходится постоянно искать компромисс между эффективностью и безопасностью. Дело в том, что, увеличение степени сжатия ведет к понижению детонационного порога. Если увеличить степень сжатия слишком сильно, можно столкнуться с тем, что имеющимися средствами предотвратить возникновение детонации не получится. Иными словами, порой разработать (или поставить от другого, более мощного автомобиля) новый двигатель легче, чем модернизировать старый.

Для современных двигателей характерна высокая степен сжатия. В подавляющем большинстве случаев в них используется бензин с октановым числом не ниже 95 или даже 98

Один из вариантов изменения степени сжатия, доступный частным тюнерам – фрезеровка головки блока цилиндров. После «укорачивания» ГБЦ объем камеры сгорания уменьшается. Степень сжатия в этом случае увеличится. Есть и обратная сторона такой манипуляции (кстати, официально ее называют форсированием) уменьшится общий объем горючей смеси, сгорающей в цилиндре за один цикл.

Степень сжатия или компрессия?

Степень сжатия часто путают с понятием «компрессия». Это не одно и то же. Компрессией называют максимальное давление в цилиндре при движении поршня от нижней мертвой точки к верхней. Компрессия измеряется в атмосферах, а степень сжатия имеет вид математического отношения, например, 10:1 (десять к одному).

Преждевременное воспламенение и детонация

Смесь, поступающая в камеру сгорания, должна не взрываться, а гореть, причем, равномерно, и на протяжении всего отрезка времени, пока поршень движется вниз. При этом условии энергия расходуется максимально эффективно, а детали поршневой группы изнашиваются равномерно и не перегреваются. Сложность заключается в том, что скорость горения смеси обычно гораздо быстрее скорости движения поршня.

В связи с этим и возникает основная проблема, встающая на пути тех, кто задался целью увеличить степень сжатия. При увеличении давления смесь самопроизвольно возгорается. Это явление называется преждевременным воспламенением. Более того, возгорание смеси происходит, когда поршень еще только завершает фазу сжатия. В этом случае энергия сгорающего топлива создает дополнительное сопротивление и растрачивается на выполнение бесполезного действия.

Вторая проблема: выделение чрезмерного количества энергии. Проще говоря – взрыв. Явление это в теории двигателестроения называется детонацей и имеет крайне негативные последствия.

Таким образом, увеличение степени сжатия может сыграть с владельцем двигателя злую шутку. Чтобы избежать неприятных последствий, стоит ознакомиться с таким понятием, как октановое число.

Что такое октановое число и на что оно влияет?

Бензин, который используется для работы ДВС, отличается стойкостью к детонации и самовоспламенению. Для обозначения уровня этой стойкости вводится понятие «октановое число».

Детонация возникает только в камере сгорания бензинового двигателя. Сжигание дизельного топлива требует большей степени сжатия, и воспламеняется оно «само собой» разогреваясь под воздействием давления и соприкасаясь с раскаленными металлическими деталями. Казалось бы, все условия для возникновения созданы, но благодаря некоторым особенностям дизельного двигателя он полностью защищен от этого вредного явления.

Важный факт – октановое число бензина не влияет на количество энергии, которое выделяет топливо при сгорании. Иными словами, думать, что заливая в двигатель бензин с более высоким октановым числом, вы повышаете его мощность, ошибочно. Все очень просто: при высоком значении степени сжатия необходимо использовать топливо с большим октановым числом.

Последствия использования топлива с несоответствующим октановым числом

Стоит обратить внимание, что при несоответствии используемого топлива требованиям завода-изготовителя, могут возникнуть следующие проблемы:

— При использовании топлива с большим октановым числом возможно прогорание выпускных клапанов. Происходит это потому, что бензин с большим октановым числом горит с меньшей температурой и медленнее. Соответственно, при его использовании, на фазе выпуска вместо отработанных газов через выпускные клапана вылетает горящая смесь.

— При использовании топлива с высоким октановым числом на свечах возможно образование нагара. Причины все те же: скорость горения может не совпадать с циклами хода поршня.

— При использовании топлива с низким октановым числом блок управления двигателем (или октан-корректор распределителя) не сможет установить угол опережения зажигания, исключающий детонацию.

Альтернативный способ изменения степени сжатия

В современной практике разработки двигателей активно применяется альтернативный способ динамического изменения степени сжатия – установка турбонагнетателя. Он помогает увеличить давление в камере сгорания, не изменяя при этом ее физического объема. Принцип работы нагнетателя заключается в том, что в камеру сгорания под давлением поступает больше воздуха за единицу времени.

Турбина с изменяемой геометрией

В результате степень сжатия меняется постоянно, реагируя на увеличение и уменьшение нагрузки на двигатель. Этот процесс происходит под контролем электроники, которая оперативно изменяет условия воспламенения топливо-воздушной смеси. В результате всех перечисленных выше негативных факторов, связанных с изменением давления в камере сгорания, удается избежать.

В Объединенных Арабских Эмиратах крайней популярностью пользуются гонки на дизельных внедорожниках. Для увеличения степени сжатия и мощности используются турбины максимальной производительности

Поклонники тюнинга восприняли применение турбонагнетателей как более гибкий и управляемый способ увеличения мощности двигателя. Можно сказать, что приобретение турбо-кита (набора деталей, предназначенных для установки турбонаддува на конкретный двигатель), гораздо более распространена по сравнению с форсированием. Нагнетатели разных типов успешно используются и при необходимости увеличить эффективность работы дизельного двигателя.

Разбираемся. Что такое степень сжатия?

Каждый двигатель независимо от объема, типа топлива, мощности и крутящего момента обладает рядом технических характеристик, которые не меняются с течением времени. Например, при износе двигатель развивает меньшую мощность, нежели новый крутящий момент. Кроме того, возрастает и расход топлива. Но есть и другие, такие как диаметр поршня, ход, рабочий объем. Так вот, среди таких величин можно встретить степень сжатия. Это расчетная величина.

Итак, требуется узнать, что же такое степень сжатия. Это соотношение рабочего объема одного цилиндра двигателя к объему камеры сгорания. Поэтому, если автовладелец хочет увеличить степень сжатия, для этого есть два пути: уменьшить вторую (то есть камеру сгорания) либо увеличить первый (то есть объем цилиндра). Второй путь гораздо сложнее, поэтому тюнеры предпочитают производить всяческие операции с головкой блока цилиндров. Это делается путем стачивания плиты, поскольку головка цельнолитая, и способ заполнения тут не подходит. Кроме того, в большинстве двигателей рассчитано распределение горючей смеси по цилиндру, поэтому нарушение внутренней геометрии чревато последствиями.

Степень сжатия двигателя влияет на множество его характеристик в повседневной эксплуатации. Прежде всего, это его крутящий момент, поскольку чем выше давление над поршнем, тем большую энергию он получает в процессе рабочего хода. Как следствие, увеличивается давление на шейку коленчатого вала, а значит, увеличивается и кутящий момент двигателя.

Еще одна характеристика, на которую прямо влияет степень сжатия, – это расход топлива, и зависимость эта обратно пропорциональна, то есть чем больше первая, тем меньше второй. Но не всякое топливо способно быть использованным при высокой степени сжатия. Например, если степень превышает 9,0, то бензин должен быть с октановым числом не ниже 92 (АИ-92). Дело в том, что низкое октановое число бензина говорит о его неустойчивости к детонации, то есть преждевременному воспламенению от давления и температуры.

Это приводит к повышенному износу шатунно-поршневой группы, поскольку взрыв смеси происходит еще до того момента, как поршень дойдет до верхней мертвой точки. От этого снижается мощность двигателя. Кроме того, увеличивается температурный режим, что чревато другими, еще более страшными последствиями вроде пригорания колец к цилиндрам.

Степень сжатия дизельного двигателя намного выше, бывает даже в два раза. Она достигает 16, поскольку воспламенение горючей смеси происходит не от искры зажигания, а от давления в камере сгорания. Поршни здесь имеют специальные гильзы в днище, которые служат для направления механизма прямо вниз.

В заключение стоит еще раз напомнить, что такое степень сжатия. Это характеристика двигателя, которая не меняется на протяжении всего времени эксплуатации, поскольку размеры остаются прежними. Многие путают степень сжатия с компрессией в двигателе. Не будем вдаваться в подробности, что такое компрессия, скажем только то, что это давление, которое измеряется с помощью манометра. Наша же степень сжатия может быть только рассчитана. Для того, чтобы сделать это, нужно измерить объем камеры сгорания. Это делается доливанием жидкости из мензурки с делением 1 мл.

Как измерить нескорректированную степень сжатия…

Существуют два основных метода определения степени сжатия данного двигателя:

«Некорректированный метод» (иногда называемый геометрическим или европейским методом), который сравнивает объем над поршнем в нижней мертвой точке (НМТ) с объемом над поршнем в точной верхней мертвой точке (ВМТ). Этот метод часто подвергается критике, потому что он не отражает динамику, происходящую во время реальных условий работы двигателя, но, как и в случае с методами стационарного потока, используемыми на стенде потока (которые также не дублируют фактические условия работы), он имеет очень полезное значение. при планировании настройки и применения двигателя.

«Скорректированный метод» (иногда называемый ловушечным или японским методом), который сравнивает объем над поршнем в точке хода поршня вверх, когда крыша выпускного отверстия полностью закрыта (на двухтактном двигателе выпускной клапан закрыт на четырехтактном) к объему над поршнем в точной верхней мертвой точке (ВМТ). Поначалу это кажется наиболее разумным взглядом на ситуацию, поскольку как мы можем действительно начать сжимать топливно-воздушную смесь до того, как все «утечки» будут перекрыты, верно? Ну не совсем…

При повышенных оборотах двигателя (об/мин) поршень движется так быстро, что фактически «обгоняет» топливно-воздушную смесь до места «протечки» и «задерживает» гораздо больший объем топлива/воздуха в верхнем цилиндре, чем просто статический объем над выпускным отверстием. Эта «эффективность захвата» улучшается с увеличением числа оборотов в минуту. Наш двигатель неуклонно улучшается в отношении того, сколько топливно-воздушной смеси, которая попала в двигатель, фактически остается в верхней части цилиндра после закрытия выпускного отверстия и не теряется из выпускного отверстия заранее. Таким образом, по мере увеличения частоты вращения двигателя эффективность динамического захвата улучшается. Таким образом, в реальных условиях эксплуатации наша истинная степень сжатия динамически увеличивается с увеличением оборотов! Редко удается приблизиться к 100% эффективности на любых оборотах в «стандартном» двигателе, но с изменениями портов и хорошо спроектированной выхлопной системой, которая создает импульс «всасывания» (или продувки), чтобы помочь в тщательной эвакуации выхлопных газов И отрицательное давление для прокачки дополнительной топливно-воздушной смеси вверх через передаточные отверстия …….. затем возвращает «начинку» (или положительный) импульс непосредственно перед закрытием выпускного отверстия для уменьшения потерь топлива / воздуха в узком диапазоне оборотов. мы действительно можем ПРЕВЫШАТЬ 100% эффективность захвата! Это означает, что ваш 125-кубовый двигатель с узко определенным «диапазоном мощности» может улавливать более 125 куб. см топлива/воздуха в верхнем цилиндре, а затем «выжимать» его в гораздо меньший объем над поршнем непосредственно перед зажиганием. Проблема здесь в том, что для этого требуется синхронизация импульсов впускной и выпускной систем, которая работает только в узком диапазоне оборотов двигателя. При других оборотах двигателя за пределами «диапазона мощности» импульсы в системах впуска и выпуска не совпадают по фазе и фактически будут способствовать снижению эффективности улавливания. В стандартных двигателях импульсы впускной и выпускной системы шире и, следовательно, эффективны в более широком диапазоне скоростей двигателя, что делает двигатель более гибким и удобным для пользователя….. стоимость меньше общей эффективности улавливания и меньше пиковой выходной мощности.

Теперь, зная, что на самом деле происходит, когда двигатель работает в своем «диапазоне мощности», возможно, вы начнете понимать, что ДЕЙСТВИТЕЛЬНО важно при рассмотрении степени сжатия:

Насколько велик двигатель (рабочий объем поршня в цилиндре от НМТ до ВМТ)?
Каков остаточный объем в ВМТ над поршнем, в который (независимо от «захваченного» процента) будет вдавлен объем цилиндра?
Какая эффективность динамического захвата ожидается с учетом настроенного двигателя? (Диапазон здесь может варьироваться от 75% или около того до 110% или немного выше в точно настроенной установке. )
Какого размера отверстие? Отверстия большего размера, как правило, менее эффективны с точки зрения заполнения/улавливания свежей топливно-воздушной смеси и удаления остаточных выхлопных газов от последнего события сгорания. Из-за этих фактов им также гораздо труднее контролировать процесс сгорания без детонации и/или проблем с преждевременным зажиганием. В основном по этим причинам степень сжатия обычно не может быть увеличена до таких высоких значений в двигателях с большим диаметром цилиндра без риска возникновения проблем или необходимости принятия дополнительных мер для обеспечения приемлемой надежности. (Вы заметили, что гоночные двигатели с действительно высокими оборотами имеют тенденцию распределять общий рабочий объем двигателя между несколькими меньшими цилиндрами с коротким ходом коленчатого вала? высокие обороты двигателя с меньшими скоростями поршня, чем у двигателя с более длинным ходом поршня сопоставимого размера, работающего на тех же оборотах.)
Какое октановое число топлива, которым будет питаться двигатель? Топливо с более высоким октановым числом и экзотические виды топлива, такие как метанол, обладают гораздо более высокой устойчивостью к «самовозгоранию, вызванному давлением» (детонации), что означает, что они могут выдерживать более высокие степени сжатия и все еще ждать искры от свечи зажигания, чтобы воспламенить их топливно-воздушную смесь, а не «детонируют» сами по себе. Если вы собираетесь использовать строгую диету из высокооктанового топлива, вы можете запланировать более высокую степень сжатия.
Обратите внимание, что в двухтактном двигателе выбор степени сжатия будет иметь большое влияние на генерируемую скорость сжатия и также должен быть соответствующим образом спланирован.

Таким образом, принимая во внимание каждый из этих пунктов, ограничения должны стать очевидными при использовании «исправленного» метода расчета степени сжатия…….

Например, вы можете поднять крышу выпускного отверстия в двухтактном цилиндре и обнаружить, что, не касаясь ничего другого, если вы используете скорректированный метод расчета степени сжатия, ваша степень упадет (из-за меньшего объема цилиндра над теперь более высоким выпускным клапаном). крыша порта). Но действительно ли ваш двигатель стал меньше? Конечно нет! А при некоторых оборотах двигателя эффективность улавливания снова повысится. И если поднятие выхлопного отверстия было хорошей идеей и доказало свою эффективность, при более высоких оборотах двигателя, чем раньше, ваша эффективность улавливания может быть даже выше, так как динамически ваш двигатель улавливает БОЛЬШЕ топливно-воздушной смеси! Другими словами, ваше изменение порта «состояние настройки» ПОВЫШИЛо вашу динамическую степень сжатия на некоторых теперь «более высоких, чем раньше» оборотах двигателя.

Настройщики, повышающие «скорректированную» степень сжатия каждый раз, когда они поднимают выхлопное отверстие, в какой-то момент могут столкнуться с неконтролируемой детонацией! «Скорректированная» степень сжатия 9,5: 1 может прекрасно работать для двигателя с выпускным отверстием, закрывающимся под углом 90 градусов до ВМТ и работающим, скажем, с эффективностью улавливания 85% при 9000 об / мин, но может вызвать большие проблемы, если он дублируется с выпускным отверстием. закрытие всего лишь при 75 градусах до ВМТ и эффективность улавливания 115% при 11 500 об/мин. Когда двигатель входит в свой «диапазон мощности» и начинает эффективно улавливать топливо/воздух, 9Соотношение 0,5:1 может быть слишком высоким из-за БОЛЕЕ 100% треппинга.

Вы еще здесь? Хорошо, так что, черт возьми, мы делаем? Смотрим на полный рабочий объем цилиндра (объем над поршнем в НМТ) и сравниваем его с объемом над поршнем в ВМТ. Затем у нас есть довольно стабильная «базовая линия» для сравнения двигателей аналогичного размера и состояния настройки… яблоки к яблокам. Мы по-прежнему должны учитывать эффективность улавливания/продувки, размер отверстия, число оборотов в минуту и октановое число топлива, которые будут использоваться, но это дает нам гораздо более последовательное эталонное значение, которое оказывается более полезным для реального мира. В качестве сноски, «скорректированный» расчет коэффициента сжатия также имеет свою полезность… например, при планировании скорости сжатия.

Мягкие (заводские) моторы, как правило, вполне удовлетворительно работают на умеренных оборотах на откачиваемом газе с «нескорректированной» степенью сжатия, обычно в диапазоне от 10:1 до 11,5:1 или даже немного выше в некоторых случаях. Средние хот-роды с октановым числом 100 или около того и диаметром цилиндра менее 70 мм часто могут выдерживать «неисправленное» значение до 13,5: 1. Драгстеры, используемые для коротких выстрелов с октановым числом 110 или лучше, с хорошо спроектированными камерами сгорания, препятствующими детонации, могут выдерживать 15,5 или 16: 1, а иногда и выше. Двигатели, работающие на метаноле, и двигатели, использующие смесь метанола и нитрометана, могут выдерживать 16:1 и выше (особенно при меньших размерах отверстия)…….

Как рассчитать? Проще говоря, это (объем цилиндра в НМТ + объем камеры сгорания в ВМТ) разделить на (объем камеры сгорания в ВМТ).

Объем цилиндра легко……. (радиус отверстия в миллиметрах) X (радиус отверстия в миллиметрах) X (3.14159) X (ход в миллиметрах). Затем разделите ответ на 1000, чтобы получить объем цилиндра в кубических сантиметрах.

Объем камеры сгорания в ВМТ не имеет простой цилиндрической формы, поэтому его расчет не столь прямолинеен. Один из способов — снять головку и нанести на верхнюю часть цилиндра тонкий слой высококачественной (ЧИСТОЙ) смазки. Затем проверните двигатель вручную до ТОЧНОЙ верхней мертвой точки (используйте твердо установленный циферблатный индикатор) и сотрите ВЕСЬ избыток смазки. Это оставит тонкое покрытие между стенкой цилиндра и самым верхним кольцом, создав герметичное уплотнение. Переустановите головку и выровняйте двигатель, ориентируясь на поверхность прокладки свечи зажигания…… НЕ вращайте двигатель от точной ВМТ!! Заполните камеру сгорания маслом Marvel Mystery (ЧИСТЫМ!) из градуированной бюретки (доступной в магазинах медицинских товаров или, в частности, в таких организациях, как Powerhouse Performance Products в Мемфисе) до самого низа резьбы отверстия свечи зажигания. Обратите внимание, сколько жидкости было слито из бюретки из ее первоначального объема «до заполнения камеры сгорания». Теперь используйте этот объем в формуле, описанной выше. Престо!

Вы говорите, что ваш двигатель разобран, и вы не хотите для этого полностью собирать? Или, может быть, выравнивание двигателя, ориентируясь на наклонную поверхность прокладки свечи зажигания, является большой проблемой, когда двигатель все еще находится в раме? Оценить составляющие объема камеры в ВМТ можно и по отдельности, но это требует немного больше работы…

Чтобы вычислить «захваченный объем» в ВМТ с демонтированными компонентами, вам необходимо определить каждое из следующего:

1) «Плоский объем» камеры сгорания.
2) «Объем прокладки головки».
3) «Объем высоты палубы».
4) «Объем смещения днища поршня».

Чтобы проверить «плоский объем» (FPV) камеры сгорания, начните с очистки поверхности прокладки головки от материала прокладки, очистки камеры сгорания от избыточного нагара и т.п. (аккуратно с помощью проволочной щетки) и установка обычно используемой свечи зажигания. Поместите несколько деревянных или аналогичных опор под головку так, чтобы камера сгорания находилась вверху на столе с небольшим наклоном в одном направлении относительно поверхности прокладки (не ровной). Нанесите узкую полоску смазки на расстоянии около 3 мм от края камеры сгорания, полностью окружая ее на поверхности прокладки. Используя кусок плексигласа (должен быть круглым и достаточно большим, чтобы полностью закрыть камеру сгорания, толщиной не менее 1/4 дюйма) с отверстием для заполнения 3/8 дюйма на одном краю, расположите отверстие в «высокую» сторону наклоненной камеры сгорания и плотно прижмите ее к поверхности прокладки, разбивая смазку и создавая уплотнение. Обязательно нажимайте на нее плотно, чтобы смазка не стала прокладкой. Теперь осторожно заполните камеру маслом Marvel Mystery из бюретки, снова отмечая начальное значение, чтобы вы знали, сколько масла было использовано для заполнения камеры после того, как вы закончите. Запишите свое чтение. Это FPV вашей камеры.

Чтобы рассчитать «Объем прокладки головки блока цилиндров» (HGV), просто используйте ту же формулу, что и выше, для расчета объема цилиндра, просто подставьте радиус внутреннего диаметра прокладки головки блока цилиндров (обычно БОЛЬШЕ, чем отверстие, поэтому измерьте его !) и используйте толщину прокладки (предпочтительно сжатую толщину от использованной прокладки головки блока цилиндров) в качестве замены в приведенном выше уравнении для «хода». Разделите свой ответ, как и раньше, на 1000, и вы получите HGV. Запишите и это.

«Объем высоты палубы» (DHV) снова рассчитывается по той же базовой формуле. Но вы должны либо отметить высоту деки во время разборки, либо временно поставить поршень обратно на шток, сдвинуть цилиндр вниз по поршню (на новую базовую прокладку, но вам не нужны кольца) и использовать пару головок или базовых гаек. чтобы плотно прижать его к корпусам. Подведите поршень к ВМТ и с помощью щупа для измерения глубины от нониуса или штангенциркуля с часовым механизмом определите, насколько ниже или выше верхней части цилиндра находится кромка днища поршня. ОЧЕНЬ ВАЖНЫЙ! Убедитесь, что он находится на одной линии с поршневым пальцем, чтобы поршень не наклонялся вокруг оси поршневого пальца во время измерения. В формуле снова используйте размер отверстия и замените высоту деки ходом. Если высота деки была НАД цилиндром в ВМТ, поставьте знак минус (-) перед расчетным ответом. Если высота деки была НИЖЕ верха цилиндра в ВМТ, оставьте рассчитанный ответ как есть (положительный). Запишите этот номер как DHV.

Для определения «объема смещения днища поршня» сначала наденьте верхнее кольцо только обратно на поршень. Убедитесь, что вы удалили все лишние отложения с днища поршня, чтобы получить точное измерение объема. Затем покройте последний дюйм внутренней поверхности цилиндра слоем смазки толщиной около 1/16 дюйма по всей окружности. Осторожно сожмите кольцо и установите поршень снизу цилиндра. Протолкните поршень вверх по цилиндру, чтобы в пределах примерно 1/2 дюйма от верхней части канала ствола. Убедитесь, что вы не нажимаете на него так далеко, что верхняя часть заводной головки выступает над верхней частью канала ствола. Осторожно удерживайте поршень на месте и вытрите всю оставшуюся смазку с верхней части днища поршня чистой тряпкой. Натяжение кольца и смазка обычно поддерживают положение поршня в отверстии после того, как вы очистили головку. Теперь используйте глубиномер на штангенциркуле циферблатного типа, чтобы измерить расстояние от верхней части отверстия до края днища поршня. Сделайте это в трех или четырех местах вокруг отверстия и «подровняйте» поршень в отверстии так, чтобы расстояние по отверстию было одинаковым по всей длине цилиндра. Запишите это расстояние от отверстия до края днища поршня. Теперь нанесите немного смазки на всю верхнюю часть цилиндра и снова немного наклоните поверхность прокладки головки (как вы делали раньше, когда регулировали головку) на верстаке, используя деревянные блоки (или что-то еще), чтобы поддержать ее. . Плотно вдавите пластину из плексигласа в смазку, чтобы создать хорошее уплотнение, и снова расположите «заливное отверстие» на высокой стороне вашего наклона. Полностью заполните верхнюю часть цилиндра до заливного отверстия жидкостью из градуированной бюретки, еще раз отметив показание «до заполнения». Определите, сколько жидкости вы залили в цилиндр, когда закончите, и запишите это. СЕЙЧАС снова выполните расчет, используя нашу формулу, приведенную выше. В формуле используйте размер отверстия цилиндра и подставьте расстояние вниз по цилиндру, на котором находился ваш поршень, для измерения хода. Ответ — объем в верхнем цилиндре над вашим поршнем, если у поршня была ПЛОСКАЯ ВЕРХНЯЯ ЧАСТЬ. Конечно, нет, поэтому мы просто скопировали это! Вычтите из этого расчета FLAT TOP фактическое измерение куб. см, которое вы только что сделали на своем поршне. Разница заключается в вашем фактическом рабочем объеме поршня (PCDV) для вашего поршня. Если это положительное число, ваш поршень «выступает» вверх, в то время как ваш поршень «утоплен» в местах в головке, если полученное число отрицательное. Запишите эту цифру.

Хорошо, теперь вы готовы вычислить фактический «запертый объем» вашей камеры сгорания в точной верхней мертвой точке. Рассчитайте следующим образом:

Trapped Vol. = (FPV камеры сгорания) + (HGV) + (DHV) — (PCDV)

Вау! Теперь вернитесь и рассчитайте свой нескорректированный коэффициент сжатия …….

(Цил. об. + захваченный объем) / (захваченный объем) = UCCR:1

Я надеюсь, что это поможет тем, кто найдет время, чтобы прочитать его и внимательно следовать ему. Это в основном написано для двухтактного двигателя, но читатель должен быть в состоянии применить все это и к четырехтактному двигателю (даже синхронизацию портов можно сравнить с фазами газораспределения в четырехтактном с точки зрения эффективности и улучшенного расхода топлива). /воздушная смесь «запирается» на более высоких оборотах). Это очень стандартная процедура, выполняемая каждым профессиональным планом модификации двигателя.

Технология производительности | Степень сжатия 101 Часть:1

O Оптимизация степени сжатия двигателя для типа топлива и уровней наддува (принудительная индукция), которые будут использоваться, может привести к дополнительной мощности, увеличению крутящего момента и улучшению топливной экономичности. Как вы, возможно, уже знаете, некоторые двигатели оптимизированы на заводе для работы на бензине с более высоким октановым числом (ТОЛЬКО ПРЕМИУМ). Эти двигатели, как правило, имеют более высокую степень сжатия, чем аналогичные двигатели, предназначенные для работы на обычном бензине. Если вы собираетесь перейти на «встроенный» двигатель в будущем, у вас будет возможность изменить степень сжатия. Чтобы помочь вам принять взвешенное решение, DSPORT проведет серию из трех частей о степени сжатия 101. В первой части мы определим степень сжатия и все математические расчеты, необходимые для расчета фактической степени сжатия двигателя (часто отличающейся от спецификацию производителя). В первой части также будет рассказано обо всех доступных методах изменения степени сжатия. Во второй части мы рассмотрим, как октановое число топлива, процентное содержание этанола, уровни наддува и типы вождения влияют на выбор идеальной степени сжатия для конкретного применения. Наконец, в третьей части мы рассмотрим способы достижения идеальной степени сжатия, обеспечивающей максимальную эффективность сгорания. Итак, давайте начнем с того, как именно рассчитываются коэффициенты сжатия.

Майкл Феррара

ДСПОРТ Выпуск #210

Статическая степень сжатия двигателя, обычно называемая просто степенью сжатия, является функцией «рабочего» и «нерабочего» объемов цилиндров двигателя. Рабочий объем представляет собой динамический объем цилиндра, основанный на положении поршней в его самом низком (нижняя мертвая точка или НМТ) и самом высоком (верхняя мертвая точка или ВМТ) положениях. Рабочий объем цилиндра равен смещению отдельного цилиндра.

Прокладки головки блока цилиндров обычно на 0,5–1,0 мм больше диаметра цилиндра, который они герметизируют. Если производитель не указывает размер отверстия под прокладку, для прямого измерения можно использовать штангенциркуль.

Неохваченный объем цилиндра — это объем цилиндра, который не изменяется. Этот объем складывается из объема камеры сгорания в головке блока цилиндров, объема, создаваемого прокладкой головки блока цилиндров, объема, добавляемого или вычитаемого за счет днища поршня (купола, тарелки, предохранительные клапаны, противопожарные щели) и добавляемого или отнимаемого объема. от положения поршня к платформе с поршнем в ВМТ.

Расчет рабочего объема (куб. см) двигателя довольно прост, поскольку он равен рабочему объему одного цилиндра:

Если общий рабочий объем двигателя неизвестен, но известны диаметр цилиндра и ход поршня, это уравнение может быть вместо этого используется:

Как упоминалось ранее, нерабочий объем цилиндра состоит из объема камеры сгорания в головке цилиндра, объема, создаваемого прокладкой головки цилиндра, объема, добавляемого или вычитаемого за счет днища поршня (купола, тарелки). , сбросы клапанов, противопожарные щели) и объем, добавляемый или удаляемый в зависимости от положения поршня на платформе, когда поршень находится в ВМТ. В отличие от расчета рабочего объема, который можно выполнить, просто зная диаметр цилиндра и ход двигателя, для расчета нерабочего объема требуется значительно больше информации. Часть этой информации может быть получена только прямым измерением.

Использование приспособления для настила моста с двойными циферблатными индикаторами — единственный способ получить точные измерения. Двойные индикаторы показывают, качается ли поршень в одну сторону, а не в нейтральное положение.

Объем камеры сгорания может быть измерен непосредственно путем измерения камер сгорания. Это можно сделать с помощью экономичных комплектов, которые начинаются примерно с 20 долларов, или более точных комплектов, которые стоят около отметки в 120 долларов. Знание или измерение размера отверстия прокладки головки блока цилиндров (обычно, но не всегда, на 0,5-1 мм больше, чем размер отверстия цилиндра, для которого она предназначена) и ее сжатой толщины позволит объему, создаваемому прокладкой головки блока цилиндров, быть рассчитаны. Во многих случаях эти цифры предоставляются производителем прокладок. Всегда проверяйте, соответствует ли указанный размер отверстия с прокладкой диаметру отверстия под прокладку или предполагаемому размеру отверстия цилиндра. Что касается объема, создаваемого или отнимаемого формой днища поршня, это спецификация, предоставляемая производителем поршня. Наконец, измерение поршня и деки выполняется с использованием моста деки и установки с двумя циферблатными индикаторами. Как только это расстояние измерено, добавленный объем (если поршень находится ниже поверхности деки) или вычитаемый (поршень над поверхностью деки) из неубранного объема можно рассчитать, используя то же основное уравнение, которое используется для расчета прокладки головки блока цилиндров. Единственная разница заключается в том, что это может привести к отрицательному результату, если поршень находится над поверхностью деки.

Объем камеры сгорания (куб.см): Хотя вы можете найти в Интернете спецификацию камеры сгорания для конкретного двигателя, есть вероятность, что она будет отличаться от фактического объема головки(ов) цилиндров. ) используется на вашем двигателе.

Объем головки поршня (см3): Если головка поршня плоская и не имеет предохранительных клапанов, это значение будет равно нулю. Теперь здесь все становится немного сложнее. Для целей уравнения мы пытаемся определить, как днище поршня влияет на неуправляемый объем. Если головка поршня имеет рельеф клапана, тарельчатую или инверторную геометрию купола, это значение следует считать положительным (хотя производитель поршня может записать его как отрицательное). Таким образом, это добавит к значению неразвернутого объема. Если на поршне есть купол, это значение будет отрицательным (хотя производитель поршня может записать это как положительное). Таким образом, он уменьшит общий неразвернутый объем.

Хотя разница в 2,4 см3 может показаться не такой уж значительной, ее достаточно, чтобы снизить степень сжатия на RB26DETT с 8,7:1 (прокладка 1,1 мм) до 8,4:1 (прокладка 1,5 мм).

Объем зазора между поршнем и декой (см3): Уравнение, используемое для расчета этого объема, почти идентично тому, которое используется для расчета объема прокладки головки блока цилиндров. Для этого уравнения нас интересует глубина отверстия, в котором находится поршень. Если днище поршня находится на одном уровне с декой, это число будет равно нулю. Если поршень опущен в отверстие, это число будет положительным. Если поршень находится над декой, это число будет отрицательным.

Объем зазора между поршнем и декой (см3):

Пример для диаметра цилиндра 86 мм с поршнем на 0,010 дюйма ниже деки:

86 x 86 x 0,010 x 0,01995 = 1,029 см3 AL

7 90) Качественный комплект для измерения объема камер сгорания будет включать бюретку. В более дешевых комплектах будет использоваться градуированный шприц. Оба комплекта будут включать в себя плексиглас. (R) Если производитель не указывает толщину прокладки головки блока цилиндров в сжатом состоянии, можно использовать микрометр. Обязательно измерьте область со всеми слоями, но избегайте измерения пробки/сложенного слоя.

Когда поршень находится в нижней мертвой точке (НМТ), общий объем цилиндра равен рабочему объему, вкладу в объем поршня, объему прокладки головки цилиндра, объему головки цилиндра и объему зазора деки. Это рабочий объем плюс несканированный объем.

Итак, вы приобрели комплект поршней 9,5:1 для своего двигателя. Это означает, что степень сжатия двигателя будет 9,5 к 1, верно? Может быть, но, вероятно, нет. Вероятно, это будет где-то между 90,0 к 1 и 10,0 к 1. Причина в том, что рекламируемая степень сжатия предполагает, что камера сгорания имеет определенный объем, что используется определенная прокладка головки блока цилиндров и что высота поршня до деки является определенным числом. Реальность такова, что камеры сгорания отлиты и могут быть на 3 см больше или меньше, чем предполагалось. Платформа головки блока цилиндров обычно разрезается при механической обработке двигателя, и когда используются клапаны вторичного рынка, объем может быть добавлен или вычтен по сравнению с клапанами OEM. Если вы хотите узнать фактическую степень сжатия для вашего двигателя, вам нужно потратить время на ее измерение. Это может добавить дополнительные 200-300 долларов на сборку вашего двигателя или больше, поскольку правильный способ требует некоторой макетной сборки.