Как рассчитать объем двигателя: Страница не найдена — calcplus.ru

Как рассчитать объем будки автомобиля

Что такое рабочий объем двигателя и как его рассчитывают

Рабочий объем двигателя – это один из важнейших показателей, влияющих на мощностно-динамические характеристики автомобиля. Среди автолюбителей распространено мнение, что чем эта характеристика выше, тем лучше. Однако на деле это не всегда так. Чтобы понять, каким образом литраж влияет на эксплуатационные характеристики авто, и каково должно быть ее оптимальное значение, следует освежить в памяти устройство двигателя внутреннего сгорания.
Предназначение силового агрегата состоит в том, чтобы преобразовать энергию сгорания топлива в механическую. Рабочая смесь поступает внутрь цилиндра, где воспламеняется и расширяется, толкая поршень, который, в свою очередь, посредством шатуна приводит во вращение коленчатый вал.

Чем больше объем цилиндра, тем больше рабочей смеси можно в него подать, и тем большее количество энергии получить. Формула для вычисления объема цилиндра выглядит как произведение площади его поперечного сечения на высоту, когда поршень находится в нижней мертвой точке.

Рабочий объем двигателя (литраж) – это сумма рабочих объемов его цилиндров, или произведение объема одного цилиндра на их количество. Измеряется он в куб. сантиметрах или в литрах.

Расчет объема груза в м3

Рассчитать объем груза в м3 можно в нашем калькуляторе. Зачем и кому это нужно? Например, Вы грузоотправитель, который хочет разобраться в ценах рынка грузоперевозок и для начала хочет быстро рассчитать объем своего груза в м3. Для расчета можно воспользоваться калькулятором. Указывая размеры сторон и высоту одной коробки, затем указывая кол-во коробок, в результате мы получаем их объем. Причем в данном калькуляторе можно увидеть как объем всего груза, так и только одной коробки. Выяснив объем своего груза, Вы без труда сможете понять, какой именно транспорт Вам необходим. Ведь, если объем Вашего груза составляет 10м3, то незачем заказывать фуру и переплачивать за «пустоту». Вам будет достаточно и газели.

На что влияет литраж

Однако не следует забывать о том, что большие двигатели обладают большим аппетитом. Так, если полуторалитровый бензиновый силовой агрегат в городском цикле расходует в среднем 9-10 литров горючего на 100 км пути, то двухлитровому мотору потребуется 12-13 литров топлива. На трассе разница меньше, примерно 6,5-7 литров против 8-8,5.

Причина в том, что во время работы на холостом ходу больший двигатель также потребляет больше бензина, при этом во время движения он позволяет быстрее разогнать машину до требуемой скорости, т.е. сокращается время работы в неэкономичном режиме.

Формула «больше объем – выше мощность» справедлива для легковых автомобилей. У грузовиков применяется несколько иной подход. Большой объем не обязательно подразумевает «табун лошадей» под капотом, поскольку для этих автомобилей более важной характеристикой является большой крутящий момент во всех диапазонах оборотов коленвала.

Так, у тягача КамАЗ-54115 объем силового агрегата составляет 10,85 л (объем только одного цилиндра сопоставим с рабочим объемом двигателя малолитражки), при этом мощность его составляет всего 240 л. с. Для сравнения, BMW X5 c трехлитровым дизельным мотором развивает мощность 218 л.с. справедливости ради стоит отметить, что на тяжелые грузовики КамАЗ последнего поколения, ставятся более современные моторы объемом 11,76 л и мощностью до 400 л.с.

Калькулятор объема коробки с грузом в м3

Мы уже выяснили, каким образом рассчитывается объем в м3. Для того, чтобы не считать данную величину вручную и был создан данный калькулятор объема. Зачем пользоваться эти калькулятором? Это удобно, не нужно тратить время на расчет объема всего груза в кубических метрах (м3). Используя простой интерфейс нашего калькулятора можно моментально узнать объем груза. Просто вписываем размеры сторон коробки, высоту коробки (третью сторону) и кол-во коробок, если их больше, чем одна. И все, получаем результат в виде значения в формате м3 (метры кубические). Почему лучше использовать наш калькулятор вместо расчетов вручную? Вероятность ошибки в данном случае исключена, да и Вам намного меньше нужно тратить времени и сил на подсчеты вручную.

Оптимальный литраж

Практически все производители предлагают несколько моторов для одной и той же модели автомобиля, и выбрать оптимальный двигатель не всегда просто. Условно автомобили делятся на несколько классов:

• микролитражные, с объемом мотора не более 1100 куб. см;
• малолитражные, с объемом 1200 – 1700 куб. см;
• среднелитражные, с объемом 1800 – 3500 куб. см;
• крупнолитражные, с объемом более 3500 куб. см.

Существует градация силовых агрегатов по классам автомобилей. Для машин класса В обычно предлагаются моторы от 1,0 до 1,6 л, С-класс оснащается моторами объемом от 1,4 до 2 литров, D-класс – 1,6 – 2,5 л, Е-класс – от 2 литров.

Выбирая подходящий двигатель для себя, будущий автовладелец должен определить, в каких условиях авто будет преимущественно использоваться. Для езды в городских условиях вполне подойдет мотор с меньшим литражом (например, 1,4 л), если он обладает хорошей тягой на низких оборотах. Если же на низах тяга недостаточная, двигатель постоянно придется «крутить», и об обещанных восьми литрах топлива на 100 км пробега по городу можно забыть.

Необходимо учитывать и то, что включенная климатическая установка отнимает значительную часть мощности и увеличивает расход горючего. На автомобиле с маломощным мотором ездить при этом становится неприятно, поскольку водитель постоянно будет вынужден включать низшие передачи.

Если машина преимущественно будет эксплуатироваться в условиях трассы, для нее лучше выбрать двигатель побольше.

1. Во-первых, разница в расходе будет не такой значительной;
2. во-вторых, под капотом автомобиля постоянно будет запас мощности, который позволит водителю более уверенно выходить на обгон;
3. к тому же, включение кондиционера или системы климат-контроля, практически не отражается на динамике авто.

Как посчитать объем коробки в метрах кубических

Объем коробки посчитать очень просто. На этой странице расположен калькулятор, который поможет Вам легко посчитать объем одной коробки или всего груза. Возможно, Вам интересно по какой формуле идет расчет. С точки зрения математики обычная картонная коробка с грузом — это прямоугольный параллелепипед, а если у коробки все стороны равны, то это куб. Соответственно их объем будем рассчитывать по простой геометрической формуле: сторона А * сторона Б * высота. Стоит отметить важный факт: если при расчетах используется величина, например, метр, то и результат будет в кубических метрах. В нашем калькуляторе используются метры для расчета объема. Если одна из сторон коробки, к примеру, 60см, то в калькуляторе нужно указать десятичную дробь в виде: 0.6.

Совет 2: Как увеличить объём двигателя

Моторы автомобилей Волжского автозавода выпускаются небольшого объема, но, как знаменито, литраж мотора дозволено с триумфом увеличить. Вследствие чему в последствии возрастает мощность и динамика автомобиля, что подталкивает последователей управления машиной в спортивном жанре к осуществлению тюнинга двигателя .

Вам понадобится

• – новая поршневая группа, – новейший коленвал. – подмога моториста.

Инструкция

1. Мотористы, в случае обращения к ним за советом, могут предложить несколько вариантов по увеличению объема двигателя , выбор одного из них зависит от пожелания клиента, а также от того, какую сумму обладатель готов потратить на реконструкцию двигателя .

2. Примитивный и малозатратный по средствам вариант предусматривает тривиальную расточку гильз блока цилиндров под установку поршней большего диаметра, что в результате незначительно, но все же увеличит литраж мотора. Использование данного способа форсирования двигателя повлечет за собой лишь расходы, связанные с получением новой поршневой группы.

3. Наравне с этим существует еще один вариант увеличения объема двигателя , тот, что предусматривает замену штатного коленвала иным, имеющим увеличенный радиус кривошипа. Соответственно, коленвал, особого исполнения не может устанавливаться в мотор в комплекте с обыкновенными поршнями, следственно данный способ форсирования предусматривает также получение особой поршневой группы. В итоге проведения сходственного тюнинга мотора возрастает рабочий ход поршня, что значительно увеличивает объем всего цилиндра в частности, и увеличивает литраж двигателя в совокупности.

4. Какой из 2-х вариантов по увеличению объема двигателя предпочесть, весь автомобилист решает для себя сам. Но не стоит забывать о том, что форсирование двигателя выполняется только в специализированной мастерской высококвалифицированными экспертами, в распоряжении тот, что имеются высокоточные приборы и нужное оборудование, и которые помогут обладателю определиться с выбором определенного варианта по увеличению объема мотора.

Видео по теме

Обратите внимание! Изредка для увеличения мощности мотора вносятся метаморфозы в газораспределительный механизм, предусматривающий реконструкцию головки блока цилиндров с заменой распредвала и клапанов. Изучите и данный вариант форсирования мотора. Кто знает, может он окажется еще результативнее по части обнаружения спрятанных вероятностей силовой установки.

Как правильно рассчитать объем кузова ЗИЛ

Для того чтобы узнать сколько кубов щебня в ЗИЛе самосвале, необходимо знать точные параметры объёма самого кузова. Для примера приведём данные самой популярной 130 модели машины.

Технические данные	Значение
Общая техническая площадь для самосвальной платформы	8,7 м 2
Максимальный объем для самосвальной платформы	5 м 3
Максимальный объём с надставными бортовыми конструкциями	7,8 м 3
Предельный угол подъёма платформенной части	50 градусов
Режим управления разгрузкой	Вправо, влево, назад
Размер кузова ЗИЛ самосвал по платформе	2325х3752 мм.

Если рассматривать характеристики, то максимальный объем кузова самосвала ЗИЛ может загрузить около 5 тонн. При наличии технической возможности допускается увеличение веса до отметки 6,5 тонн. Водители знают о данной особенности машины, и, при заказе, обязательно учитывают данный фактор. Как правило, в кузов, при перевозке обычных дров, можно вместить до 7-8 кубов материала.

Дополнительные нюансы расчёта

Кроме этого есть вспомогательные нюансы, которые определяют объем самосвала ЗИЛ при транспортировке различных групп строительных материалов. Большинство знают, что в ЗИЛе очень выгодно перевозить строительный песок, даже в небольших объемах, поскольку он может понадобиться только для возведения фундамента здания или проведения штукатурных работ. Лучшим вариантом расчёта данных для перевозки станет онлайн-калькулятор, который можно найти на строительном сайте.

Для чего знать объем перевозимого груза?

Если Вы собираетесь заказать грузоперевозку чего-либо, упакованного в коробки или прямоугольные контейнеры, то первое, что спросят Вас при оформлении заявки это объем перевозимого груза. Вот тут Вам поможет наш калькулятор объема в м3. Прямо во время звонка Вы можете быстро рассчитать объем в м3 и сообщить его для оформления заявки. Зная объем, менеджер-логист сможет подобрать необходимый автомобиль для перевозки именно Вашего груза и избавит Вас от ненужных переплат за автомобиль бОльшего размера. Также логист сразу сможет сориентировать Вас по цене грузоперевозки.

Расчет степени сжатия — автосервис

Расчет степени сжатия и объема мотора

Расчет двигателя

Расчет степени сжатия и объема мотора Результаты           Объем двигателя — куб.см Степень сжатия — :1 куб. см R/S —

Степень сжатия в двигателе автомобиля — отношение объёма поршневого пространства цилиндра при положении поршня в нижней мёртвой точке (НМТ) (полный объем цилиндра) к объёму над поршневого пространства цилиндра при положении поршня в верхней мёртвой точке (ВМТ), то есть к объёму камеры сгорания.

 

где:

b = диаметр цилиндра;

s = ход поршня;

Vc = объём камеры сгорания, то есть, объём, занимаемый бензовоздушной смесью в конце такта сжатия, непосредственно перед поджиганием искрой; часто определяется не расчётом, а непосредственно измерением из-за сложной формы камеры сгорания.

Увеличение степени сжатия в двигателе автомобиля требует использования топлива с более высоким октановым числом (для бензиновых двигателей внутреннего сгорания) во избежание детонации. 1.2=15.8

Детонация в двигателе — изохорный само ускоряющийся процесс перехода горения топливовоздушной смеси в детонационный взрыв без совершения работы с переходом энергии сгорания топлива в температуру и давление газов. Фронт пламени распространяется со скоростью взрыва, то есть превышает скорость распространения звука в данной среде и приводит к сильным ударным нагрузкам на детали цилиндра — поршневой и кривошипно-шатунной групп и вызывает тем самым усиленный износ этих деталей. Высокая температура газов приводит к прогоранию днища поршней и обгоранию клапанов.

Понятие степени сжатия не следует путать с понятием компрессия, которое обозначает (при определённой конструктивно обусловленной степени сжатия) максимальное давление, создаваемое в цилиндре при движении поршня от нижней мёртвой точки (НМТ) до верхней мёртвой точки (ВМТ) (например: степень сжатия — 10:1, компрессия — 14 атм.).

О спортивных автомобилях

Двигатели гоночных или спортивных автомобилей, снабженными тюнингованными и спортивными автозапчастями, работающих на метаноле имеют степень сжатия, превышающую 15:1, в то время как в обычном карбюраторном двигателе внутреннего сгорания степень сжатия для неэтилированного бензина как правило, не превышает 11. 1:1.

В пятидесятые — шестидесятые годы одной из тенденций двигателестроения, особенно в Соединенных Штатах Америки, было повышение степени сжатия, которая к началу семидесятых на американских двигателях нередко достигала 11-13:1. Однако это требовало соответствующего бензина с высоким октановым числом, что в те годы могло быть получено лишь добавлением ядовитого тетраэтилсвинца. Введение в начале семидесятых годов экологических стандартов в большинстве стран привело к остановке роста и даже снижению степени сжатия на серийных двигателях.

В наше время для улучшения двигателя и автомобиля в целом используются тюнингованые автозапчасти и естественно они должны устанавливаться на профессиональных автосервисах.

Степень сжатия и компрессия – что это? Как рассчитать и изменить степень сжатия двигателя Калькулятор степень сжатия двигателя.

Одним из важнейших факторов, определяющих работу ДВС (двигателя внутреннего сгорания), являются степень сжатия и компрессия. От их размера зависит, насколько эффективно работает мотор, и каков у него износ. Попробуем разобраться, что такое компрессия, в чём её измеряют, чем от неё отличается степень сжатия – и как можно изменить эти параметры.

Что такое степень сжатия двигателя, работающего на бензине, или в дизеле?

Проще всего начать со степени сжатия, поскольку этот параметр всегда задан конструктивно. Понять смысл этого термина легко, если вспомнить конструкцию ДВС. В рабочем цилиндре движется поршень – и движение это происходит в определённых пределах, ограниченных двумя мёртвыми точками – верхней (ВМТ) и нижней (НМТ). При этом постоянно изменяется объём поршня, находящийся между поверхностью поршня и головкой цилиндра.

Чтобы определить степень сжатия двигателя, необходимо измерить:

1. Свободный объём цилиндра, когда поршень опущен в НМТ.
2. Такой же объём, когда поршень в ВМТ, где, собственно и происходит зажигание.

Степень сжатия поршневого двигателя будет определяться, как разность между двумя этими объёмами. Она устанавливается конструкцией двигателя и не может быть изменена без замены блока цилиндров.

ПОСМОТРЕТЬ ВИДЕО

Вопрос о том, как определить степень сжатия двигателя, решается очень просто: по сути, достаточно измерить ход цилиндра между мёртвыми точками. Учитывать площадь поршня при этом обычно не надо: в сечении рабочий цилиндр ДВС одинаков, и меняется только высота того пространства, в котором находится топливная или газовая смесь. Однако такие данные будут лишь приблизительными, поскольку не учитывается объём камеры сгорания. Для точного расчёта лучше использовать калькулятор степени сжатия, который приводится на многих ресурсах автомобильной тематики.

Кроме того, во многих случаях расчет степени сжатия не требуется: производители нередко указывают этот параметр в документах на автомобиль. Например, степень сжатия дизельного двигателя обычно выше, чем у работающего на бензине – и в сопроводительных документах указывают: «Степень сжатия 18:1». Это означает, что во время работы двигателя топливная смесь сжимается в 18 раз.

Что такое компрессия двигателя в цилиндрах?

А вот теперь нужно упомянуть отдельно компрессию. Дело в том, что степень сжатия – величина конструктивная. На практике то, что таблица степени сжатия указывает какое-то число для двигателя, не означает, что в конкретном экземпляре ДВС сжатие смеси происходит именно во столько раз.

Компрессия – это величина, которая показывает, насколько действительно сжимается топливная смесь в тот момент, когда происходит её воспламенение. Разница компрессии и степени сжатия как раз и состоит в том, что:

• Степень – это математическая величина, отношение двух цифр, компрессия же – физический параметр, измеряемый в атмосферах, килограммах на квадратный сантиметр, барах или паскалях.
• Степень задаётся конструктивно, а компрессия меняется в зависимости от особенностей работы ДВС. Её нельзя вычислить заранее, её можно только измерить напрямую.

Какая должна быть максимальная компрессия с учётом октанового числа топлива?

Тот факт, что компрессия измеряется с помощью приборов, не означает, что не существует никаких норм на этот счёт. Каждый производитель двигателей рассчитывает их на определённую величину сжатия, которому должна подвергаться топливная смесь во время работы ДВС.

Обычно для расчётов используется формула:

К = СС х X

Где К – это компрессия, СС – размер степени сжатия, а X – конкретный коэффициент, зависящий от устройства ДВС. К примеру, для бензиновых моторов с искровым зажиганием он равен обычно 1,2 – 1,3. Но при этом нужно учитывать ещё и особенности конкретной модели.

Соответственно в норме для современных бензиновых ДВС компрессия должна составлять где-то от 10,5 до 16 кг/кв. см. При этом действует правило: чем выше степень сжатия (и, соответственно, компрессия) – тем большим быть должно октановое число у топлива. Старые модели ДВС, где СС составляет лишь 7 – 8 единиц, могут работать на А-76, но новые моторы в основном рассчитаны на «девяносто пятый» или даже «девяносто восьмой» бензин.

Это правило не применяется в отношении дизелей. Дело в том, что их принцип работы другой: не воспламенение смеси от искры, а самовозгорание в предварительно сжатом в цилиндре воздухе.

Поэтому там действуют другие коэффициенты, и в норме для дизеля СС должна составлять от 20 до 32 кг/кв. см. В том же случае, если двигатель рассчитан на эксплуатацию в экстремальном холоде, значение этого параметра может достигать и 40 кг/кв. см.

Норма компрессии по таблице для двухтактного ДВС

Несколько сложнее ситуация с двухтактными двигателями. В большинстве своём они имеют очень узкое применение там, где компактность и лёгкость важнее экономичности: на судах, в самолётах, лодках, скутерах, мотоциклах или мопедов.

Зачастую определить степень сжатия с помощью автомобильных приборов здесь вообще невозможно: конструкция двухтактников иногда предусматривает наличие декомпрессора – и тогда измерение показывает всё, что угодно, кроме реальных результатов. Кроме того, в документах на такие моторы часто данные не указываются. Наконец, надо учитывать, что в камеру двухтактника поступает не чистое топливо, а в смеси с маслом, которое в сгорании не участвует.

Тем не менее, опыт показывает, что нормой для двухтактных двигателей мотоциклов следует считать показания от 9 до 13. Если же показания опустились ниже 7 – следует срочно задуматься о ремонте. Возможно, мотор ещё поработает – но такая маленькая степень сжатия и компрессия заставляют насторожиться.

Почему пропала нормальная компрессия?

Непосредственное измерение компрессии на двигателе может показать, что реальная величина значительно отличается от той, которая указана в документах или должна быть согласно расчётам. Тому есть несколько причин.

• Высокие температуры в работающем двигателе (где, вообще-то, в каждом цикле происходит взрыв бензиново-воздушной смеси!) заставляют расширяться все детали – в том числе и поршень. Чтобы в результате мотор не заклинил на первых же минутах работы, конструкторы предусматривают определённые зазоры между поршнем и стенками цилиндра. Но в эти зазоры во время такта сжатия ускользает и бесполезно теряется часть смеси. Именно поэтому даже в совершенно новом холодном ДВС давление несколько ниже, чем можно было бы ожидать исходя из того, какая степень сжатия в цилиндре предусмотрена разработчиками. Разница исчезает, когда двигатель прогревается, а зазоры из-за теплового расширения уменьшаются.
• Износилась поршневая группа. Например, возникли задиры на поверхностях, через которые теряется часть смеси.
• Неправильно стоят поршневые кольца – они не прилегают к поверхностям так, как это положено.
• Нарушено прилегание клапанов.
• Неверная регулировка ГРМ. В этом случае клапана открываются или закрываются не вовремя – и давление теряется.
• Возникла трещина в ГБЦ.

Возможны так же иные причины. В любом случае, снижение компрессии на горячем ДВС означает, что с мотором что-то серьёзно не так, и он нуждается как минимум в регулировании, как максимум – в замене.

Как проверить компрессию на горячем и холодном двигателе: способ измерения, используемый прибор

Поскольку компрессия зависит от множества факторов, её необходимо измерять для каждого конкретного двигателя.

Есть два способа произвести замер – с помощью специального прибора (компрессометра) и без него.

Замер компрессометром

В том случае, если в наличии есть компрессометр, алгоритм измерения выглядит следующим образом:

1. Машина заводится, двигатель прогревается до рабочей температуры.
2. Удаляются свечи. Это обязательное условие. Без него погрешность будет слишком велика.
3. В отверстие вставляется наконечник компрессометра (нужно заранее озаботиться тем, чтобы он подходил по диаметру и резьбе).
4. Включается стартер. Двигатель крутится, пока стрелка прибора не прекратит двигаться вверх. Нужно заранее позаботиться о том, чтобы аккумулятор был заряжен полностью.
5. Считываются данные.
6. Процедура повторяется на следующем цилиндре.

Такой способ годится лишь для горячего двигателя – но зато он наиболее точен. На холодном же моторе компрессометр покажет позавчерашнюю погоду в Занзибаре, а не реальные данные.

Бесприборное измерение

Это очень неточный способ, к тому же годящийся лишь для опытных водителей и автомехаников. Тем не менее, если под рукой нет компрессометра, можно воспользоваться им.

В этом случае действовать нужно так:

1. Вывертываются все свечи, кроме находящейся в первом цилиндре.
2. Коленвал проворачивается, пока в первом цилинре не произойдёт сжатие (определить это можно с помощью меток).
3. Вворачивается свеча во второй цилиндр, коленвал снова проворачивается.
4. Цикл повторяется, пока не закончатся цилиндры.

В этом случае нельзя узнать точные данные – но можно определить, в каком из цилиндров упала компрессия. Там, где она слишком низка, усилие, прилагаемое для проворота коленвала, будет ниже.

Этот метод требует опыта и хорошего мышечного чувства. Однако его достоинство в том, что он может использоваться даже на холодном двигателе.

Изменяемая компрессия: как при ремонте провести увеличение давления в двигателе с помощью присадки или другим способом?

В том случае, если компрессия недостаточная, её можно попытаться увеличить. Первый по распространённости способ – это использование специальных присадок к маслу. По заявлениям производителей, специальный состав восстанавливает структуру металла, заполняет пустоты и тем самым обеспечивает нормальную работу двигателя. Насколько реальны эти обещания – вопрос спорный. Специалисты по ремонту двигателей не дают тут однозначного ответа: одни считают, что присадки реально работают, другие объявляют их бесполезной тратой денег.

Куда надёжнее восстанавливает рабочий объем (а через него – и сжатие) переборка мотора. В этом случае могут использоваться следующие методы:

• удаление нагара в цилиндре;
• регулирование клапанов;
• фрезеровка ГБЦ с целью уменьшить объём рабочей камеры;
• замена цилиндров или колец на них;
• использование турбокомпрессора, нагнетающего воздух под большим давлением. Однако здесь требуется точный расчет объема двигателя и мощности нового узла;
• увеличение СС. На заводе степень не ставится на максимум, потому что иначе велик риск детонации и разрушения узлов ДВС. Но регулировка и настройка позволяет повысить сжатие в двигателе;
• использование накладок на поршень. Крайне опасный метод, поскольку требует полной перенастройки двигателя. Но при правильном использовании позволяет добиться положительных результатов.

ПОСМОТРЕТЬ ВИДЕО

Любые операции, касающиеся СС или компрессии, требуют опыта. Автовладельцам с небольшим стажем лучше всего обратиться к специалистам.

Рабочий объем цилиндра представляет собой объем находящийся между крайними позициями движения поршня.

Формула расчета цилиндра известна еще со школьной программы – объем равен произведению площади основания на высоту. И для того чтобы вычислить объем двигателя автомобиля либо мотоцикла также нужно воспользоваться этими множителями. Рабочий объём любого цилиндра двигателя рассчитывается так:

h — длина хода поршня мм в цилиндре от ВМТ до НМТ (Верхняя и Нижняя мёртвая точки)

r — радиус поршня мм

п — 3,14 не именное число.

Как узнать объем двигателя

Для расчета рабочего объема двигателя вам будет нужно посчитать объем одного цилиндра и затем умножить на их количество у ДВС. И того получается:

Vдвиг = число Пи умножено на квадрат радиуса (диаметр поршня) умноженное на высоту хода и умноженное на кол-во цилиндров.

Поскольку, как правило, параметры поршня везде указываются в миллиметрах, а объем двигателя измеряется в см. куб., то для перевода единиц измерения, результат придется разделить еще на 1000.

Заметьте, что полный объем и рабочий, отличаются, так как поршень имеет выпуклости и выточки под клапана и в него также входить объем камеры сгорания. Поэтому не стоит путать эти два понятия. И чтобы рассчитать реальный (полный) объем цилиндра, нужно суммировать объем камеры и рабочий объем.

Определить объем двигателя можно обычным калькулятором, зная параметры цилиндра и поршня, но посчитать рабочий объем в см³ нашим, в режиме онлайн, будет намного проще и быстрее, тем более, если вам расчеты нужны, дабы узнать мощность двигателя, поскольку эти показатели напрямую зависят друг от друга.

Объем двигателя внутреннего сгорания очень часто также могут называть литражом, поскольку измеряется как в кубических сантиметрах (более точное значение), так и литрах (округленное), 1000 см³ равняется 1 л.

Расчет объема ДВС калькулятором

Чтобы посчитать объем интересующего вас двигателя нужно внести 3 цифры в соответствующие поля, — результат появится автоматически. Все три значения можно посмотреть в паспортных данных автомобиля или тех. характеристиках конкретной детали либо же определить, какой объем поршневой поможет штангенциркуль.

Таким образом, если к примеру у вас получилось что объем равен 1598 см³, то в литрах он будет обозначен как 1,6 л, а если вышло число 2429 см³, то 2,4 литра.

Длинноходный и короткоходный поршень

Также замете, что при одинаковом количестве цилиндров и рабочем объеме двигатели могут иметь разный диаметр цилиндров, ход поршней и мощность таких моторов так же будет разной. Движок с короткоходными поршнями очень прожорлив и имеет малый КПД, но достигает большой мощности на высоких оборотах. А длинноходные стоят там, где нужна тяга и экономичность.

Следовательно, на вопрос «как узнать объем двигателя по лошадиным силам» можно дать твердый ответ – никак. Ведь лошадиные силы хоть и имеют связь с объемом двигателя, но вычислить его по ним не получится, поскольку формула их взаимоотношения еще включает много разных показателей. Так что определить кубические сантиметры двигателя можно исключительно по параметрам поршневой.

Зачем нужно проверять объем двигателя

Чаще всего узнают объем двигателя когда хотят увеличить степень сжатия, то есть если хотят расточить цилиндры с целью тюнинга. Поскольку чем больше степень сжатия, тем больше будет давление на поршень при сгорании смеси, а следовательно, двигатель будет более мощным. Технология изменения объема в большую сторону, дабы нарастить степень сжатия, очень выгодна — ведь порция топливной смеси такая же, а полезной работы больше. Но всему есть свой предел и чрезмерное её увеличение грозит самовоспламенением, вследствие чего происходит детонация, которая не только уменьшает мощность, но и грозит разрушением мотора.

Силовые агрегаты современных легковых автомобилей представляют собой сложные технические конструкции, и их работа определяется множеством различных параметров. Начинающим автолюбителям бывает очень непросто разобраться с тем, что же именно под каждым из них подразумевается. К примеру, о том, что такое степень сжатия двигателя в действительности не знают даже опытные автолюбители. Вернее, они считают, что им эти известно, но на самом деле очень часто путают этот параметр с компрессией.

Что такое степень сжатия и чем она отличается от компрессии

Иллюстрация степени сжатия 10:1

Каждый двигатель внутреннего сгорания функционирует за счет того, что в его цилиндрах при сжигании топливной смеси образуются газы, которые приводят в движение поршни, а они, в свою очередь — коленчатый вал. Таким образом, происходит преобразование энергии горения в энергию механическую, возникает крутящий момент, благодаря чему автомобиль движется.

Сгорание топливной смеси происходит в цилиндрах, причем перед воспламенением поршни сжимают ее до определенного объема. Именно отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания и называется степенью сжатия ДВС. Эта величина не имеет размерности и выражается простым соотношением. Для большинства современных бензиновых двигателей внутреннего сгорания она составляет от 8:1 до 12:1, а для дизельных моторов — от 11:1 до 14:1.

Под компрессией понимается максимальное значение давления, которое возникает в камере сгорания в самом конце такта сжатия топливной смеси. Таким образом, эта величина является не относительной, а абсолютной величиной. Для ее измерения используются такие единицы, как атмосферы, кг/см 2 , а также килопаскали или бары. Компрессия тесно связана со степенью сжатия, однако совсем не идентична ей. На ее значение оказывает влияние не только объем, до которого сжимается топливная смесь перед воспламенением, но и такие факторы, как ее состав, текущая температура двигателя, наличие зазоров в приводах клапанов и некоторые другие.

На что влияет степень сжатия двигателя

Нормальное сгорание смеси (вверху) и детонация (внизу)

Степень сжатия двигателя напрямую влияет на то количество работы, которое производит силовой агрегат. Чем она выше, тем больше энергии выделяется при сжигании топливной смеси, и, соответственно, тем большую мощность демонстрирует силовой агрегат. Именно по этой причине в конце прошлого века производители двигателей внутреннего сгорания старались делать свою продукцию мощнее именно за счет увеличения степени сжатия, а не за счет увеличения объемов цилиндров и камер сгорания. Следует заметить, что при форсировании моторов таким способом достигается существенный прирост мощности без дополнительного потребления топлива. Таким образом, моторы в итоге получаются не только мощными, но еще и экономичными.

У такого метода есть, однако, и свои ограничения, причем довольно существенные. Дело в том, что при сжатии до определенной величины топливная смесь детонирует, то есть происходит ее самопроизвольный взрыв. Это, правда, касается только бензиновых двигателей: в дизельных моторах детонации не происходит, и во многом именно поэтому они в среднем имеют более высокую степень сжатия.

Для того чтобы серьезно увеличить значение давления детонации, повышают октановое число бензина, что существенно удорожает топливо. Кроме того, многие химические добавки, которые для этой цели используются, ухудшают экологические параметры двигателей внутреннего сгорания. Некоторые не очень опытные автомобилисты считают, что чем выше октановое число бензина, тем больше энергии он выделяет при сгорании, однако на самом деле это совсем не так: эта характеристика не оказывает никакого влияния на теплотворную способность топлива.

Как рассчитывают степень сжатия двигателя

Поскольку очень желательно, чтобы двигатель внутреннего сгорания, установленный на автомобиле, имел максимально возможную степень сжатия, то необходимо уметь ее определять. Важно это еще и для того, чтобы при регулировке силового агрегата, направленной на его форсирование, избежать опасности детонации, которая может просто разрушить мотор.

Стандартная формула, по которой рассчитывается степень сжатия двигателя внутреннего сгорания, имеет следующий вид:

• CR=(V+C)/C,
• где CR — степень сжатия двигателя, V — рабочий объем цилиндра, C — объем камеры сгорания.

Для того чтобы определить значение этой величины для одного цилиндра, нужно сначала разделить общий рабочий объем силового агрегата на их количество. Таким образом определяется значение параметра V из приведенной выше формулы. Определить объем камеры сгорания (то есть значение величины С) несколько сложнее, но вполне возможно. Для этого опытные автомобилисты и механики, специализирующиеся на ремонте и наладке двигателей внутреннего сгорания, используют бюретку, которая проградуирована в кубических сантиметрах. Наиболее простой способ заключается в том, чтобы залить в камеру сгорания жидкость (например, бензин), а после этого измерить с помощью бюретки ее объем. Полученные данные нужно подставить в формулу расчета.

На практике значение степени сжатия двигателя обычно определяется в следующих случаях:

• При форсировании силового агрегата;
• При его приспособлении для функционирования с топливом другого октанового числа;
• После проведения такого ремонта ДВС, когда требуется корректировка степени сжатия.

Как изменить степень сжатия двигателя

У современных двигателей внутреннего сгорания меняют степень сжатия как в сторону увеличения, так и в строну уменьшения. Если ее необходимо увеличить, то растачивают цилиндры и устанавливают поршни большего диаметра. Еще один достаточно распространенный способ — это уменьшение объема камер сгорания. Для этого там, где головка цилиндров сопрягается с блоком, удаляется слой металла. Эту операцию производят на строгальном или фрезерном станке.

String(10) «error stat» string(10) «error stat»

Одним из главнейших технических показателей автомобильного мотора является коэффициент сжатия. Он показывает соотношение разницы между объёмом свободного участка над цилиндровым поршнем и под ним в крайних его положениях.

Что такое степень сжатия двигателя

Условно величину сжатия представляют и как соотношение давлений в устройстве при подаче горючего и взрыве смеси. Конкретно эта степень обусловлена конструкцией автомобильного двигателя, и может быть высокой или низкой.

Перед непосредственным процессом воспламенения горючей смеси, поршни сжимают топливо до определённого объёма. Инженеры способны варьировать этот показатель, рассчитывая его ещё на стадии проектирования. Узнав количественное соотношение данной величины к объёму камеры сгорания, можно делать различные выводы.

На бензиновых силовых установках показатель сжатия достигает максимум 12 единиц. Чем выше здесь степень сжатия двигателя или ССД, тем больше удельная мощность мотора. Однако при сильном увеличении данного показателя снижается ресурс агрегата, особенно при заправке низкосортным бензином. На дизельных моторах, ввиду их технических отличий, она может варьироваться от 14 до 18 единиц.

В бензиновые двигатели с увеличенной до 12 единиц степенью сжатия нельзя лить ничего, кроме АИ-98 Премиум. Очевидно, что это существенно удорожает расходы на топливо.

На что она влияет

ССД непосредственно определяет объём работы, произведённой ДВС. Чем изначально выше рассчитана степень сжатия, тем продуктивнее будет воспламенение. Пропорционально увеличится и отдача мотора. Вспомним, как разработчики в 90-е годы старались повышать этот показатель, полностью не модернизируя двигатель. Таким способом они конкурировали между собой, делая агрегаты мощнее, и не затрачивая при этом много средств. Но что самое интересное — моторы в этом случае не потребляли больше горючего, а даже становились экономнее.

Однако всему есть предел, и как было сказано выше, чересчур высокий коэффициент приводит к снижению ресурса ДВС. Почему это происходит? Дело в том, что при значительном сжатии топливная смесь начинает самопроизвольно детонировать, взрываться. Особенно это затрагивает агрегаты на бензине, поэтому здесь данный коэффициент имеет строгое ограничение.

Помните, что применение низкооктанового топлива становится причиной детонации на агрегатах с повышенной ССД. И наоборот, высокооктановое горючее может не позволять двигателю полностью раскрываться, если будет использовано в агрегатах с низким коэффициентом сжатия. По этой причине оба параметра должны соответствовать. Подробнее в таблице ниже.

Отличие степени сжатия от компрессии

Степень сжатия двигателя не является компрессией . Они полностью различаются, хотя многие их путают. Коэффициент, о котором идёт речь в статье, не раскрывает значение оптимального давления ТВС перед возгоранием. Измеряется ССД лишь относительно, в соотношении к единице объёма камеры.

Под компрессией принято понимать предельное значение сжатия, образуемого в камере сгорания , на конечном этапе давления горючей смеси. Данная величина априори не может быть относительной, поэтому её измеряют в абсолютных значениях — атм, кг/см2, бар.

Степень сжатия и компрессия неразрывно связаны, но не идентичны. Показатель компрессии зависит не только от сжатия. На него оказывает влияние температура ДВС, наличие зазоров в приводных клапанах, состав топлива и многое другое.

Расчет коэффициента сжатия

Ввиду того, что желательно увеличивать степень сжатия до определённого значения, необходимо уметь рассчитывать этот показатель. К тому же это даст возможность избежать детонационных моментов, разрушающих силовой агрегат изнутри в процессе форсирования.

Таким образом, необходимость в измерении этого показателя требуется в таких случаях, как:

• форсировка мотора;
• подгонка под топливо с другим АИ или для метанового топлива с октановым числом 120;
• послеремонтная корректировка.

Турбированные моторы

На турбомоторах расчёт коэффициента сжатия отличается. Это объясняется наличием наддува воздуха. Поэтому в этом случае величину, полученную в ходе вычислений, умножают на показатель турбокомпрессора.

Кроме того, при вычислении степени сжатия турбированных моторов учитывается не только давление наддува, но и показатель эффективного сжатия, климатические изменения и многое другое. В данном случае процесс значительно усложняется по сравнению с измерениями на атмосферном двигателе.

Пример подсчета

Вот как выглядит общепринятая расчётная формула для автомобильного ДВС: «ССД = (РО+ОКС)/ОКС». Степень сжатия здесь отмечена как «ССД», рабочий объём цилиндра — «РО», а объём камеры сгорания — «ОКС».

Для расчёта «РО» нужно в первую очередь разложить единый объём двигателя или литраж на количество используемых цилиндров. К примеру, литраж мотора «четвёрки» — 1997 см3. Для определения ёмкости одного цилиндра, надо 1997 разделить на 4. Получится около 499 см3.

Для вычисления параметра «ОКС» специалисты пользуются проградуированной в см3 трубкой или пипеткой. Под камерой подразумевается место, где непосредственно происходит возгорание горючего. Камеру заправляют, а затем измеряют объём с помощью жидкостной бюретки. Если нет градуированной трубочки, можно жидкость выкачать с помощью шприца, а затем измерить в мерной посуде или на весах. В этом случае желательно для расчёта использовать не бензин или солярку, а чистую воду, так как её удельный вес более соотносим к объёму в см3.

Внимание! Для точного измерения «ОКС» дополнительно приплюсовывается объём толщины прокладки ГБЦ, учитывается форма днища поршней и другие особенности. Поэтому расчёт этой величины рекомендуется доверить специалистам.

Как увеличить степень сжатия двигателя

Если необходимо увеличить данный показатель, используют несколько способов:

• расточка блока и установка поршней с большим диаметром;
• уменьшение объёма камеры сгорания путём удаления слоя металла в месте соединения ГБЦ .

Нельзя забывать, что в некоторых случаях потребуется инсталляция модернизированных поршней. Это делается, чтобы исключить такое нежелательное последствие, как встреча поршней с клапанами. В частности, на элементах увеличивают выемки клапанов. Также в обязательном порядке корректируются заново фазы газораспределения.

Интересно, что лучше всех раскрыли потенциал степени сжатия ДВС японские производители. В то время как европейские автокомпании пошли путём усовершенствования гибридных моторов, японцам удалось увеличить ССД до 14 единиц и на бензиновых силовых агрегатах, применив изменяемую величину. Но как это возможно без детонационных моментов? Всё оказалось просто. Оказывается, нужно охладить камеру, где происходит возгорание. Тогда можно будет без опасения сжимать смесь. И вовсе не обязательно для этого использовать прохладный воздух: достаточно модернизировать систему выпуска.

Приём, давно известный ещё по гоночным движкам. Выпускные каналы меняются согласно схеме 4-2-1. Порции выхлопных газов здесь не мешаются, поочерёдно вылетают в трубу. Благодаря такой чёткой системе выхлопа, улучшается продувка цилиндров, где остаётся меньше горячих газов.

Секрет японской формулы, согласно которой можно без опаски сжимать горючую смесь, имеет строго математическое соотношение. Так, если процент выхлопа снизить в 2 раза, ССД можно поднимать на 3 единицы, но не больше. Если же при этом ещё и охлаждать воздух, поступающий в цилиндры, можно приплюсовать ещё одну единицу.

Однако для реализации данного метода нужно будет еще модернизировать газообмен, раскошелившись на фазовращатели обоих распредвалов. Вдобавок потребуется доработать некоторые моменты. К примеру, изменить длину поршневого хода посредством компьютерного вмешательства.

Применяется система изменяемого коэффициента на многих японских движках, например, для Inflniti. Способность автоматически менять этот показатель сжатия в зависимости от нагрузки позволяет значительно повышать КПД мотора, особенно турбированного. Каждая порция смеси сгорает при оптимальном на данный момент работы сжатии. Так, если нагрузки на мотор незначительные и смесь обеднённая, включается максимальное сжатие. И наоборот, в нагруженном режиме задействуется минимальная степень, так как бензина впрыскивается много и возможна детонация.

Таким образом, передовая система изменения ССД позволяет вдвое уменьшать литраж мотора, сохраняя при этом мощность и динамические характеристики.

Курс на увеличение степени сжатия двигателя наблюдался и в середине 20 века в США. Основная масса американских двигателей, выпущенных в 70-е годы, находилась в пределах 11-13 единиц. Но работали они только на очень качественном, высокооктановом топливе, получаемом путём этилирования. После того как этилирование запретили, в серийных образцах ДВС наблюдалось снижение показателя сжатия.

Важно знать, что прирост мощности будет наиболее заметен на двигателях, штатно работающих на низкой степени сжатия. Например, моторы с показателем 8 единиц, доведённые до 10, выдадут больше мощности, чем агрегаты со стоковым параметром 11 единиц, форсированные до 12.

Дефорсирование ДВС: для чего нужно и как осуществить

Иногда бывает необходимо уменьшить показатель сжатия. В этом случае устанавливается дополнительная металлическая прокладка ГБЦ . Можно использовать две прокладки вместо одной, тем самым утолщая промежуток — объём камеры растёт за счёт высоты головки блока. Более сложный способ подразумевает укорочение поршня — удаление верхнего слоя на токарном станке.

Дефорсирование двигателя, как правило, процедура вынужденная. В том числе это делается для снижения налоговых выплат или в целях увеличения ресурса агрегата. Как известно, моторы с низкой степенью сжатия дольше работают, меньше подвержены износу. Однако любой такой процесс усложняется законом, чтобы недобросовестные владельцы искусственно не занижали технические данные.

Что касается снижения показателя сжатия на турбированных моторах, то здесь потребуется модернизация системы электрики с датчиками, всей поршневой группы и форсунок, если это дизельный агрегат.

В отдельных случаях дефорсированию предпочитают свап, когда менее мощный контрактный мотор устанавливают вместо штатного.

Таблица: зависимость степени сжатия от октанового числа

Таблица: популярные двигатели и показатель сжатия

Если у вас возникли вопросы — оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

Читатели журнала Биргалеев из г. Салавата и Филичев из г. Удомля Калининской обл. спрашивают, что такое степень сжатия, как ее замерить на двухтактном моторе, какова величина степени сжатия современных двигателей и как рассчитать, насколько нужно подрезать головку блока для повышения мощности мотора? Аналогичные вопросы задают и другие читатели.

Эффективная мощность реального двигателя кроме других параметров определяется величиной термического КПД η t , который находится в прямой зависимости от степени сжатия ε. Как видно из графика, с повышением ε растет и η t , а следовательно, и мощность на валу двигателя.

Степень сжатия (ее называют также геометрической) — это отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания.

где ε — степень сжатия; V a — полный объем цилиндра, см 3 ; V h — рабочий объем цилиндра, см 3 ; V c — объем камеры сгорания, см 3 .

В литературе по ДВС для двухтактных двигателей кроме геометрической степени сжатия (или просто степени сжатия), определяемой по вышеприведенной формуле, введено понятие действительной (фактической, истинной) степени сжатия ε д . При ее определении учитывается, что сжатие не начинается до тех пор; пока поршень не перекроет выпускное окно. Следовательно, действительная степень сжатия всегда меньше геометрической.

Действительная степень сжатия определяется по формуле:

или

где А — высота выпускного окна, см; D — диаметр цилиндра, см; S — ход поршня, см.

Пример расчета:

D = 50 мм = 5 см; S = 44 мм = 4,4 см; ε = 6,0; V c = 17,2 см 3 ; А = 23 мм = 2,3 см.

или

Необходимо отметить, что для четырехтактных двигателей при определении действительной степени сжатия можно было бы считать потерянным объем, описываемый поршнем за время, в течение которого открыт выпускной клапан при рабочем ходе плюс объем, описываемый поршнем при закрытом впускном клапане при сжатии. Однако для упрощения оценки и расчетов как двухтактных, так и четырехтактных двигателей принято рассматривать геометрическую степень сжатия, т. е. отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания.

При пользовании технической литературой по двухтактным ДВС (книги, журналы, каталоги и проспекты) необходимо учитывать, что в Японии принято приводить действительную степень сжатия, а в Европе — геометрическую.

Отечественные серийные двигатели имеют, как правило, низкую степень сжатия (ε = 6,0÷7,0 для двухтактных и 6,0÷6,5 для четырехтактных). Это объясняется тем, что большинство подвесных моторов создавалось много лет назад и рассчитано на использование бензинов с низким октановым числом.

Современные двухтактные двигатели имеют ε = 7,0÷12,0 (меньшие значения ε у двигателей с объемом одного цилиндра 350 см 3 , а большие — с объемом около 50 см 3).

Для современных четырехтактных двигателей ε = 8,0÷10,5 (при цилиндровом объеме 600÷50 см 3 соответственно). Применение высокой степени сжатия требует топлива с октановым числом, равным 88-98 единицам.

Степень сжатия повышают для увеличения мощности и уменьшения расхода топлива. Однако увеличивать ее можно только до определенного предела, который ограничивается появлением детонации — чрезвычайно быстрого, в виде взрыва, сгорания рабочей смеси со скоростью распространения пламени 2000÷2500 м/с (при нормальном сгорании эта скорость составляет всего 20÷40 м/с). Детонация сопровождается резким (ударным) повышением давления, передающимся на все детали кривошипно-шатунного механизма, перегревом поршня и клапанов, потерей мощности и появлением черного дыма из выхлопной системы. Сильная детонация приводит к разрушению поршня.

Чем выше степень сжатия и ниже октановое число применяемого бензина, тем более вероятна детонация при прочих равных условиях. Детонации подвержены высокооборотные двигатели с большим диаметром цилиндров, с большим коэффициентом избытка воздуха а в рабочей смеси (наиболее склонна к детонации смесь при α = 0,85÷0,95; увеличение остаточных газов снижает склонность к детонации). Детонация возможна при большом давлении смеси в начале сжатия, поэтому при использовании наддува степень сжатия обычно снижают. На антидетонационные свойства двигателя влияют форма камеры сгорания и расположение свечи зажигания — чем меньше путь пламени от электродов свечи до самой удаленной точки камеры сгорания, тем меньше склонность двигателя к детонации. Поэтому для форсировки путем повышения степени сжатия наиболее подходят двигатели с полусферической камерой сгорания и со свечой, расположенной в ее центре.

У двухтактного двигателя сжатие рабочей смеси происходит не только в надпоршневом пространстве, но и в картере при движении поршня от ВМТ к НМТ. Обычно давление в картере не превышает 1,5 кгс/см 2 . Оно зависит от степени сжатия в картере ε к , т. е. от отношения полного объема картера V к при нахождении поршня в ВМТ к объему картера при положении поршня в НМТ.

где V h — рабочий объем цилиндра, см 3 .

Величина εк обычно находится в пределах 1,29÷1,40 (меньшее значение относится к гоночным двигателям, а большее — к серийным, коммерческим).

При работе с конкретным двигателем рабочий объем определяют расчетным способом по формуле:

Объем камеры сгорания, ввиду ее сложной формы, быстрее и точнее определяется следующим способом. Поршень устанавливается в ВМТ. Из мензурки (или другой емкости с делениями) в цилиндр заливается через свечное отверстие (до середины его высоты) моторное масло, слегка разведенное бензином. Количество вылитого масла и будет равно объему камеры сгорания.

Степень сжатия двухтактного двигателя с полусферической камерой сгорания можно повысить до 8,5÷9,0, но при этом придется применять топливо с октановым числом 93 и выше. При форсировке методом повышения сжатия неизбежно возрастают среднее эффективное давление в цилиндрах и соответственно силы, действующие на все детали цилиндро-поршневой группы и кривошипно-шатунного механизма. Возрастает частота вращения коленвала. Эти причины неизбежно вызывают уменьшение моторесурса и снижение надежности двигателя.

Пример расчета для определения величины подрезки головки блока. Имеется двигатель с параметрами D = 5 см; S = 4,4 см; V c = 17,2 см 3 ; ε = 6,5 (первоначальная степень сжатия). Требуется увеличить ее до ε t = 8,5.

Рабочий объем цилиндра.

Полное руководство по рабочему объему двигателя

Рабочий объем двигателя является наиболее распространенным математическим расчетом. Рабочий объем — это размер или объемная мощность двигателя, выраженная в кубических дюймах, кубических сантиметрах или литрах. Здесь, в Америке, мы обычно работаем в кубических дюймах, в то время как в остальном мире используется метрическая система. Я буду обсуждать соответствующие преобразования позже в этой главе. Рабочий объем определяется расчетом, включающим диаметр отверстия и длину хода, умноженные на количество цилиндров. Результатом является фактический рабочий объем каждого цилиндра и общий рабочий объем двигателя при 100-процентном объемном КПД. Обратите внимание, что фактический рабочий объем не является общим объемом каждого цилиндра, поскольку он не включает объем камеры сгорания над поршнем в верхней мертвой точке (ВМТ). Эти отдельные объемы позволяют вам рассчитать степень сжатия двигателя (описано в главе 3.)

---

Этот технический совет взят из полной книги PERFORMANCE AUTOMOTIVE ENGINE MATH. Полное руководство по этой теме можно найти по этой ссылке:

УЗНАТЬ БОЛЬШЕ ОБ ЭТОЙ КНИГЕ ЗДЕСЬ

 

ПОДЕЛИТЬСЯ ЭТОЙ СТАТЬЕЙ:  Поделитесь этой статьей на Facebook, на форумах или в любых клубах, которые вы принять участие. Вы можете скопировать и вставить эту ссылку, чтобы поделиться:   https://musclecardiy.com/performance/complete-guide-engine-displacement/

---

 

Как этот малоблочный Chevy Hardcore 454 компании World Products вмещает весь объем цилиндров в ту же базовую блочную архитектуру, что и Chevy 283? Диаметр отверстия составляет 4,250 дюйма, а ход — 4,00 дюйма. Делать математику.

 

Диаметр отверстия цилиндра

Диаметр отверстия цилиндра является основным компонентом формулы рабочего объема двигателя. Без удобного сравнения любой диаметр цилиндра кажется существенным, но даже небольшие изменения диаметра по отношению к фиксированной длине хода приводят к увеличению рабочего объема двигателя. Размер отверстия является серьезной проблемой для любого двигателя для соревнований, потому что он диктует размер клапана и, в конечном итоге, способность двигателя дышать. Многие производители двигателей считают, что выигрыш в дыхании от большего диаметра цилиндра перевешивает любые потери на трение, которые могут возникнуть из-за больших поршней с большей поверхностью юбки и потенциально повышенным сопротивлением кольца. Увеличенное отверстие также обеспечивает большую площадь поршня для давления сгорания, но также создает большее расстояние для движения фронта пламени и большую площадь поверхности для охлаждения пламени.

 

Диаметры цилиндров измеряются нутромером со шкалой для получения максимальной точности. Измерения проводятся вверху, в центре и внизу хода поршня и в двух разных направлениях: спереди назад и из стороны в сторону.

 

Дорожные двигатели — это одно, но некоторые гоночные серии фактически ограничивают размер отверстия и расстояние между отверстиями. Обычно это стоимостные меры, направленные на сокращение использования более дорогих блоков цилиндров с измененным расстоянием между отверстиями, что позволяет увеличить отверстия при сохранении желаемой толщины и стабильности стенок цилиндров. Хорошим примером являются двигатели Sprint Cup. Рабочий объем ограничен 358 кубическими дюймами при максимальном диаметре цилиндра 4,185 дюйма. Двигатели Cup ранее работали с расстоянием между отверстиями 4400 дюймов, но NASCAR разрешила увеличить расстояние между отверстиями до 4,5 дюймов, чтобы приспособить отверстия большего диаметра, большие клапаны и измененную геометрию клапанов — все это в попытке уравнять правила игры среди конкурентов различных брендов. Если диаметр цилиндра не указан, вы должны выбрать размер отверстия, который лучше всего подходит для вашего конкретного применения, определяемого расходом воздуха и требованиями к камере сгорания, степенью сжатия, ходом пламени и другими факторами, включая длину хода, которая также соответствует вашим эксплуатационным требованиям. .

 

Точные измерения диаметра выполняются с помощью нутромера со шкалой. Циферблатные нутромеры обычно показывают точность ± 0,0005 дюйма, а многие имеют точность ± 0,0002 дюйма. Для любого слесаря ​​нет ничего плохого в том, чтобы клиент проверял их работу, но важно понимать, что показания ваших приборов могут отличаться. Это может быть нормально, пока ваши измерения не выходят за допустимые пределы. Лучший способ обеспечить точность любого измерения диаметра отверстия – настроить инструмент в соответствии с известным стандартом перед измерением диаметра отверстия. Если у вас есть любимый слесарь, вы также можете взять некоторые из ваших инструментов в его магазине и сравнить образцы измерений с его инструментами.

 

Длина хода

Длина хода — сопутствующий фактор в формуле рабочего объема цилиндра. Добавление длины хода увеличивает рабочий объем по отношению к фиксированному размеру отверстия. Ход, ранний трюк с хот-родом, нашел особое применение во многих последних моделях двигателей, стремящихся максимизировать рабочий объем. За исключением высокопроизводительных применений, длина хода обычно остается фиксированной с заводской длиной, поскольку гораздо проще и практичнее увеличить рабочий объем за счет увеличения отверстия. И в случае вашего типичного восстановления двигателя основной задачей является восстановление уплотнения цилиндра с помощью новых поршней и колец увеличенного размера. Все, что требуется, — это простая работа по сверлению и хонингованию. Увеличение хода часто требует модификации блока, чтобы обеспечить зазор для штоков и болтов штока, а также требует покупки новых поршней с соответствующим расположением штифта, чтобы приспособиться к новой длине хода. В любом случае формулой рабочего объема можно манипулировать для расчета рабочего объема или для нахождения требуемого диаметра отверстия или хода, когда известен требуемый рабочий объем и один из размеров.

Чтобы рассчитать рабочий объем двигателя, вы должны сначала найти рабочий объем отдельного цилиндра на основе диаметра цилиндра и размеров хода поршня. Диаметр цилиндра — это диаметр цилиндра, а ход поршня — это расстояние, на которое поршень перемещается вверх и вниз в цилиндре. (Ход на самом деле является функцией длины хода коленчатого вала, но обычно он определяется ходом верхней части поршня). но расчет рабочего объема двигателя с точностью позволяет определить величину «округления», которую завод применил к заявленному рабочему объему. Иногда они округляются; иногда они округляются. На практике более полезной причиной является возможность провести мозговой штурм различных конфигураций двигателя, чтобы они соответствовали конкретному гоночному классу, который определяет предел рабочего объема, или рассчитать эффект смещения от чрезмерной расточки при восстановлении двигателя.

Во многих гонках полезно использовать максимально возможное отверстие, чтобы получить большую площадь поверхности поршня и открыть клапаны, чтобы обеспечить более эффективное дыхание. Например, отверстие диаметром 4,125 дюйма обычно способствует лучшему дыханию, чем отверстие диаметром 4,00 дюйма, поскольку оно обеспечивает более эффективный путь потока для всасываемого заряда. Если вы ограничены рабочим объемом, вы можете использовать вариант формулы рабочего объема для расчета соответствующего хода, требуемого вашим выбором отверстия, или наоборот. Подробнее об этом позже.

 

Расчет рабочего объема

Чтобы найти полный рабочий объем, начните с расчета объема одного цилиндра, а затем умножьте результат на количество цилиндров в двигателе. Формула объема цилиндра требует использования пи, математической константы (см. врезку «Как работает формула смещения» на стр. 15), которая позволяет вычислить площадь (или объемную разницу) между квадратом (или коробкой). ) и круг (или цилиндр). Пи, деленное на 4, дает вам еще одну константу для завершения основной формулы смещения следующим образом:

 

В большом блоке Merlin объемом 572 кубических сантиметра используется уникальная комбинация диаметра цилиндра и хода поршня, что обеспечивает его огромный рабочий объем. В данном случае мы рассматриваем квадратный двигатель с диаметром цилиндра 4500 дюймов, ходом поршня 4500 дюймов и мощностью 735 л.с. В другой версии ход поршня увеличен на 1/4 дюйма для достижения 632 кубических сантиметров и 800 л.с. на газе. (Courtesy World Products)

Pi (π) = 3,1415927
Объем цилиндра = pi ÷ 4 x диаметр цилиндра2 x ход поршня
Pi ÷ 4 = 0,7853982 (обычно округляется до 0,7854)

Следовательно, 0,7854 становится константой, которая помогает нам рассчитать объем цилиндра .
Формула рабочего объема: Диаметр цилиндра2 x ход поршня 0,7854 x количество цилиндров

Давайте рассмотрим пример: если у двигателя 327 Chevy заявленный диаметр цилиндра составляет 4,00 дюйма, а ход поршня 3,25 дюйма, расчет будет выглядеть следующим образом:
4,002 x 3,25 x 0,7854 x 8 = 326,726 ci

Хотя и нечасто, иногда вы обнаружите, что размеры двигателя указаны с обыкновенной дробью. В случае с нашим примером Chevy его часто называют рычагом или кривошипом размером три с четвертью дюйма (3 1/4). Поскольку математика двигателя работает в десятичной системе счисления, вам необходимо преобразовать эту дробь в десятичную. На следующей диаграмме показаны наиболее распространенные примеры.

1/32 . . . . . . . . . . . .0.031
1/16 . . . . . . . . . . . .0.0625
1/8 . . . . . . . . . . . . .0.125
1/4 . . . . . . . . . . . . .0.250
3/8 . . . . . . . . . . . . .0,375
1/2 . . . . . . . . . . . . .0.500
5/8 . . . . . . . . . . . . .0,625
3/4 . . . . . . . . . . . . .0,750
7/8 . . . . . . . . . . . . .0,875
1 . . . . . . . . . . . . . . .1.000

Для нашего Шевроле 327 с шатуном 31/4 дюйма мы отмечаем, что 1/4 дюйма равняется 0,25 дюйма, поэтому ход в десятичном представлении равен 3,25 дюйма; отсюда следующий расчет:

4,002 x 3,25 x 0,7854 x 8 = 326,726 ci

В этом случае Chevrolet округлил до 327 ci, потому что десятичная дробь больше 326,5 или ближе к 327, чем к 326. Производители не всегда следуют этой практике. Иногда они округляются в противоположном направлении, даже если десятичная дробь этого не требует. Это часто делается, чтобы различать семейства двигателей или более новые модели.

 

Расчет внутреннего смещения

Предположим, мы решили провести капитальный ремонт нашего Шевроле 327. Осмотр показывает чрезмерный износ цилиндра и заметные гребни в верхней части каждого отверстия над зоной хода поршневых колец. Мы решили установить новые поршни увеличенного размера на 0,030 дюйма. Какой рабочий объем будет у нашего недавно перестроенного 327-кубового двигателя? Это легко рассчитать, подставив новое значение диаметра (переменное) в стандартную формулу рабочего объема:
4,0302 x 3,25 x 0,7854 x 8 = 331,645 ci

Хотя это обычно округляется до 332 ci, по какой-то неизвестной причине этот конкретный внутренний диаметр обычно называют 331 на смолл-блоке Chevy. Как ни странно, замена 0,060-дюймового внутреннего диаметра дает 336,601 ci, что обычно называют 337. Поди посчитай.

 

Расчет отношений диаметра и хода

Следующие две формулы наиболее полезны для мозгового штурма комбинаций двигателей, имеющих предел рабочего объема. Почему это важно? Чаще всего он позволяет рассчитать длину хода в соответствии с желаемым размером отверстия для фиксированного рабочего объема, установленного органом, санкционирующим гонки. Это очень важно для поддержания объема двигателя в пределах максимально допустимого рабочего объема.

 

Этот полностью алюминиевый малый блок Warhawk на базе LS7 максимально использует преимущества высоты платформы двигателя Gen III на 0,780 дюйма (9800 дюймов), чтобы вместить 4,5-дюймовый ход поршня в 4,125-дюймовый блок цилиндров, чтобы достичь 481 ci в пределах поздняя модель малоблочной архитектуры. (Courtesy World Products)

 

Например, NHRA всегда округляет до следующего большего числа, поэтому любой объем двигателя, превышающий указанный, сделает ваш двигатель незаконным. В Бонневилле SCTA публикует диапазон рабочих объемов двигателей, который сообразительные гонщики доводят до предела в каждом классе. Например, двигатель C-класса может варьироваться от 306,00 до 372,9.9 ок. Они не будут округляться до следующего дюйма, но ваш расчет не должен превышать 372,99 с любым запасом. Большинство людей стреляют примерно на 1 ci меньше, просто чтобы обеспечить запас прочности. Итак, если вы строите двигатель Bonneville C-класса с малоблочным Chevy и чувствуете, что диаметр цилиндра 4,125 дюйма будет лучше, чем диаметр цилиндра 4,00 дюйма, какая длина хода вам потребуется, чтобы соответствовать пределу 372,99 кубических сантиметров?

Длина хода, если известно отверстие

Если вы знаете размер отверстия и окончательный рабочий объем, вы можете использовать их для расчета длины хода. Это полезно для мозгового штурма комбинаций диаметра и хода, когда вы хотите изучить различные возможности для достижения желаемого смещения.

Ход = рабочий объем ÷ (диаметр 2 x 0,7854 x количество цилиндров)
Ход = 372,99 ÷ (4,1252 x 0,7854 x 8) = 3,4887 дюйма 4,125 дюйма) со стандартным коленчатым валом 350 Chevy (ход поршня 3,48 дюйма), чтобы оставаться ниже лимита. Ход поршня 350 Chevy составляет 3,48 дюйма, что составляет 372,055 кубических сантиметров; немного близко для комфорта, но возможно, если вы будете тщательно следить за своими размерами. Это позволит контролировать ваши расходы на коленчатый вал, используя готовый размер кривошипа.

Допустим, вы хотите еще больше улучшить дыхание двигателя и площадь поршня, увеличив диаметр отверстия до 4,155 дюйма.

Ход = 372,99 ÷ (4,1552 x 0,7854 x 8) = 3,4385 дюйма

Это нестандартный размер кривошипа, требующий специальной шлифовки. Конечно, кривошипно-шлифовальный станок может это сделать, но вы должны взвесить потенциальную выгоду воздушного потока по сравнению со стоимостью заточки кривошипа, а также расходы на покупку поршней с высотой отверстия под палец, которая соответствует нечетному ходу и желаемой длине штока. В некоторых случаях производители двигателей используют этот же расчет, чтобы увидеть, насколько они могут сократить ход поршня, чтобы увеличить потенциал оборотов при меньшей скорости поршня. В любом случае формула определения инсульта позволяет вам обдумать идеи на бумаге, прежде чем выкладывать деньги на запчасти.

 

Отверстие, когда известен ход

Иногда вы имеете в виду конкретный ход и хотите рассчитать размер отверстия в соответствии с заданным рабочим объемом. Недавно у меня была возможность провести мозговой штурм некоторых комбинаций Chevy V-8 с малым рабочим объемом, которые имели ограничение в 260,99 кубических дюймов. Моей первой мыслью было использовать блок с малым рабочим объемом от 283 или 305. Я знал длину хода для обоих из них, но я не мог вспомнить диаметр отверстия 305, и у меня не было удобного справочника. К счастью, я смог вычислить его, используя формулу для нахождения неизвестного диаметра отверстия, когда известен ход.

 

Отрицательное измерение деки, когда верхняя часть поршня находится над поверхностью деки блока в ВМТ, не изменяет рабочий объем, поскольку расчет по-прежнему основан на диаметре отверстия и размерах хода поршня. Это влияет на расчет степени сжатия (как обсуждалось в главе 3).

Чтобы работать с формулой, сначала выполните вычисления внутри символа квадратного корня, затем введите результат в калькулятор и нажмите клавишу квадратного корня, чтобы получить ответ.

Диаметр цилиндра = √[рабочий объем ÷ (0,7854 x ход x количество цилиндров)] В случае Chevy 305 ход поршня составляет 3,48 дюйма, такой же, как у 350. Подставляя известные переменные, вы вычисляете неизвестный размер отверстия следующим образом.

Отверстие = √ [305 ÷ (0,7854 x 3,48 x 8)] = диаметр отверстия 3,734 дюйма рассчитать ход, который даст 260,99 ci. Для этого я вернулся к формуле нахождения хода.

Ход = рабочий объем ÷ (0,7854 x диаметр отверстия2 x количество цилиндров)
Ход = 260,99 ÷ (0,7854 x 3,7342 x 8) = 2,979 дюйма

Ни один из размеров не является удобным. Отверстие слишком маленькое, чтобы хорошо дышать, а ход — нечетное число, которое придется специально шлифовать. После дальнейшего рассмотрения логичным выбором будет блок диаметром 4,00 дюйма, который легко доступен. Он обеспечивает наилучшее дыхание, а с заявленным пределом рабочего объема нет никакой возможности обойтись без шлифовки кривошипа до требуемого размера хода. Используя размер отверстия 4,00 дюйма, требуемый ход рассчитывается следующим образом.
Ход = 260,99 ÷ (0,7854 x 4,002 x 8) = 2,596 дюйма

Интересно, что здесь возникает соблазн округлить ход до 2,600 дюйма. Давайте посмотрим, что произойдет, если мы подставим это в формулу смещения.

Смещение = 4,002 x 2,600 x 0,7854 x 8 = 261,38 ci

О-о! Брали за негабаритный двигатель.

Давайте попробуем точную цифру хода, которую мы рассчитали ранее.

Смещение = 4,002 x 2,596 x 0,7854 x 8 = 260,978 ci
Вы не можете приблизиться к пределу смещения, но это слишком близко. Более удобным выбором было бы укоротить ход до 2,585, что дает запас прочности примерно в 1 ci.

Смещение = 4,002 x 2,585 x 0,7854 x 8 = 259,87 ci

Из этого упражнения видно, как можно использовать формулу смещения, формулу отверстия и формулу хода для моделирования теоретических комбинаций, соответствующих вашим требованиям. Как только вы определитесь с комбинацией диаметра и хода поршня, которая соответствует вашему пределу рабочего объема с наилучшей возможной вентиляцией, площадью поршня и возможностями оборотов, вы можете перейти к выбору наилучшей длины шатуна и высоты поршневого пальца. Эти удобные формулы заставят все это произойти на вашем калькуляторе и на бумаге, прежде чем вы потратите ни копейки на запчасти. А если вы введете переменные в компьютерную электронную таблицу (обсуждается в главе 13), вы сможете сохранить и распечатать все свои теоретические комбинации для быстрого просмотра в любое время.

 

Отношения диаметр/ход и шток/ход

Во время мозгового штурма следует также учитывать соотношение диаметр/ход и отношение шток/ход. Эти соотношения говорят вам о нескольких важных вещах. Если двигатель имеет одинаковые размеры диаметра цилиндра и хода поршня, его называют квадратным. Если диаметр цилиндра больше, чем ход поршня, двигатель неквадратный. Двигатель с квадратным сечением будет иметь длину хода больше, чем размер его отверстия. Часто считается, что низкоскоростные двигатели с квадратным валом обеспечивают больший крутящий момент, но на практике разница минимальна и не может конкурировать с превосходным дыханием комбинации с увеличенным квадратом. В то время как большее отверстие может иметь несколько более высокие фрикционные свойства, оно более чем компенсирует разницу с улучшенным дыханием, обеспечиваемым большим размером отверстия, что позволяет использовать более крупные клапаны и более эффективный ввод воздушно-топливного заряда в цилиндры. Соотношение диаметра отверстия к ходу — это просто размер отверстия, деленный на ход.

Соотношение B/S = диаметр цилиндра ÷ ход поршня
Например, двигатель Chevy 350 имеет стандартное отношение диаметра цилиндра к ходу поршня 1,15:1,
B/S = 4,00 ÷ 3,48 = 1,15:1

Любое число больше 1,0:1 является сверхквадратным. Увеличенное отверстие позволяет использовать более крупные клапаны. Рассмотрим следующие примеры, основанные на трех различных малых блоках Chevy:

Смещение 283 CI 350 CI 400 CI

BORE 3.875 4.000 4.125

3,000 3,480 3.750

B/S Соотношение 1.29: 1 1.15: 1 1.1: 1

.

При самом высоком коэффициенте 283 выглядит нормально на бумаге. Он эффективен благодаря своему рабочему объему и длине хода, но маленькое отверстие ограничивает размер клапана. Модель 350 имеет более низкое соотношение B/S, но ее диаметр позволяет использовать клапаны гораздо большего размера, чем модель 283, поэтому дыхание становится более эффективным. Модель 400 почти квадратная с соотношением сторон 1,1:1, но она наиболее желательна с точки зрения дыхания, потому что на нее можно устанавливать огромные клапаны без кожуха или ограничения дыхания. Это еще одна вещь, которую следует учитывать при планировании оптимальной комбинации.

Другим соотношением, которое следует учитывать, является соотношение шток/ход. Это длина от центра до центра стержня, деленная на ход. Соотношение шток/ход от 1,9 до 2:1 всегда считалось выгодным, поскольку оно уменьшает угол наклона штока к стенке цилиндра, тем самым снижая боковую нагрузку на стенку цилиндра и юбку поршня. Вот почему маленькие блоки Chevy 400 с коротким штоком (5,565 дюйма) и длинным ходом (3,75 дюйма) подвергались более высокому износу цилиндров. Угловатость стержня была слишком велика. Шевроле 302 куб. см (с его 5,7-дюймовым штоком и 3,00-дюймовым ходом) имеет отношение шток/ход 1,9.:1. Сравните это с маленькими блоками Chevy 350 и 400, показанными на следующей диаграмме.

Отношение R/S = длина штока ÷ ход
Рабочий объем 302 ci 350 ci 400 ci
Длина штока 5,7 5,7 5,565
Ход 3,00 3,48 3,75 более высокое отношение шток/ход также предназначено для повышения мощности за счет «парковки» поршня в ВМТ на долю времени, превышающее передаточное отношение короткого штока. Это дает больше времени для создания пикового давления в цилиндре, прежде чем поршень начнет опускаться в цикле расширения. Сравнительные динамометрические испытания показывают, что это преимущество менее существенно, чем обещает теория, по крайней мере, при уличных оборотах двигателя. Тем не менее, преимущества долговечности улучшенной угловатости стержня более очевидны. В любом случае вы можете захотеть рассчитать отношение диаметра отверстия к ходу и отношение штока к ходу любой комбинации, которую вы разрабатываете, и рассмотреть возможные последствия.

 

Преобразование в метрические единицы

Если вы имеете дело с метрическими размерами, вы смотрите на диаметр цилиндра и ход поршня, измеренные в миллиметрах (мм), и рабочий объем двигателя, указанный в кубических сантиметрах (см) или литрах (л). Формула смещения работает так же, но вы делите результат на 1000, чтобы получить кубические сантиметры.

Для константы (0,7854) преобразование не требуется, поскольку она применяется независимо от единицы измерения. Чтобы лучше понять это, давайте поработаем с формулой рабочего объема горячего современного двигателя, такого как 426-сильный L9. 9 алюминиевый смолл-блок в Camaro 2010 года. Он имеет следующие размеры:

Заявленные размеры Расчетные размеры
L99 Chevy 376 ci, 6,2 л 375,129 ci, 6,147 л
Диаметр цилиндра: 4,06/103,3 мм 103,12 мм
Ход поршня: 3,622/92 91,998 мм в миллиметрах,

3 мм

3 умножьте на 25,4 (см. Приложение B «Полезные коэффициенты пересчета»). Это преобразование дает точное число, поэтому оно очень точное. Чтобы преобразовать миллиметры в дюймы, умножьте на 0,0393701, что не дает точного числа, но достаточно близко.
Сначала поработаем с дюймами.
Рабочий объем = 4,062 x 3,622 x 0,7854 x 8 = 375,129 кубических сантиметров
В этом случае Chevy округлил до 376 кубических сантиметров. Теперь переведем в миллиметры.
Диаметр цилиндра = 4,06 x 25,4 = 103,124 мм
Ход = 3,622 x 25,4 = 91,998 мм

Поскольку преобразование дюймов в миллиметры является точным, цифры абсолютно точны, но здесь мы округлим их, потому что они округляются в большинстве опубликованных учетные записи. Чаще всего диаметр цилиндра указывается как 103,3 мм, а ход указывается как 9.2 мм.
Для упрощения расчетов округлим числа, уменьшив 103,124 мм до 103 мм и увеличив ход до 92 мм.

Рабочий объем см3 = (1032 x 92 x 0,7854 x 8) ÷ 1000 = 6132,57 см3

Разделите 6132,57 см3 на 1000, чтобы получить литры — 6,132. Таким образом, математически L99 составляет 6 132 куб. см или 6,13 л (которые Chevy округляет до 6,2 л). Обратите внимание, что кубические сантиметры и литры, преобразованные из дюймов, немного отличаются от вычисленных из миллиметров.

Если ваши измерения уже указаны в миллиметрах, вы можете упростить их, переведя их в сантиметры, прежде чем приступать к вычислениям. Это даст ответ в сантиметрах без деления на 1000. Чтобы перевести размеры отверстия и хода в сантиметры, разделите каждое число на 10.

Диаметр цилиндра = 103 ÷ 10 = 10,3 см

Ход = 92 ÷ 10 = 9,2 см

Рабочий объем = 10,32 x 9,2 x 0,7854 x 8 = 6 132,57 см3

Это идентично нашему предыдущему расчету.

При мозговом штурме комбинаций в метрических единицах основные формулы для смещения, диаметра и хода по-прежнему применимы. Вам просто нужно быть осторожным, чтобы ваши юниты были прямыми и правильно работали с любыми преобразованиями. (См. таблицу преобразования в Приложении B).

Вы видите, что опубликованные размеры не всегда соответствуют измеренным размерам. Техинспектор всегда руководствуется фактическими измеренными размерами в единицах, предусмотренных сводом правил. Если вы имеете дело с санкционирующим органом, всегда используйте указанные им единицы измерения, чтобы обеспечить легальную сборку двигателя.

Еще одно удобное преобразование кубических дюймов в литры. Чтобы преобразовать, разделите кубические дюймы на 61,024. Для нашего Chevy L99 расчетный рабочий объем составил 375,12/61,024, что равняется 6,147 литра (который Chevy округляет до 6,2 л). Мы уже рассчитали кубические сантиметры в 6 132,57. Деление на 1000 дает 6,132 л. Это все еще довольно близко к точности, но вы можете видеть, как коэффициенты округления и преобразования могут исказить окончательный ответ.

 

Эквивалентный рабочий объем

Существует формула для расчета эквивалентного рабочего объема для непоршневого двигателя, такого как роторный двигатель Mazda. Это помогает классифицировать непоршневые двигатели по сравнению с обычными поршневыми двигателями.
Эквивалентный рабочий объем = SV x 3

Где:
SV = фактический рабочий объем одной камеры роторного двигателя.

В этом случае вы должны заменить опубликованный рабочий объем, так как вы не можете расточить роторный двигатель.

 

Что такое расстояние между отверстиями?

Расстояние между отверстиями — это расстояние между центральными линиями соседних отверстий цилиндров. Он помогает определить, насколько вы можете расточить блок цилиндров, не ослабляя стенки цилиндров до точки потенциального отказа. Как показано, малоблочный Chevy имеет расстояние между отверстиями 4400 дюймов. Обратите внимание на радиус соседних отверстий на иллюстрации, и вы увидите, что между отверстиями цилиндра для стенок цилиндра и водяной рубашки есть 0,400 дюйма. Стенки цилиндра обычно имеют толщину от 0,180 до 0,200 дюйма с очень небольшим пространством для охлаждающей рубашки между ними.

 

Расстояние между отверстиями — фиксированное расстояние между центральными линиями соседних отверстий цилиндров. Размер отверстия может меняться, но расстояние между отверстиями остается постоянным. Как показано здесь, расстояние между отверстиями может помочь вам определить, насколько вы можете безопасно пересверливать блок.

Стенки цилиндра имеют яйцевидную форму в водяной рубашке и сужаются между отверстиями для обеспечения потока охлаждающей жидкости. Эта область касается упора поршня и не подвергается максимальной нагрузке. В блоках большого диаметра, таких как Chevy 400, смежные стенки цилиндров соединены или соединены с материалом блока для сохранения прочности.

Когда вы растачиваете блок, вы берете половину измерения избыточного отверстия с каждой стороны цилиндра. При расширенном диаметре 0,030 дюйма в целом вы теряете только 0,015 дюйма материала. Большинство блоков позволяют увеличить диаметр цилиндра до 0,060 дюйма без потери прочности стенки цилиндра, за исключением более новых двигателей GM серии LS. В них используется железная втулка, которую можно расточить только на 0,010 дюйма. На практике не имеет значения, какой у вас двигатель. Ваш механический цех будет хорошо знаком с безопасными пределами расточки большинства двигателей и может даже проверить цилиндры акустически, чтобы определить, достаточно ли они толсты, чтобы соответствовать желаемому размеру отверстия и окончательному применению двигателя.

Некоторые двигатели (например, 305-кубовый Chevy) изготовлены из тонкостенных отливок для уменьшения веса двигателя. Теоретически они никогда не будут подвергаться высоким оборотам или гоночным нагрузкам, поэтому более толстые стенки не нужны. Эти блоки должны пройти акустическую проверку перед любым существенным бурением скважины.

Напротив, старые блоки Chevy 283 были известны толстыми стенками цилиндров, которые допускали диаметр отверстия 0,125 дюйма. Это привело к 4,00-дюймовому диаметру цилиндра и хорошо известному 301-кубовому хот-роду начала 19-го века.60-е годы. Позже завод продублировал этот двигатель с помощью смолл-блока 302 для первого поколения Z28 Camaro.

 

Акустическая проверка

Акустическая проверка — это ультразвуковая процедура, которая обеспечивает точные измерения толщины стенки цилиндра для поддержки расчетов диаметра и хода. В то время как большинство заводских и послепродажных гоночных блоков теперь поставляются с заводским листом для проверки звука, многие строители предпочитают проверять лист, а в случае ранее расточенных блоков целесообразно определить толщину стенок цилиндра. Большинство гоночных блоков в настоящее время имеют цилиндры с толщиной стенок не менее 0,250–0,300 дюйма, и важно сохранить как можно большую ее часть. Акустическая проверка не является длительным процессом, и в большинстве магазинов, которые ее регулярно проводят, есть свои листы для записи чисел. Устройство звуковой проверки поставляется со стандартами, которые используются для калибровки системы перед использованием. Они имеют известную толщину и выполнены изогнутой формы для имитации отверстий цилиндров. Некоторые строители разбивают старые блоки и хранят изогнутые участки сломанных стенок цилиндров, чтобы использовать их в качестве реальных калибровочных образцов, которые можно легко измерить для сравнения.

После калибровки блока на датчик наносится гель, и датчик плотно прижимается к стенке цилиндра в определенных местах в зависимости от типа блока. Большинство строителей предпочитают проверять цилиндры в четырех равноудаленных местах, начиная с основной упорной поверхности и двигаясь вокруг канала ствола под углом 90 градусов за один раз на расстоянии от 11/2 до 2 дюймов вниз от поверхности деки. Как только эти числа записаны, они повторяют тот же процесс примерно на полпути вниз по стволу. Некоторые даже записывают цифры на дне канала ствола. Когда процесс завершен, строитель и/или механик имеет точную дорожную карту толщины стенок цилиндра блока.

 

Первичная, или главная, сторона тяги расположена напротив направления вращения двигателя. Для вращения по часовой стрелке встаньте перед двигателем лицом к нему. Основная поверхность тяги — левая сторона каждого ряда цилиндров; это к пассажирской стороне блока для каждого цилиндра. Вот где вам нужны самые толстые показания — обычно 0,300 дюйма или лучше, но не менее 0,250 дюйма для гонок.

Сторона малого усилия — это противоположная стенка или правая сторона всех цилиндров, если смотреть на переднюю часть блока. Если у вас вращение против часовой стрелки или, как в некоторых случаях, вы строите двигатель с обратным вращением, все основные поверхности тяги смещаются в противоположную сторону. Неупорные поверхности, противоположные оси штифта в каждом отверстии (передняя и задняя стороны каждого отверстия), как правило, самые тонкие, и некоторые строители фактически допускают толщину стенок в этой области до 0,100 дюйма.

 

Практические расчеты

Возьмите калькулятор и заполните поля для следующих двигателей. Рассчитайте смещение для первых трех, ход для вторых трех и диаметр отверстия для последних трех. Сравните свои ответы с приведенными ниже.

Автомобиль
1. 1962 Chevy
2. 1968 Dodge
3. 1957 Ford
4. 1970 Plymouth;
5. 1966 Pontiac
6. 1951 Ford
7. 1968 Chevy
8. 1964 Ford
9. 1961 Dodge
 

Bore x Stroke
4.00 x 3.25 = ___________ ci
4.25 x 3.75 = ___________ ci
3.80 x 3.44 = ___________ ci
4.04 x ___________ = 340 ci
4.09 x ___________ = 421 ci
3.19 x ___________ = 239 ci
__________ = x 3,48 = 350 ci
________ = x 3,78 = 427 ci
______ = x 3,75 = 413 ci

Написано John Baechtel и опубликовано с разрешения CarTechBooks

Если вам понравилась эта статья, вам понравится вся книга. Нажмите кнопку ниже, и мы вышлем вам эксклюзивное предложение на эту книгу.

Расчет объема двигателя

«Помогите! Я расточил и погладил свой двигатель, и теперь я не знаю, какого он размера!»

Как рассчитать объем двигателя, используя диаметр цилиндра и ход поршня:

Воспользуйтесь приведенным ниже калькулятором, или вы можете рассчитать объем двигателя, взяв квадрат диаметра цилиндра, разделенный на 4, умноженный на число пи, умноженный на ход поршня и умноженный на количество цилиндров:
((Отверстие X Диаметр) / 4) X Pi X Ход X Цилиндры

Например, Chrysler 426 (Hemi или Wedge) имеет стандартный диаметр цилиндра 4,25 дюйма и стандартный ход поршня 3,75 дюйма. Подставив это в приведенную выше формулу, мы получим:
((4,25 х 4,25) / 4) х 3,141592654 х 3,75 х 8 = 425,59 или 426 кубических дюймов.

Если вы хотите расточить свой 426 на шестьдесят больше (0,060 дюйма), просто добавьте 0,060 дюйма к диаметру отверстия 4,25 дюйма:
((4,31 х 4,31) / 4) х 3,141592654 х 3,75 х 8 = 437,69 или 438 кубических дюймов.

Теперь, если вы установите 5/8-й ходовой кривошип на скучный 426-й, вы можете добавить 5/8 дюйма (0,625 дюйма) к ходу по той же формуле:
((4,31 х 4,31) / 4) х 3,141592654 х 4,375 х 8 = 510,64 или 510 кубических дюймов.

(Это работает одинаково для кубических дюймов или кубических сантиметров — если вы используете сантиметры для диаметра цилиндра и хода, результат будет в кубических сантиметрах. Разделите кубические дюймы на 1000, чтобы получить литры. Разделите кубические дюймы на 61,023, чтобы получить литры. Вы можете введите сантиметры в калькулятор ниже, но литры, перечисленные в выводе, будут неправильными, так как калькулятор предполагает ввод в дюймах. )

Используйте этот калькулятор, чтобы определить объем двигателя в кубических дюймах. Вы можете добавить отверстие и/или штрих, если хотите. Он также конвертируется в литры для вас.

	Отверстие в дюймах: Ход в дюймах: Количество цилиндров: Расточенность в дюймах (не обязательно): Превышение хода в дюймах (не обязательно):

Ниже приведена таблица, показывающая стандартный диаметр цилиндра и ход поршня многих двигателей Chrysler:

3,

Описание	Отверстие	Stroke	# of Cylinders	Cubic Inches	Litres
170 Slant Six	3.40625	3.125	6	170.86	2.8
198 Slant Six	3.40625	3.64	6	199. 02	3.3
225 Slant Six	3.40625	4.125	6	225.54	3.7
301 Chrysler Hemi	3.625	3.625	8	299.30	4.9
331 Chrysler Hemi	3.8125	3.625	8	331.06	5.4
354 Chrysler Hemi	3.9375	3.625	8	353.13	5.8
392 Chrysler Hemi	4.00	3.	8	392.70	6.4
241 Dodge Hemi	3.4375	3.25	8	241.30	4.0
259 Dodge Hemi	3.5625	3.25	8	259.16	4.2
270 Dodge Hemi	3.625	3.25	8	268. 34	4.4
315 Dodge Hemi	3.625	3.8125	8	314.78	5.2
325 Dodge Hemi	3.6875	3.796875	8	324.39	5.3
276 DeSoto Hemi	3.625	3.34375	8	276.08	4.5
291 DeSoto Hemi	3.71875	3.34375	8	290.54	4.8
330 DeSoto Hemi	3.71875	3.796875	8	329.91	5.4
341 DeSoto Hemi	3.71875	3.796875	8	329.91	5.4
345 DeSoto Hemi	3.8	3.8	8	344,77	5,6
277 A Poly	3,75	3,125	8	2,125	8	276,125	8	276,125	8	2,125	8	2,125	8	2,125	. 0382	3.	3.125	8	299.61	4.9
303 A Poly	3.8125	3.3125	8	302.52	5.0
313 A Poly	3.875	3.3125	8	312.52	5.1
315 A Poly	3.	3.3125	8	317.58	5.2
318 Poly	3.	3.3125	8	317.58	5.2
326 A Poly	3.953125	3.3125	8	325.25	5.3
273 LA	3.625	3.3125	8	273.50	4,5
318	3,	3,3125	3,3125	3,3125	.0380	340 LA	4.04	3. 3125	8	339.70	5.6
360 LA	4.00	3.58	8	359.90	5.9
238 LA V6	3.	3.3125	6	238.19	3.9
488 LA V10	4.00	3.88	10	487.58	8.0
505 LA V10	4.03	3.96	10	505.12	8.3
350 B	4.0625	3.375	8	349.98	5.7
361 B	4.125	3.375	8	360.83	5.9
383 B	4.25	3.375	8	383.03	6.3
400 B	4.34	3.375	8	399.42	6.5
383 RB	4. 03125	3.75	8	382.90	6.3
413 RB	4.1875	3.75	8	413.16	6.8
426 RB	4.25	3.75	8	425.59	7.0
426 RB Hemi	4.25	3.75	8	425.59	7.0
440 RB	4.32	3.75	8	439.72	7.2
286 Magnum Poly	3.661	3.405	8	286.75	4.7
345 Magnum Hemi	3.92	3.58	8	345.65	5.7
370 Magnum Hemi	4,06	3.58	8	370,78	6.1

Engine Math For Engine Builders

2 E

. Нравится вам математика или нет, вам часто приходится использовать ее при вычислении таких вещей, как рабочий объем двигателя, поток воздуха, степень сжатия и подъем клапана.

Знание того, как рассчитать эти значения и как использовать числа для сопоставления поршней, головок цилиндров, кулачков, карбюраторов и компонентов клапанного механизма, может помочь вам избежать несоответствия компонентов, проблем с помехами, детонации, вызывающей повреждение двигателя, плохой реакции дроссельной заслонки и потери мощности. И это может принести вам деньги.

Начнем со смещения. Если вы строите двигатель с таким же диаметром отверстия и ходом поршня, как у оригинального стандартного двигателя, рабочий объем должен быть таким же, как и раньше, потому что ничего не изменилось. Небольшой блок Chevy V8 с диаметром цилиндра 4000 дюймов и кривошипом с ходом 3480 дюймов имеет рабочий объем 350 кубических дюймов. Замените стандартный кривошип на более длинный ход 3750 дюймов, и объем двигателя увеличится до 372 кубических дюймов. А если дополнительно расточить цилиндры на 0,030″, получится 383.

Почему важно знать точный рабочий объем двигателя? Если вы создаете высокопроизводительный движок для гоночного приложения, ограничивающего рабочий объем, вы не хотите нарушать правила. Что еще более важно, знание смещения позволяет рассчитать воздушный поток. Эта информация, в свою очередь, пригодится при определении размера карбюратора или корпуса дроссельной заслонки, выборе распределительного вала и определении наилучшего объема впускного отверстия для набора головок цилиндров.

ИЗМЕРЕНИЕ ОТВЕРСТИЯ
И ХОДА

Для расчета рабочего объема сначала необходимо рассчитать объем цилиндра . Объем цилиндра равен 3,14 («пи»), умноженным на половину квадрата диаметра (умноженного на саму себя), умноженного на высоту цилиндра.

Объем = 3,14 х (диаметр/2) х (диаметр/2) х высота

Эта формула работает для любого типа цилиндра, и ее можно переписать в несколько иной версии, которая немного проще в использовании для поршневой цилиндр:

Объем цилиндра = диаметр цилиндра x диаметр цилиндра x 0,7854 x ход поршня

Чтобы выполнить этот расчет, сначала необходимо точно измерить диаметр цилиндра и ход поршня двигателя. Диаметр отверстия можно измерить нутромером. Измерьте ширину отверстия в верхней, средней и нижней части цилиндра, затем усредните результаты (сложите три измерения вместе, затем разделите на три). Это даст вам средний диаметр отверстия.

Вы также можете проверить некруглость отверстия, дважды измерив диаметр отверстия в верхней, средней и нижней частях цилиндра. Сделайте первое измерение, удерживая нутромер в направлении восток-запад, затем поверните его на 90 градусов и снова измерьте в направлении север-юг. Если два числа отличаются, у вас некруглое отверстие. Стандартные двигатели обычно могут выдерживать искажение в пару тысячных, но рабочие двигатели должны иметь как можно меньшее искажение отверстия (0,0005 дюйма или меньше!).

Проверка размеров отверстия также покажет, был ли блок расточен или отшлифован до слишком большого размера. Эта информация абсолютно необходима для правильного подбора сменных поршней и колец к отверстиям.

Измерение диаметров отверстий цилиндров (всего) также подскажет, нужно ли восстановить отверстия. Некруглые отверстия или отверстия с чрезмерной конусностью (более высокий износ вверху, чем внизу) не будут хорошо уплотняться, будут протекать при сжатии и сжигать масло. Чрезмерная конусность (более нескольких тысячных в стандартном двигателе и даже меньше в мощном двигателе) будет изгибать кольца внутрь и наружу при каждом ходе и увеличивать риск поломки колец на высоких оборотах.

Ход поршня — это расстояние, которое проходит поршень от дна до верха цилиндра. Ход измеряется путем вращения кривошипа так, чтобы поршень находился в верхней мертвой точке (ВМТ). Затем кривошип поворачивается на 180 градусов, чтобы переместить поршень в нижнюю мертвую точку (НМТ). Пройденное расстояние равно ходу.

Вы также можете измерить ход коленчатого вала. Поверните кривошип на опорной стойке так, чтобы одна из шатунных шеек была полностью вверху. Поместите измерительный инструмент на верхнюю часть шейки, затем поверните рукоятку так, чтобы шейка оказалась полностью внизу. Расстояние между двумя позициями и есть ход.

Когда у вас есть диаметр цилиндра и ход поршня, вы можете рассчитать объем цилиндра (также называемый «объем поршня»), используя уравнение объема цилиндра:

Вот пример использования стандартного автомобиля Chevy 350 V8 с ход 3,480 дюйма: 4,000 x 4,000 x 0,7854 x 3,480 = 43,73 кубических дюйма на цилиндр.

РАСЧЕТ ОБЪЕМА ДВИГАТЕЛЯ

Чтобы рассчитать объем двигателя в кубических дюймах, умножьте объем цилиндра на количество цилиндров.

Рабочий объем двигателя = Объем цилиндров x Количество цилиндров

Пример Chevy 350: 43,73 x 8 = 349,8 кубических дюймов, которые все округляют до 350 кубических дюймов рабочего объема (cid).

АНГЛИЙСКИЙ МЕТРИЧЕСКИЙ КОЭФФИЦИЕНТ ПЕРЕСЧЕТА

Если вы работаете с импортными двигателями или отечественными двигателями последних моделей и предпочитаете использовать метрические размеры, вашими единицами измерения будут миллиметры (мм), сантиметры (см) и литры (л) вместо дюймов . Основные математические уравнения остаются прежними, но конечным результатом будут кубические сантиметры (cc) или литры смещения вместо кубических дюймов.

Пример. В метрических единицах Chevy 350 V8 имеет диаметр цилиндра 101,6 мм и ход поршня 88,39 мм (см. приведенные ниже коэффициенты пересчета).

Объем цилиндра 101,6 х 101,6 х 0,7854 х 88,39 = 71 6607 кубических миллиметров. Умножьте на 0,001, и вы получите 716 кубических сантиметров. Умножьте на 8 (количество цилиндров) и вы получите 5728 куб.см. Умножьте на 0,001, чтобы перевести в литры, и вы получите 5,72 литра, которые все округляют до 5,7 литров.

Вот формулы для перевода английских и метрических единиц измерения:

• Чтобы преобразовать миллиметры в дюймы, умножьте на 0,03937.

• Чтобы преобразовать дюймы в миллиметры, умножьте на 25,4.

• Чтобы преобразовать кубические дюймы в кубические сантиметры, умножьте на 16,387.

• Чтобы преобразовать кубические сантиметры в кубические дюймы, умножьте на 0,0610.

• Чтобы преобразовать кубические сантиметры в литры, умножьте на 0,001.

КАК ИЗМЕНЕНИЯ ВНУТРЕННЕГО ОТВЕРСТИЯ И ХОДА ИЗМЕНЯЮТ ОБЪЕМ

Изменение диаметра или хода двигателя, очевидно, изменит объем цилиндров и общий рабочий объем двигателя. Допустим, вы расточили Chevy 350 0,030 дюйма, чтобы получить новый диаметр отверстия 4,030 дюйма. Посчитайте, и объем каждого цилиндра теперь станет 44,389.˝.

Изменение само по себе невелико, но если умножить его на восемь цилиндров, вы получите 5 кубических дюймов рабочего объема (355 кубических дюймов). Такого изменения недостаточно, чтобы значительно изменить воздушный поток или компрессию (изменение всего на 1,4%).

Если вы отфрезеруете поверхность блока для уменьшения высоты платформы на 0,010 дюйма, вы также немного уменьшите объем цилиндра (до 43,60 кубических дюймов) и общий объем двигателя до 348,8 кубических дюймов, то есть потеря всего около одного кубического дюйма. Опять же, этого недостаточно, чтобы вызывать какие-либо опасения, если только вы не используете действительно узкие зазоры в деке и не беспокоитесь о том, что поршень будет мешать головке.

Но допустим, вы собираете ходовой двигатель 383. Теперь увеличение рабочего объема по сравнению со стоковой моделью 350 с увеличенным диаметром цилиндра и более длинным ходом составляет 33 кубических дюйма, или 9,4 процента. Это означает, что система впуска и головки цилиндров должны пропускать почти на 10 процентов больше воздуха, чем раньше, чтобы обеспечить ту же производительность. Это, в свою очередь, означает, что вам нужны головки с большими отверстиями (больше объем впускного канала), немного больший карбюратор и / или распределительный вал с немного большей подъемной силой и продолжительностью, чтобы в полной мере воспользоваться дополнительным рабочим объемом и воздушным потоком.

ВОЗДУШНЫЙ ПОТОК И

ОБЪЕМНЫЙ КПД

Двигатели внутреннего сгорания иногда называют воздушными насосами, потому что они делают это. Объем воздуха, который теоретически может вдохнуть безнаддувный четырехтактный двигатель, равен его рабочему объему, умноженному на скорость вращения двигателя (об/мин), деленному на 2.

Теоретический воздушный поток = (об/мин x Рабочий объем)/2

Пример: наш серийный Chevy 350 потенциально может пропускать до 875 000 кубических дюймов воздуха в минуту при 5000 об/мин.

Воздушный поток обычно указывается в кубических футах в минуту (CFM), а не в кубических дюймах, поэтому, разделив 875 000 кубических дюймов на 1728 (количество кубических дюймов в кубическом футе), мы получим теоретический воздушный поток 506 CFM. Карбюратор на 600 кубических футов в минуту должен справиться с этим.

Воздушный поток в кубических футах в минуту = (об/мин x рабочий объем)/2 x 1728

Теперь давайте увеличим обороты двигателя до 8000 об/мин и посмотрим, что произойдет. Теперь двигатель пытается накачать 810 кубических футов в минуту воздуха, поэтому вам нужен карбюратор гораздо большего размера, чтобы в полной мере использовать увеличенный поток воздуха.

Конечно, двигатель на самом деле не будет вдыхать свой максимальный теоретический поток воздуха, потому что «Объемная эффективность» падает с увеличением оборотов из-за импульса и ограничений в системе впуска и головках цилиндров.

Объемный КПД важно знать, потому что он может помочь вам более точно подобрать размер карбюратора или корпуса дроссельной заслонки в соответствии с требованиями двигателя к воздушному потоку и более точно согласовать объем портов головок цилиндров с диапазоном оборотов, в котором должен работать двигатель. развить максимальный крутящий момент и мощность.

Слишком маленький карбюратор будет ограничивать поток воздуха при более высоких оборотах двигателя и не позволит двигателю достичь максимальной мощности. Для сравнения, карбюратор, который слишком велик для двигателя, или конфигурация с несколькими карбюраторами (два четыре барреля или три двойки) может пропускать больше воздуха на более высоких оборотах, но может вызвать плохую реакцию дроссельной заслонки на более низких скоростях, потому что скорость воздуха и разрежение на впуске не высокие. достаточно, чтобы генерировать сильный сигнал через измерительные цепи карбюратора.

Те же соображения применимы и к выбору головок с оптимальным объемом впускного отверстия и характеристиками потока. Меньшие порты лучше подходят для двигателей меньшего объема, потому что меньшие порты увеличивают скорость воздуха для лучшего отклика дроссельной заслонки на низких оборотах и ​​крутящего момента. С другой стороны, большие объемы портов, которые пропускают больше воздуха, необходимы для двигателей, рассчитанных на высокую мощность в минуту. Тем не менее, набор головок с огромным числом кубических футов в минуту может не обеспечить производительность, которую вы ожидаете, если их пропускная способность не соответствует тому, что двигатель действительно требует или может использовать.

Реальный объемный КПД двигателя можно измерить на динамометрическом стенде. Фактический расход воздуха при любых оборотах, разделенный на теоретический расход воздуха, умноженный на 100.

Объемная эффективность = (фактический расход воздуха/теоретический расход воздуха) x 100.

Большинство двигателей могут дышать с объемной эффективностью, близкой к 100-процентной объемной эффективности, на низких оборотах с полным дросселем. Закрытая или неполная дроссельная заслонка создает ограничение, снижающее эффективность. Эффективность также резко падает при увеличении оборотов двигателя.

Объемный КПД большинства серийных двигателей составляет всего около 75 процентов при максимальных оборотах и ​​только около 80 процентов при оборотах, при которых они развивают максимальный крутящий момент. Безнаддувный гоночный двигатель с горячим кулачком, головками с хорошим потоком, большими клапанами и системами впуска и выпуска с плавным потоком часто может достигать 90-процентного объемного КПД при пиковых оборотах и ​​до 95 процентов объемного КПД при оборотах, когда он достигает пика. крутящий момент.

Очевидно, что чем выше объемный КПД двигателя, тем больше воздуха он может перекачать и тем большую мощность он может выработать. Стопроцентная объемная эффективность не может быть достигнута на всех оборотах в безнаддувном двигателе, поэтому в дело вступают турбокомпрессоры и нагнетатели.

Двигатель с принудительной системой впуска может значительно превзойти объемный КПД любого двигателя без наддува. Чем выше давление наддува, тем больше воздуха нагнетается в двигатель и тем выше объемный КПД.

Добавление турбонаддува к двигателю малого объема может заставить этот двигатель работать как двигатель гораздо большего объема. Подумайте обо всех двухлитровых двигателях с турбонаддувом, которые сейчас используются во многих автомобилях последних моделей. Многие из этих двигателей развивают мощность от 250 до 300 с лишним лошадиных сил, что эквивалентно большему 3,0-литровому V6 или даже некоторым V8.

ВЫЧИСЛЕНИЕ

КОЭФФИЦИЕНТ СЖАТИЯ

Сжатие — это еще один показатель, который важно знать, но который сложнее вычислить. По сути, компрессия — это объем цилиндра, деленный на объем камеры сгорания в головке блока цилиндров. Если объем поршня в десять раз превышает объем камеры , степень сжатия двигателя составляет 10:1.0002 Когда поршень поднимается на такт сжатия, объем воздуха и топлива в цилиндре сжимается и выдавливается в небольшую полость, образованную камерой сгорания в головке. Чем больше объем цилиндра и меньше объем камеры, тем выше степень сжатия.

Большинство серийных двигателей имеют степень сжатия не менее 9:1, а многие поздние модели безнаддувных двигателей имеют степень сжатия до 10,5 или 11:1. Гоночные двигатели, работающие на спирте или гоночном газе, могут выдерживать даже более высокие степени сжатия, до 14,5 или 9. 0073 15 к одному.

Мы уже рассмотрели, как рассчитать объем цилиндра, поэтому все, что нужно для этого шага, — это измерить объем камеры сгорания. Камеры сгорания имеют необычную форму, поэтому единственный способ точно определить фактический объем камеры — это заполнить ее жидкостью (подкрашенной водой, медицинским спиртом, светлым маслом и т. д.) с помощью калиброванного цилиндра (так называемой «бюретки»). Это называется «CCing» головки, потому что бюретка обычно калибруется в кубических сантиметрах (cc) 9.0003

Камера сгорания измеряется путем переворачивания головки и установки клапанов и свечи зажигания. Затем над камерой помещают плоский прозрачный кусок пластика (оргстекло или лексан). Вазелин обычно используется для герметизации клапанов и пластиковой крышки головки. Бюретка вставляется через маленькое отверстие в пластиковой крышке до тех пор, пока камера не будет заполнена и не будет пузырьков воздуха. Затем вы отмечаете, сколько кубических сантиметров жидкости потребовалось, чтобы заполнить камеру.

Сравнение измеренного смещения патронника со спецификациями для головки приклада покажет вам, была ли головка фрезерована или модифицирована. Меньшее смещение указывало бы на фрезерованную головку.

Когда у вас есть объем камеры, вам нужно добавить пространство, созданное зазором между верхней частью блока и поршнем. Эта формула преобразует измерение в дюймах в кубические сантиметры:

Объем клиренса = клиренс х (отверстие/2) x (отверстие/2) x 3,14 x 16,387

Вы также должны добавить пространство, созданное толщина прокладки головки блока цилиндров (опять же с использованием измерений в дюймах, которые будут преобразованы в кубические сантиметры):

Объем прокладки головки блока цилиндров = толщина прокладки головки блока цилиндров x (отверстие/2) x (отверстие/2) x 3,14 x 16,387

Сложите объем камеры, объем зазора деки и объем прокладки головки блока цилиндров в кубических сантиметрах, и вы получите общий объем сжатия камеры над поршнем.

Теперь вам нужно добавить или вычесть объем в зависимости от типа используемых поршней (вогнутые, с плоской вершиной или куполообразные). С поршнем с плоской вершиной, не имеющим клапанов сброса давления, коррекция не требуется. Для тарельчатого поршня добавьте объем углубления в тарелке (который должен быть предоставлен изготовителем поршня). В случае куполообразного поршня вычтите объем, вытесненный куполом (также можно получить у производителя поршня).

Итак, теперь вы наконец можете рассчитать степень сжатия двигателя. Сложите все числа для всего, что касается поршня (объем камеры, объем зазора, объем толщины прокладки и плюс или минус объем поршня) и разделите это на объем цилиндра, вытесненный поршнем. Убедитесь, что вы конвертируете кубические дюймы камеры сгорания в кубические дюймы, прежде чем делить, если вы используете кубические дюймы для объема цилиндра, или конвертируете объем цилиндра из кубических дюймов в кубические сантиметры, чтобы вы использовали те же единицы измерения для объема сжатия и цилиндра. громкость — иначе степень сжатия не будет иметь никакого смысла.

ПОЧЕМУ СЖАТИЕ ВАЖНО

Компрессия влияет на мощность, октановое число топлива и угол опережения зажигания. Более высокие степени сжатия повышают тепловой КПД двигателя и позволяют двигателю улавливать больше тепловой энергии, выделяемой при сгорании. Это одна из причин, почему дизельные двигатели с высокой степенью сжатия более экономичны, чем бензиновые двигатели. Но странные вещи могут происходить внутри камеры сгорания, когда тепло и давление взаимодействуют с воздушно-топливной смесью.

Детонация (искровой стук) может произойти, если температура и давление в камере слишком велики для октанового числа топлива. Детонация — это неустойчивая форма горения, которая порождает несколько фронтов пламени вместо одного расширяющегося шара пламени. Это вызывает внезапное и резкое повышение давления сгорания, которое ударяет по поршню и может повредить поршень, кольца и шатунные подшипники. Это также вредит власти.

Статическая степень сжатия двигателя может быть изменена путем изменения объема цилиндров (расточка до увеличенного размера увеличивает компрессию), использования более толстой или тонкой прокладки головки блока цилиндров, фрезерования головки цилиндров для уменьшения объема камеры или фрезерования блока цилиндров для уменьшения высоты деки или с использованием выпуклых или выпуклых поршней. Вогнутые поршни снижают степень сжатия, а выпуклые поршни увеличивают компрессию.

Одним из преимуществ использования небольших головок камер является то, что меньшие камеры увеличивают сжатие и быстрее горят, что означает, что вы можете использовать меньшее опережение зажигания и снизить риск детонации.

В следующих статьях мы более подробно рассмотрим математику двигателя и то, как она используется при сборке двигателей (такие вещи, как расчет пикового подъема клапана, проверка параметров кулачка, определение длины толкателя, определение зазоров штока и коренных подшипников, зазоров поршня и колец, длины стержней и соотношения стержней и т.