Какая компрессия должна быть в бензиновом двигателе: Какая компрессия должна быть в двигателе и как ее проверить? — RallySale.ru Продажа спортивных автомобилей, гоночной техники и экипировки для автоспорта. Работа. Аренда и тюнинг машин

Содержание

Что такое компрессия двигателя и какой она должна быть

Содержание статьи

Для определения состояния силовой установки автомастера пользуются замером компрессии в цилиндрах мотора. Во время проверки этого параметра удается получить только цифры, но эта операция позволяет оценить состояние цилиндропоршневой группы без сильной разборки двигателя. Замер компрессии – операция, которая выполняется за считанные минуты, а информации эта процедура дает немало. Но не все знают, что такое компрессия и как по ней оценивается степень износа и состояние силового агрегата автомобиля.

Компрессия и степень сжатия

Компрессия – параметр, который показывает давление внутри камеры сгорания при достижении поршня ВМТ на такте сжатия. Она показывает, насколько сжимается топливовоздушная смесь, закачанная в цилиндр при такте впуска.

Давление – один из факторов, участвующих в процессе горения. Если брать дизельный мотор, то в нем воспламенение топливной смеси происходит за счет сильного сжатия, из-за чего смесь разогревается настолько, что происходит самовоспламенение. Давление напрямую влияет на горение.

В бензиновых же моторах загорание смеси происходит от искры свечи зажигания. Но и в таких моторах нужно, чтобы топливовоздушная смесь сжималась. В процессе этого топливо испаряется и лучше перемешивается с воздухом, что обеспечивает легкость воспламенения, полное сгорание смеси с лучшей отдачей энергии. Поэтому компрессия считается важным параметром двигателя.

Автопроизводители в технической документации указывают степень сжатия. Автолюбители воспринимают это показатель как компрессию. В действительности это два разных параметра.

Степень сжатия характеризует соотношение объема цилиндра при нахождении поршня в НМТ и ВМТ. Это геометрический параметр указывающий, как сильно сжимается топливная смесь. Единиц измерения он не имеет. В документации к автомобилю указывается, что степень сжатия составляет 10:1. Отсюда понимаем, что в цилиндре происходит 10-кратное уменьшение объема цилиндра при такте сжатия.

Но степень сжатия — не показатель давления. И виной тому физические процессы, происходящие в цилиндре. При сжатии происходит нагревание топливной смеси, которая находится в газообразном состоянии. А газ при повышении температуры расширяется, увеличивает свой объем. Это и становится причиной того, что значение компрессии выше, чем степени сжатия, на 20%. В результате при степени сжатия в 10:1 получаем давление в камере при завершении такта сжатия на уровне 12 кгс/см. кв. Но это значение не точное, поскольку компрессия меняется из-за тех же физических процессов. На холодном двигателе показатель ниже из-за меньшего расширения газа.

Компрессия в цилиндрах напрямую зависит от степени сжатия, но в обратном направлении никакой зависимости нет. Давление в цилиндрах на геометрический показатель повлиять не может.

Видео: Обманчивая компрессия.Диагностика двигателя без автомобиля

Какая компрессия считается нормальной?

Чрезмерное давление в цилиндрах, как и недостаточное, негативно сказывается на процессах в камерах сгорания. При слишком большой компрессии появляется взрывной характер сгорания топлива, начинается детонация мотора, сопровождающаяся созданием высоких температур и ударными нагрузками на ЦПГ и кривошипно-шатунный механизм.

Поэтому компрессия в двигателях находится в определенном диапазоне. На бензиновых двигателях давление, создаваемое в цилиндре, варьируется в диапазоне 11-13 кгс/см. кв. Но есть и исключения, силовые установки некоторых авто обладают компрессией 14-16 кгс/см. см.

Выше отмечалось, что воспламенение смеси в дизельных моторах происходит от давления, причем немалого. Поэтому в таких моторах показатель компрессии выше, чем у бензиновых. Рабочим считается у дизеля давление на уровне 22 кгс/см. кв.

Что влияет на давление в цилиндрах?

Сжать топливо в камере сгорания возможно только при условии, что в цилиндре обеспечивается герметичность. Поршни при работе мотора постоянно двигаются в цилиндрах, а где есть подвижное соединение, там будут зазоры. И хоть для устранения этих зазоров применяются уплотнители – поршневые кольца, но потери в месте контакта поршней с цилиндрами есть, поскольку часть газов прорывается в подпоршневом пространство.

Взаимодействие элементов ЦПГ между собой приводит к износу контактирующих поверхностей, из-за чего зазоры постепенно увеличиваются, что обеспечивает просачивание большего количества газов. А чем больше их выйдет, тем меньше будет компрессия.

Повлиять на компрессию могут и другие элементы, расположенные в камере сгорания. Закачка составляющих топливной смеси в цилиндр и отвод продуктов горения из него осуществляется клапанами газораспределительного механизма. При нормальном состоянии этих элементов их тарелки за счет пружин плотно прилегают к седлам. Но некоторые негативные процессы,которые проходят в цилиндрах, становятся причиной подгорания седел и кромки тарелки клапанов, образования слоя нагара на них. В результате имеем еще одно место утечки газов при сжатии.

Между головкой и блоком цилиндров помещается прокладка, у которой при перегреве образуются трещины, сказывающиеся на герметичности камеры сгорания.

Это снижает компрессию в цилиндрах. А без давления не соблюдаются условия для нормального сгорания топливной смеси.

Признаки снижение компрессии

Снижение компрессии приводит к изменениям в работе силовой установки. Топливо хуже перемешивается с воздухом, поэтому процесс горения проходит не так, как надо. Результатом этого становиться:

падение мощности;
затруднительный пуск мотора «на холодную»;
перебои в работе;
мотор «троит».

При критическом снижении компрессии в цилиндрах запуск дизельного мотора невозможен, бензиновый еще может завестись, но с трудом. Граничным считается падение давления на 10% от номинального показателя. К примеру, компрессия мотора составляется 11 кгс/см. кв. Если это значение упадет до 9,9 кгс/см. кв., то установка уже не запустится.

Видео:Компрессия двигателя

Помимо естественного износа существуют и другие факторы, которые влияют на компрессию. Использование некачественного топлива и смазочного материала становится причиной образования нагара внутри цилиндра и на поршне. Происходит закоксовка элементов ЦПГ, из-за которой поршневые кольца «залегают» — заклинивают в сжатом положении. Тот же нагар оседает на клапанах, мешает им плотно прилегать к тарелкам. Эти негативные факторы влияют на компрессию всех цилиндров.

Измеряем компрессию

Замер компрессии выполняется специальным прибором – компрессометром. Это манометр с переходником для установки на двигатель.

Технология замера несложная, но чтобы показания были корректными, необходимо выполнение некоторых условий. Для примера рассмотрим, как проводится операция на бензиновом моторе:

Перед началом работ убеждаемся, что АКБ полностью заряжен и способен активно крутить коленчатый вал.
Прогреваем силовой до рабочей температуры.
Выкручиваем все свечки зажигания.
Перекрываем подачу топлива (в карбюраторных моделях отсоединяем топливный патрубок от насоса, в инжекторных – вытаскиваем предохранитель бензонасоса).
В свечное отверстие вкручиваем компрессометр.
Садимся за руль, выжимаем на педаль акселератора, чтобы открыть дроссельную заслонку, и задействуем стартер на 10-15 сек.
Смотрим результат на манометре и записываем его.
Проводим аналогичные замеры в остальных цилиндрах.

После замера сверяем показания, на основе которых получаем информацию. А она может быть разной.

Если показания в цилиндрах одинаковое или имеется разница (разбежность в показаниях до 1 кгс/см. кв. между цилиндрами считается нормальной) и при этом не отмечается падения ниже критической отметки – машину можно дальше эксплуатировать.

Компрессия в цилиндрах ниже граничной отметки – сильный износ ЦПГ. Двигатель требует капитального ремонта.

Давление в одном из цилиндров значительно меньше, чем в остальных – имеется место сильной утечки.

Выявить, что стало причиной сильного падения компрессии несложно. Для этого заливаем 20-30 гр. масла в него и повторно проводим замер. Если компрессия подскочила – кольца залегли или разрушились.

Если же заливка масла на компрессию не повлияла – неисправность ищем в клапанах ГРМ или прокладке ГБЦ. Бывают и более серьезные поломки – прогорание поршня или пробой стенки цилиндра, но такие неисправности проявляются не только падением давления, поэтому выявляются они раньше.

Правильная компрессия в двигателе — Бензиновый и дизельный двигатели

В речи автовладельцев можно часто услышать слово «компрессия», особенно когда говорят о каких-то неисправностях двигателя: «низкая компрессия», «пропала компрессия», и т.д. И специалисты-ремонтники в ходе диагностики тоже измеряют компрессию. Что же такое компрессия в двигателе, как ее измерять, отчего она падает, и чем это грозит?

Понятие компрессии

Прежде всего следует определиться с терминологией: «компрессия» с технической точки зрения – слово не совсем корректное. Это разговорный термин, который употребляется для краткости среди людей понимающих. Корректное название – «давление окончания фазы сжатия» (или такта). Далее по тексту мы будем употреблять термин «компрессия», поскольку он устоялся и общепринят.

Итак, что представляет компрессия в цилиндрах двигателя?

Компрессией принято называть возникающее в цилиндре ДВС давление при нахождении поршня в фазе верхней мертвой точки, при выключенном зажигании (для бензиновых двигателей), или когда горючее не подается (на дизельных движках).

Требуемое положение на рисунке обозначено сокращением ВМТ:

Компрессия меряется в разных единицах: бары, мегапаскали (МПа), атмосферы (Атм.) или килограммах на квадратный сантиметр.

Роль компрессии

Если показатель давления в конце такта высок, то газы сгоревшего топлива остаются в камере сгорания цилиндра, меньшее их количество вырывается в картер. Следовательно, ДВС может совершить больший объем полезной работы, а это прямо влияет на расход горючего и смазки, стабильность работ и приемистость.

Если компрессия исчезает совсем или падает, водитель начинает ощущать просадки мощности, нестабильную работу, пропадает тяга, авто теряет динамику. Расход бензина увеличивается, а в картере постоянно снижается уровень моторного масла. Если автовладелец столкнулся с этими симптомами, необходимо ехать на диагностику, возможно, дело именно в проблемах компрессии.

Каким должен быть уровень компрессии

Существует множество двигателей со своими характеристиками. И нельзя сказать точно, сколько должна быть компрессия в двигателе, универсальной цифры нет – она индивидуальна для каждого силового агрегата.

Значение компрессии рассчитывается по принципу: степень сжатия*умножающий коэффициент (т.н. число Х).

Степень сжатия и упомянутый коэффициент зависят от индивидуальных характеристик мотора.

Важно: уровень компрессии в любых дизельных двигателях гораздо выше, чем в их бензиновых собратьях, поскольку топливо воспламеняется за счет его добавления к нагретому высоким давлением воздуху. Но даже здесь нельзя сказать, какой должна быть компрессия в дизельном двигателе, данный параметр также индивидуален.

На номинальное значение компрессионного числа влияет сорт топлива, для которого проектировался двигатель: бензины с различным и октановыми числами детонируют в разных рабочих условиях. Поэтому если, например, ДВС, рассчитанный на 80-й бензин, со стандартным 92 или 95 может просто не завестись, и наоборот, ведь мотор не создает требуемых для нормального цикла воспламенения условий.

Таблица показателей, какая компрессия должна быть в двигателе, для некоторых иномарок:

Для отечественных она находится примерно в тех же значениях. А какая компрессия нормальна в дизельных двигателях?

То, какая компрессия должна быть в дизельном двигателе, тоже зависит от агрегата. Показатель дизелей выше, в общем случае она не должна быть ниже 23 кг. на кв. см.

Несколько популярных мифов

Миф первый: компрессия – то же, что и степень сжатия

Такое мнение распространено у начинающих автолюбителей и тех, кто мало осведомлен о принципах работы ДВС.

Следует понимать: компрессия – давление в цилиндре, а степень сжатия – комплексный параметр, основанный на характеристиках цилиндра. Уровень компрессии прямо зависит от степени сжатия – но не наоборот!

Помимо сжатия, на компрессию влияет множество факторов: давление в цилиндре в начала цикла сжатия, температура во время замера, регулировка газораспределения, наличие протечек. Последнее прямо зависит от состояния двигателя – степени износа цилиндров и поршневых колец.

Компрессия на графике:

Миф второй: поднятие компрессии = увеличение мощности двигателя

Это утверждение не является корректным.

Поднятие возможно двумя путями:

устранить протечки газов из цилиндра;
увеличить степень сжатия.

Например, можно изменить объем пространства сжатия – делается это шлифовкой нижней плоскости головки БЦ. Убрав пару миллиметров металла с посадочной плоскости ГБЦ, можно, теоретически, поднять компрессию с 9.

9 до целых 11 единиц (пример для двигателя ВАЗ 2111). Должен вырасти и КПД мотора, как минимум до 4 процентов прироста.

На практике эффект окажется существенно ниже. При росте сжатия увеличится давление в камере, это вызывает детонацию, датчик детонации срабатывает и отправляет команду на сдвиг угла опережения зажигания назад. Поэтому прогнозируемого роста мощности не произойдет, а вот ресурс двигателя снизится: возрастает шанс прогара поршней и клапанов.

Второй вариант – максимально убрать протечки, заменив поршневые кольца. Компрессия при этом также вырастет, но прироста мощности также не произойдет по причине детонации и автоматического сдвига УОЗ.

Миф третий: отсутствие компрессии – повод для капитального ремонта

Автомеханики очень любят пугать несведущих клиентов фразой «нет компрессии», отправляя их на дорогой капремонт, поскольку двигатель якобы предельно изношен.

Фактически это тоже не совсем верно.

Компрессия падает по множеству причин, и не каждая из них требует переборки двигателя.

Перед тем, как делать полный ремонт, следует продиагностировать двигатель и выявить точную причину.

Миф четвертый: лучший мотор – с высокой компрессией, поэтому ее надо увеличивать любыми способами

Следует понимать, что даже восстановив двигатель до идеального состояния, компрессии выше номинальной не добиться. Чтобы ее увеличить, некоторые автовладельцы практикуют добавление присадок в бак.

И это даже может сработать, измерение показывает существенный рост. Но если разобрать такой «форсированный» двигатель, можно увидеть, что камера цилиндра покрыта слоем отложений, нарушающих теплообмен в узлах двигателя. Явление ведет к перегреву, калильному зажиганию, детонации, прочим неприятностям. Вывод: повышать компрессию искусственно – нежелательно.

Как уровень компрессии влияет на ДВС в действительности

Важное следствие значения этого параметра – легкость пуска мотора, крайне актуально это в зимние периоды. Критически важна компрессия для дизельных двигателей, у которых от температуры и показателя давления зависит воспламенение топлива.

Бензиновые агрегаты менее чувствительны к холодам, но для них компрессия тоже важна.

Малый уровень компрессии ведет к росту давления газов картера. Из вентиляции картера во впуск проникают масляные пары, увеличивается токсичность выбросов двигателя, камеры сгорания быстро загрязняются.

Неодинаковая компрессия в разных цилиндрах ведет к вибрации, которые особенно чувствуются при холостой работе двигателя и езде на низких оборотах. Вибрация наносит вред непосредственно двигателю, подвеске, трансмиссии и другим узлам.

Итак, компрессия – индикатор состояния «здоровья» двигателя. Хотя ее понятие и обросло мифами, нужно понимать ее истинное значение и уделять должное внимание.

Почему падает компрессия

Когда газы из цилиндра вырываются в пространство картера, они совершают не всю работу, которую должны производить в норме. Падение проявляется:

плохим пуском двигателя в любых условиях;

провалами мощности, плавающими оборотами;
черным выхлопом из глушителя;
ударами из двигателя, хлопками, и пр.

Распространенные причины снижения:

появление нагара на поверхности цилиндра (или нескольких) ДВС;
прогар поршней двигателя, клапанов;
появление трещин ГБЦ;
вышедшая из строя прокладка ГБЦ;
загрязненный воздухофильтр, и прочие причины.

Все они требуют тщательного диагностирования и замены поврежденных деталей (но, как сказано выше, капремонт нужен далеко не всегда). В автосервисах для определения причин применяют комплексный компрессионно-вакуумный метод, измеряющий и давление, и разрежение в цилиндре.

Как и когда измерить компрессию

Специалисты в автомобильной сфере рекомендуют делать контрольные замеры каждые 10-20 тысяч км. для иномарок, и спустя 3-5 тысяч – для представителей отечественного автопрома. Для проверки требуется особый прибор – компрессометр, подбираемый под марку авто.

Так выглядит простой компрессометр для бензиновых машин:

Измерение можно провести самостоятельно.

Важно: АКБ автомобиля должна быть заряжена!

Для измерения на бензиновом ДВС надо:

прогреть двигатель, чтобы он достиг температуры 80 градусов;
заглушить мотор, отключить топливоподачу;
демонтировать катушки зажигания и выкрутить свечи;
снять предохранители блока управления, если такие есть;
провернуть стартер несколько раз, чтобы цилиндры самоочистились от возможных отложений и нагара;
закрутить наконечник шланга компрессометра в колодец свечи;

выжать до максимума педаль газа и повращать стартером коленвал;
записать данные прибора, повторить процедуру для каждого цилиндра, сравнить данные.

Записывается самое высокое значение. Желательно замерять вдвоем, чтобы облегчить процедуру.

Важно: допустимая разница в показаниях по отдельным цилиндрам – не более 10%.

Если показатель упал, следует обратиться в автосервис за поиском и устранением причин, чтобы избежать нарастания проблем.

Проверка на дизельном автомобиле

Замер компрессии дизельного двигателя похож на процедуру для бензинового, с небольшими отличиями. Для проверки нужно соблюсти условия:

подача топлива должна быть отключена;
свечи выкручены;
снимается только одна форсунка, через разъем которой делается замер;
АКБ заряжена и в хорошем состоянии, электрический стартер исправен.

Цифра компрессии дизельного двигателя измеряется при отключенном от питания клапане, прекращающем подачу топлива, и отжатом рычаге отсечки на ТНВД!

При проверке компрессии дизельных двигателей наконечник компрессометра подключается в гнездо, где была форсунка. Компрессионный измеритель используется специальный, для машин на дизтопливе: предел измерения прибора – до 60 атмосфер и более, зависит от модели устройства.

Важно: иногда проверить компрессию дизельного двигателя удобнее через отверстия свечей накала, можно работать через них, если это допускает конструкция мотора и рекомендации производителя.

Когда прибор подключен, можно начинать замеры, аналогично бензиновому мотору – стартером крутится коленвал, записываются показания прибора.

Важно: жать на педаль газа не нужно! Конструктивные особенности двигателей на дизтопливе исключают эту необходимость.

Какая компрессия должна быть в бензиновом двигателе

Главная » Разное » Какая компрессия должна быть в бензиновом двигателе

Полезная инфа №13 «Проверка компрессии двигателя» — Toyota Corona, 2.0 л., 1994 года на DRIVE2

Проверка компрессии двигателя

Проверка компрессии двигателя производится для поиска неисправностей в двигателе внутреннего сгорания. Компрессия – это сжатие смеси в цилиндре под воздействием сил извне. Компрессия измеряется как степень сжатия умноженная на 1,3. При измерении компрессии можно найти цилиндр, который имеет сбои в работе.

Если у машины появились различного рода проблемы, как то падение мощности, потери масла, троение в моторе, то проверяют свечи, датчики, осматривают двигатель на предмет повреждений и течи. Когда такие проверки не приносят результата, то прибегают к замеру компрессии.

Самостоятельно проверить компрессию можно с помощью компрессометра. На станциях технического обслуживания такие проверки делаются с помощью компрессографа или мотортестера.

Компрессия двигателя может снизиться по многим причинам:

— Износ поршней и деталей поршневой группы
— Неверной настройкой ГРМ
— Прогар клапанов и поршней.

Чтобы конкретно определить причину неисправности и проводиться замер компрессии двигателя. Разберемся, как проводить такую процедуру.

Проверка компрессии двигателя

Для начала нужно подготовить двигатель к проверке. Для этого нам нужно для начала прогреть двигатель до высокой температуры в 70-90 градусов. После этого нужно отключить бензонасос, чтобы не подавалось топливо и вывернуть свечи зажигания.

Обязательно проверьте работоспособность стартера и зарядку аккумулятора. Последний этап подготовки – открыть дроссельную заслонку и воздушный клапан.

После всего этого переходим непосредственно к проверке компрессии:

1. Наконечник компрессометра вставляем в разъем свечи и стартером прокручиваем мотор до тех пор, пока не остановится рост давления.
2. Коленвал должен вращаться с оборотами около 200 в минуту.
3. Если двигатель исправен, то компрессия должна вырасти за считанные секунды. Если это происходит долго, свидетельство перегорания поршневых колец, если давление вообще не растет, то, скорее всего, нужно менять прокладку блока. вк.ком/autobap Минимальное давление в бензиновом двигателе должно быть от 10 кг/см? (в дизельном двигателе более 20 кг/см?).
4. После снятия показаний, спустите давление, открутив колпачок на приборе.
5. Аналогично проверьте все остальные цилиндры.

Есть другой способ проверки, который отличается от вышеуказанного тем, что в проверяемый цилиндр заливается моторное масло. Повышение давления указывает на износившиеся кольца поршней, если давление не повышается, то причина в прокладке головки цилиндра, или вообще есть течь в клапанах.
При исправности двигателя компрессия в нем должна быть от 9,5 до 10 атмосфер (бензиновый двиг.), при этом в цилиндрах она должна отличаться не более чем на атмосферу.

Диагностировать слабую компрессию можно также по работе карбюратора. При протечке воздуха нужно проверить прилегание пропускного клапана. Если же воздух вытекает через верх радиатора, то виноват неисправная головка цилиндра.

Что влияет на компрессию двигателя

1. Положение дросселя. При закрытом или прикрытом дросселе давление снижается
2. Загрязнение воздушного фильтра
3. Неверный порядок фаз газораспределениям, когда клапан закрывается и открывается не в нужные моменты. Такое бывает при неправильном монтаже ремня или цепи
4. Закрытие клапанов не вовремя из-за зазоров в их приводе.
5. Температура мотора. Чем больше его температура, тем больше и температура смеси. Следовательно, давление ниже.
6. Протечка воздуха. Утечки воздуха, снижают компрессию. Вызваны они повреждением или естественным износом уплотнителей камеры сгорания.
7. Попадание масла в камеру сгорания увеличивает компрессию
8. Если топливо попадает в виде капель, то компрессия снижается – смывается масло, которое играет роль уплотнителя
9. Отсутствие герметичности в компрессометре либо в обратном клапане
10. Скорость вращения коленвала. Чем она выше, тем выше компрессия, не будет утечек из-за негерметичности

Выше рассказано, как мерить компрессию в ДВС, работающего на бензине. В случае с дизельным мотором измерения производятся иначе.

Измерение компрессии в дизельном двигателе

1. Для того, чтобы отключить поступление дизеля в мотор, нужно отключить от электропитания клапан подачи топлива. Также это можно сделать зажимом рычага отсечки на насосе высокого давления.
2. Измерения на дизельном двигателе производятся специальным компрессометром, который имеет свои особенности.
3. При проверке не нужно жать педаль газа, так как в таких ДВС нет дросселя. Если же он есть, перед проверкой его необходимо прочистить.
4. Каждый тип двигателя снабжен специальной инструкцией о том, как проводится измерение компрессии на нем.

Стоить помнить, что замеры компрессии могут быть не точными. При измерениях по большей части нужно учитывать разницу давления в цилиндрах, а не среднюю величину компрессии.

Обязательно стоит учитывать такие параметры как температура масла, двигателя, воздуха, скорость вращения мотора и т.д. Только с учетом всех параметров можно делать вывод о степени износа поршней и других деталей, влияющих на компрессию. И как результат всех этих неисправностей давать заключение о потребности проведения капитального ремонта двигателя.

www.drive2.ru

Какая компрессия должна быть в бензиновом и дизельном двигателе — Auto-Self.ru

Практически каждый автомобилист сталкивался с такой неприятной ситуацией, когда мощность автомобиля снижалась буквально на глазах, машина тяжело набирала скорость, а двигатель вовсе плохо запускался. В таком случае ничего не остаётся, кроме как провести диагностику мотора. Диагностика подразумевает под собой целый ряд технических мероприятий.

Но опытные автомобилисты знают, что первым делом необходимо измерить компрессию двигателя, которая позволяет предварительно установить все проблемы силового агрегата и по возможности устранить их.

Компрессия двигателя – что это и как измеряется

Часто можно встретить, как некоторые автомобилисты путают понятие компрессии со степенью сжатия. Это две принципиально разные характеристики. Степень сжатия характеризует отношение максимального значения объёма цилиндра к минимальному, в то время компрессия – это показатель давления в цилиндрах авто, создаваемое поршнем в ВМТ своего движения в заключительной стадии такта сжатия. Как видим, ничего общего.

Степень сжатия – постоянный параметр, который может измениться только лишь в случае изменения конструктивной особенности мотора. Давление в цилиндрах двигателя может периодически меняться. Вообще компрессия является оценочным критерием состояния мотора. Какой должна быть компрессия в цилиндрах двигателя? Для каждого силового агрегата эта цифра различна, но в большой мере она зависит именно от показателя степени сжатия.

Как проверить компрессию на бензиновых и дизельных моторах

Проверка компрессии в цилиндрах двигателя различными методами позволяет более точно установить проблемное место, где следует сосредоточить свои силы. Производить замер можно в собственном гараже, не прибегая к услугам специалистов. Если вы решили собственноручно измерить этот чрезвычайно важный показатель, то необходимо вооружиться следующим арсеналом:

Сам прибор замера – компрессометр.
Заряженный автомобильный аккумулятор.
Свечной ключ.
Исправный стартер.

Специалисты зачастую проводят замер на непрогретом двигателе. Если должного опыта в проведении подобной работы нет, то предварительно необходимо прогреть мотор. После чего производится демонтаж воздушного фильтра, отключение низковольтных проводов.

Компрессометр – обычный манометр со специальным переходником. Устройство подключается к свечному отверстию и таким образом происходит замер в каждом цилиндре с одновременным запуском мотора на холостом ходу. Компрессометр удерживается несколько секунд. Как только стрелка перестаёт расти, прибор отсоединяется. Данную процедуру желательно проделать несколько раз, после чего вывести среднее значение. Вполне нормальная ситуация, когда полученные данные отличаются от заверенных производителем. Ведь в ходе эксплуатации авто происходит естественный износ деталей поршневой группы, что способствует уменьшению компрессии. Расхождение в пределах 10% считаются допустимым.

Если некоторые отклонения от нормы компрессии бензинового мотора допустимы, то для дизельного двигателя всё намного серьёзней. Производить замеры дизеля стоит не только с целью определения состояния поршневой группы, но и для того, чтобы получить рамки температурного режима, при которых возможна стабильная работа «холодного» дизельного мотора. Для того, чтобы измерить давление в цилиндрах дизельного двигателя, необходимо отключить питание, оставив в работоспособном состоянии только стартер. При замере необходимо соблюдать, пожалуй, самое важное условие – коленчатый вал должен совершать 200-250 оборотов в минуту.

Чтобы измерить данный параметр в цилиндрах дизельного мотора, необходимо соблюсти следующие условия:

Отключить подачу топлива;
Выкрутить одну форсунку;
Убедиться в работоспособности аккумулятора и стартера.

Необходимо обесточить электромагнитный клапан подачи топлива по магистрали. После чего компрессометр подключается к отверстию форсунки. Прибор должен быть с пределом измерения, по меньшей мере, 60 атмосфер.

Норма компрессии в бензиновом и дизельном двигателе

Важно помнить, что компрессия не должна быть ниже нормы. Низкие показатели приводят к следующим негативным последствиям:

Увеличение давления картерных газов;
Ускоренное загрязнение камеры сгорания, увеличение токсичности;
Повышенный расход топлива;
Существенное увеличение расхода масла.

Какова норма этой характеристики? Для определения нормы давления в цилиндрах различных силовых агрегатов существует следующая формула: степень сжатия, указанная производителем в документации авто, умножается на коэффициент, который для бензиновых силовых агрегатов равен 1,2-1,3. Цифра от 7 до 12 атмосфер считается нормальной.

Компрессия в дизельном двигателе значительно выше, следовательно, и границы нормы будут другие. Для дизеля допустима компрессия от 25 до 33 кг/см2. Разница между двумя различными цилиндрами не должна превышать трёх атмосфер. Повысить этот показатель, хоть и временно, можно за счет использования различных присадок. Но также стоит понимать, что слишком низкие показатели свидетельствуют о том, что двигатель нуждается в ремонте. Чаще всего замене подлежат гильзы. Существенно увеличивает износ этих составляющих дизтопливо неприемлемого качества.

Что делать, если компрессия слишком низкая?

Давление в цилиндрах ДВС может падать по различным причинам: прогар поршня, деформация клапана, дефект распределительного кулачка, износ маслосъёмных колпачков. Если уровень компрессии упал в одном цилиндре, есть большая вероятность, что проводить капитальный ремонт мотора не потребуется. Для устранения проблемы порой хватает простой чистки камеры сгорания от образовавшегося налёта. Другая ситуация, когда компрессия ниже нормы во всех цилиндрах. В таком случае к ремонту «сердца» авто необходимо подходить комплексно. Это более тяжелый случай, ведь потребуется регулировка зазоров ГРМ, восстановление герметичности камеры сгорания, что в конечном итоге потребует капитального ремонта.

В дизельных моторах кроме проблем с гильзами также можно обнаружить износ зеркала цилиндров. При таком недуге появляется синий дым из выхлопной трубы, который образуется из-за неполного сгорания солярки. Происходит это потому, что увеличивается зазор между составляющими, что и служит причиной образования низкого давления в камере сгорания.

Заключение

Проверка компрессии в цилиндрах двигателя является обязательной процедурой для тех, кто ищет неисправности в работе «сердца» своего автомобиля. Однако профессионалы не используются результаты замеров, как абсолютные. Полученные данные подсказывают, на что следует обратить внимание в первую очередь.

Как повысить компрессию в двигателе? Способы повышения давления могут быть различными. Всё зависит от найденной неисправности. В одних случаях хватает использования более вязкого масла, различных присадок для мотора, замена колец. В других случаях требуется капитальный ремонт силового агрегата. Поэтому, увеличить компрессию возможно в тех случаях, когда была правильно обнаружена причина её снижения.

Поделитесь с друзьями в соц.сетях:

Facebook

Twitter

Google+

Vkontakte

auto-self.ru

Замер компрессии. party 1 — Ford Escort, 2.0 л., 1992 года на DRIVE2

Всем привет, из название уже понятно, что будет проводиться замер компрессии. По книге на таком двигателе(1,6 CVH EFI) компрессия 9,75. Прогрел двигатель до рабочей температуры, отключил фишку на электро трамблере, поснимал провода ВВ, выкрутил все 4 свечи сделал замер.
Инструкция по замеру компрессии
Если вы приобрели компрессометр или он у вас уже давно имеется в наличии, то можно перейти непосредственно к замеру. Но перед замером компрессии в цилиндрах двигателя нужно выполнить два условия:

Аккумулятор должен быть хорошо заряжен, стартер должен крутить двигатель с частотой не меньшей 200 об/мин, иначе не получим реальных показателей.
Непосредственно перед началом замера компрессии необходимо двигатель прогреть до рабочей температуры 80 – 90 градусов.
После предварительных процедур переходим к основной части:
Снимаем все свечные провода.
Выворачиваем все свечи, запоминая какая из какого цилиндра, желательно потом в крутить их все на свои места. Некоторые выкручивают, только одну свечу, только в том цилиндре, где в данный момент производят замер компрессии. На самом деле это ошибочное представление о замере, и в итоге мы получим не правильные, заниженные показатели компрессии. Так как величина оборотов будет меньше, за счет создаваемой компрессии в тех цилиндрах, где не выкручены свечи.
Отсоединяем низковольтные провода от катушек, чтобы их не пробило.
Предотвращаем подачу топлива в цилиндры. Отсоединив топливный шланг в том случае если у вас механический бензонасос, если насос электрический, то можно вытащить реле насоса, предохранитель или снять провода питания со всех форсунок.
Проделав все подготовительные работы, приступаем к самому измерению. Рассмотрим случай если компрессометр у нас с резиновым наконечником. Вставляем компрессометр в свечное отверстие, плотно прижав его. Напарник садится за руль, выжимает педаль газа (открывая тем самым дроссельную заслонку) и вращает двигатель стартером, до тех пор, пока показания на приборе не перестанут расти.
Записываем давление в данном цилиндре. Сбрасываем показание на приборе. И проделываем эту процедуру во всех остальных цилиндрах.
Измерив компрессию в двигателе. Собираем все в обратном порядке. После сборки двигателя идем анализировать наши полученные результаты.
Анализ полученных данных.

Если компрессия во всех цилиндрах лежит в пределах 11 – 15 и разность давления между цилиндрами не составляет более 1, то значит на вашем двигателе отличная компрессия (для более точного определения пределов нормы компрессии, конкретно для вашего двигателя свертись с технической документацией вашего автомобиля, так как эти показатели для разных двигателей могут отличаться).

Если в некоторых цилиндрах давление на порядок ниже это говорит о наличии, каких-то неисправностей. Для предварительного выявления неисправности в цилиндре нам необходимо добавить в него 5 – 10 мл чистого моторного масла и вновь произвести замер.

Если компрессия в нем поднялась или даже превысила показания в других цилиндрах, то это говорит о большом износе или о залегании колец. В этом случае вам поможет раскоксовка двигателя.

Если компрессия осталась на прежнем уровне, то возможно, что проблема в неплотном прилегание впускного или выпускного клапана (прогорании или неправильной регулировке клапанов), либо пробое прокладки головки блоков цилиндров ГБЦ или трещине в поршне, головке или блоке. Для выявления этого ряда причин нам потребуется компрессор. Выставляем поршень подозрительного цилиндра в ВМТ, ставим автомобиль на ручной тормоз, а ручку переключения скоростей на 4 или 5 передачу. Включаем компрессор, нагнетаем давление в цилиндр и ищем утечку воздуха:

Если шипение мы слышим в соседнем цилиндре, то пробой прокладки произошел между цилиндрами. Выход замена прокладке ГБЦ.
Если прокладка пробита в систему охлаждения (предварительно необходимо выкрутить пробку на радиаторе или расширительном бочке, подробнее система охлаждения), то мы увидим увеличение уровня жидкости или пузырьки в расширительном бачке .
Если шипение раздается во впускном или выпускном коллекторе (шипение будет доноситься из выхлопной трубы), то проблема в каком-то из этих клапанов или их регулировке.
Но прежде чем сделать окончательный вывод о неисправности нужно помнить, что нельзя основываться лишь только на замерах компрессии. Например, если на автомобиле продолжительное время форсунка льет бензин, плохо распыляя его в цилиндре, то может произойти так, что бензин будет смывать масляную пленку со стенок цилиндра, тем самым очень сильно снижая компрессию. Или у автомобиля наблюдается повышенный расход масла из-за изношенных масляных колец. Измерив на нем компрессию, мы можем получить высокие показатели давления в цилиндрах. Все потому что излишки масла будут ликвидировать большие зазоры износа.

первый цилиндр

второй цилиндр

www.drive2.ru

Какая должна быть компрессия в двигателе автомобиля? :: SYL.ru

Что делается в первую очередь, когда падает мощность мотора, увеличивается расход горючего, расходуется масло выше нормы, а на холостых оборотах двигатель сильно вибрирует? В подобных случаях можно определить неисправность, измерив компрессию агрегата. Специалисты по диагностике знают, какая должна быть компрессия в двигателе, и по показаниям ставят правильный диагноз. О компрессии что-то слышал, наверное, каждый автолюбитель. Давайте разберемся, что это такое, на что компрессия влияет, как ее измерять и как увеличить.

Что такое компрессия в цилиндрах двигателя

В широком смысле это сила, что появляется в камере сгорания, когда заканчивается такт сжатия. Это давление, создаваемое в камере сгорания при выключенном зажигании (или когда нет подачи топлива — в случае с дизельным двигателем). При этом поршень находится в самом верхнем положении.

Компрессия, нормальная для моторов

Теперь пора перейти к вопросу, какая компрессия должна быть в бензиновом двигателе. Существует масса моделей силовых агрегатов. Каждый имеет свои характеристики, в том числе компрессию и степень сжатия. Нормальной можно считать для различных моделей авто показатель от 7 до 11 атм. Это для бензиновых моторов.

Теперь что касается дизельных агрегатов. У современных дизельных двигателей компрессия гораздо выше. Какая компрессия должна быть в дизельном двигателе? Нормальные показатели варьируются в пределах от 25 до 32 атмосфер. Достаточно просто взглянуть на конструкцию агрегата, чтобы увидеть, что здесь предполагается более высокое давление в камерах сгорания. Как известно, дизельное топливо вспыхивает не вследствие воздействия искры, а за счет сжатия. Поэтому хорошая для бензинового двигателя компрессия будет совсем никакой для дизельного. В этом вся разница.

Что касается того, какая компрессия должна быть в двигателе конкретной марки и модели, то в мире существует специальная документация. Она выпускается автопроизводителями. Там указаны нормальные допустимые показатели компрессии для различных моделей и типов силовых агрегатов. На эти значения и стоит ориентироваться в диагностике двигателей.

Например, чтобы узнать, какая компрессия должна быть в двигателе ВАЗ, нужно найти данные по компрессии от АвтоВАЗа. Эти цифры есть в открытом доступе. Так, для ВАЗ-2110 норма составляет 13 атмосфер, а для ВАЗ-2109 стандартная величина – 11 атмосфер. Эта же цифра актуальна и для классических моделей ВАЗ. Какая компрессия должна быть в двигателе 406? Ответ — 10-12 атмосфер, как и в любом исправном моторе.

Как правильно нужно измерять?

Специалисты рекомендуют в процессе измерения показателей давления силового агрегата знать и выполнять определенные правила. Мотор должен быть подогретым. Горючее не должно попадать в цилиндры. Подачу лучше отключить. Например, можно отключить топливный насос или форсунки путем извлечения предохранителей. Чтобы узнать, какая компрессия должна быть в дизельном двигателе, эти правила тоже актуальны. Также следует выкрутить все свечи. На некоторых СТО диагносты практикуют выкручивать элементы выборочно, однако это неверный подход. Это увеличивает сопротивление вращению и влечет к снижению оборотов при вращении коленчатого вала стартером. Измерения выполняют, когда дроссельная заслонка полностью открыта и закрыта.

При этом можно получить отдельные результаты и выявить разные неисправности. При закрытой заслонке в камеры сгорания поступит меньший объем воздуха, вследствие чего компрессия будет чрезвычайно низкой – около 6-8 атм. Если она будет открыта, ситуация будет совсем другой. Воздух, поступающий в цилиндр в большом количестве, и рост давления будут способствовать увеличению числа утечек. Но эти утечки меньше, чем подача воздуха. Компрессия падает, но не сильно. Данный способ подходит для диагностики более серьезных поломок двигателя. Это могут быть дефекты поршней, закоксованные кольца, прогоревшие клапаны, задиры на цилиндрах. При выполнении измерений необходимо учесть динамику роста давления.

Так можно выявить точный характер неисправности с огромной долей вероятности. Если рост давления на первом такте низкий, а далее возрастает, то это говорит об изношенных поршневых кольцах. В этом случае масло, залитое в цилиндр, увеличит и давление, и компрессию.

Чем измеряют данный показатель?

Наиболее популярный прибор – это компрессометр. Сегодня на рынке можно встретить импортные и отечественные инструменты. Первые имеют в комплекте большее количество насадок для разных марок и моделей авто. Но значительно быстрее и точнее можно узнать, какая должна быть компрессия в двигателе, при помощи мотор-тестера. Эти устройства позволяют фиксировать не только давление, но и амплитуды пульсаций тока, который потребляет стартер.

Разные показатели

При одном и том же техническом состоянии силового агрегата показатель компрессии в различных условиях выполнения замеров может меняться. Это зависит от нескольких факторов: объема воздуха, который поступает в камеру сгорания; частоты вращения коленчатого вала; температуры силового агрегата. Как видно, мало знать, какая должна быть компрессия в двигателе, – цифры могут быть обманчивы.

Масло большей вязкости, которое остается на стенках цилиндра, может повысить компрессию, так как за счет него уплотняются зазоры в деталях. Горючее, которое в избытке поступает в камеру сгорания в виде капель, будет смывать пленку, и компрессия снизится. Данные, полученные в результате измерений, иногда могут поставить владельца автомобиля в интересное положение. Замеры показывают высокий результат на моторе, пробег которого составляет более 200 тыс. км. А причина этого может быть банальной – большой слой нагара на стенках цилиндра, за счет которого снижается объем.

На что влияет компрессия (симптомы низкой компрессии)

От того, какое давление в моторе, зависит большое количество процессов, которые проходят в двигателях внутреннего сгорания. Это и качество горения топлива, и расход масла, и легкость или трудности при запуске мотора. Например, низкая компрессия может вызывать «чихания» мотора. Также силовой агрегат троит из-за слабого давления в одном либо в нескольких цилиндрах. Кроме того, низкие показатели являются причиной снижения мощности мотора. Но чтобы говорить о низком или высоком давлении, необходимо знать, какая компрессия должна быть в двигателе с завода. Об этом мы поговорили выше.

Пропала компрессия: причины

Случаи, когда давление пропадает, отнюдь не редкие. Первые признаки описаны выше, но это лишь самые популярные. Давайте разберемся с причинами, по которым компрессия может пропасть.

Первая причина – это перегрев мотора. При сильных перегревах в камерах сгорания часто появляются задиры на самих стенках цилиндра и на поршнях. Последние могут и вовсе выгорать и расплавляться. Возможно прогорание элемента внутри, с образованием дыры. Такая ситуация актуальна для двигателей ВАЗ. Также на ВАЗовских моторах рассыпаются поршневые кольца, вследствие чего компрессия полностью не исчезает, но существенно снижается. Также давление снижается по причине неисправностей в механизме ГРМ. Например, компрессия обязательно упадет в случае прогара клапанов.

При разрыве ремня ГРМ также снижается давление за счет лопнувших клапанов. Возможно, неправильно установлены фазы газораспределения. Низкая компрессия возникает по причине неверно отрегулированных клапанов. Если в них нет зазора, элемент не будет открываться или «не держит». При большом расстоянии клапан открывается недостаточно.

Давление и неисправности

Итак, вот какая компрессия в цилиндрах двигателя должна быть, если мотор исправен: в случае с открытой заслонкой она составляет 10-12 атм, с закрытой – 6-8 атм. Если есть подозрение на прогоревший клапан, то замеры покажут не более 5-5,5 атм. Это параметр на открытой заслонке. При естественном износе деталей цилиндро-поршневой группы измерения покажут 6-9 атм. 12-15 сообщают о повышении объема нагара в цилиндрах и об изношенных маслосъемных колпачках.

Так на что же влияет компрессия?

А влияет давление на многие характеристики работы силового агрегата и особенно на пусковые свойства. Также с помощью параметра можно выяснить, что же произошло с мотором.

Итак, мы выяснили, какая должна быть компрессия в двигателе.

www.syl.ru

Какая компрессия должна быть в двигателе

Одним из важных факторов работы двигателя внутреннего сгорания является компрессия в его цилиндрах, обозначающая максимальную величину давления при холостом прокручивании ДВС. Отдельно взятые модели двигателей предполагают разные показатели уровня компрессии. О том, какая компрессия должна быть в бензиновых и дизельных двигателях, пойдет речь в статье ниже.

Что такое компрессия двигателя?

Среди автовладельцев компрессия считается диагностическим фактором, который позволяет оценить работоспособность двигателя машины и состояние поршневой группы. Показатель компрессии — это значение давления в цилиндрах авто, которое создает поршень в своей верхней точке, при окончании такта сжатия. Единицами для измерения компрессии двигателя служат атмосфера, бар, кг/см2 и МПа.

Высокая компрессия в цилиндрах предохраняет картер от излишнего попадания газов, таким образом, все газы направляются на совершение полезной работы. При этом сокращается расход горючего и масла, соответственно, повышается мощность двигателя и его КПД. При низкой компрессии мощность ДВС падает, ухудшается динамика транспортного средства и растет расход ГСМ.

Не очень опытные владельцы авто иногда путают понятие «компрессия» с понятием «степень сжатия», но, на самом деле, это разные вещи. Степенью сжатия называют отношение объема цилиндра двигателя к объему камеры сгорания. Степень сжатия, в отличие от компрессии, является неизменной величиной и указана производителем в документации. Компрессия же со временем меняет свое значение из-за постепенного износа составляющих поршневой группы и уменьшения, вследствие этого, давления в цилиндре. Компрессия в двигателе авто зависит от степени сжатия, эта связь значений выведена в рассчитанных коэффициентах для каждого типа ДВС.

Какая должна быть компрессия бензинового двигателя?

Рассмотрим подробнее показатели компрессии двигателя для некоторых моделей автомобилей. Стандартная формула для определения компрессии выглядит так:

Компрессия = степень сжатия х коэффициент Х

Показатель степени сжатия указан в технических документах ДВС, при этом у каждой модели авто своя степень сжатия. Коэффициент Х также определен отдельно для каждой группы двигателей, например, 4х-тактные бензиновые двигатели с зажиганием от искры имеют коэффициент 1,2-1,3.

Для наглядности, приведем пример, как рассчитывается компрессия в двигателе ВАЗ, относящемся к 4х-тактным двигателям, при помощи этой формулы. Степень сжатия автомобиля ВАЗ 2112, указанная в документах — 10,5. Подставив нужные значения в формулу, получим следующее:

Компрессия в двигателе ВАЗ 2112 = 10,5 х 1,2 = 12,6

Показатели компрессии в других моделях автомобилей ВАЗ при условии исправности всех систем и агрегатов:

Автомобиль	Компрессия, кг/см2
ВАЗ 2106-07	11
ВАЗ 2109	11
ВАЗ 2110	13

Компрессия в бензиновых двигателях некоторых других моделей автомобилей различных производителей указана в таблице ниже:

Значение компрессии дизельных двигателей

Показатель компрессии в дизельном ДВС значительно выше, чем в бензиновых двигателях, так как зажигание горючей смеси в дизельных устройствах происходит от сжатия сильным давлением, а не от искры свечи. Горючее нагревается до температуры воспламенения при давлении примерно 35 кг/см2. Конечно, окончательный показатель давления, достаточного для воспламенения солярки, зависит от некоторых условий вроде температуры окружающей среды или состояния самого двигателя. Но можно сделать очевидный вывод, что при понижении компрессии вследствие износа поршней становится все труднее завести машину с дизелем.

Специалисты рассчитали значение компрессии дизельного двигателя, достаточное для его запуска в условиях разной внешней температуры:

— 40 — двигатель заводится при температуре до -35;

— 36 — автомобиль заведется при -30 градусах;

— 32 — заводится после долгой стоянки при температуре -25;

— 28 — горючее воспламенится после долгой стоянки при -15;

— 25 — ДВС заводится без проблем в теплой среде и после долгой стоянки при -15;

— 22-23 — не остывший двигатель заводится сразу, долгая стоянка возможна исключительно в гараже при плюсовой температуре;

— меньше 18 — не заведется при любых условиях даже разогретый ДВС.

Приведенная градация будет достоверной при запуске исправных двигателей, в автомобилях со всеми работающими системами. При наличии неисправностей приведенные показатели могут не соответствовать действительности.

Значение компрессии в дизельном двигателе некоторых моделей автомобилей приведены ниже:

Автомобиль	Компрессия кг/см2
Камаз ЕВРО-0	29-35
Камаз ЕВРО-1	29-35
Камаз ЕВРО-2	29-35
Камаз ЕВРО-3	32-37
Камаз ЕВРО-4	32-39
ЯМЗ 236	33-38
ЯМЗ 236 Турбо	33-38
ЯМЗ 238	33-38
ЯМЗ 238 Турбо	33-38
ЯМЗ 240	33-38
ЯМЗ 240 Турбо	33-38
Д240-245(МТЗ80-82)	24-32
MAN F90/2000	30-38

Измерение компрессии двигателя

На показатель компрессии сильно влияют техническое состояние двигателя и условия, в которых проводятся замеры, поэтому измерение компрессии проводят всегда в одинаковом режиме, одним и тем же способом. Обычно замеры проводятся в следующих условиях:

— разогретый до рабочей температуры двигатель;

— открытая дроссельная заслонка;

— снятый воздушный фильтр;

— вывернутые свечи во всех цилиндрах;

— отключенные от катушек низковольтные провода;

— отсоединенный топливный шланг;

— заряженный аккумулятор;

— исправный стартер.

Сам процесс измерения компрессии производится при помощи компрессометра и свечного ключа. Компрессометр вставляется в отверстие от вывернутой свечи одновременно с запуском двигателя на холостом ходу и удерживается, пока показания на шкале не перестанут расти. Такие манипуляции проводятся со всеми цилиндрами двигателя.

Полученные при измерении компрессии данные обычно отличаются от цифр, заявленных производителем авто в технической документации. Расхождение в значениях объясняется износом поршневой группы, который возникает при регулярной эксплуатации транспортного средства. С увеличением износа деталей компрессия в цилиндрах двигателя уменьшается.

Конечно, при небольшом отклонении от заявленных производителем цифр, владелец автомобиля может продолжать им пользоваться, не ремонтируя поршневую группу, расхождение до 10% считается допустимым. При увеличении разрыва значений комплектующие ДВС считаются сильно изношенными.

Что делать при низкой компрессии двигателя?

В жизни многих автовладельцев наступает момент, когда они сталкиваются с проблемами низкой компрессии двигателя. Давление в цилиндрах ДВС может снижаться по следующим причинам:

— севшие в канавки поршня поршневые кольца — самая частая причина снижения компрессии;

— трещина в перемычке одного из поршней;

— прогар поршня;

— деформация или прогар клапана;

— дефект кулачка распредвала;

— появление нагара из-за износа маслосъемных колпачков.

При перечисленных причинах обычно происходит снижение компрессии в каком-то одном цилиндре, и капитальный ремонт двигателя не требуется. В этих случаях достаточно замены деталей и чистки камеры сгорания от нагара.

При снижении компрессии одновременно во всех цилиндрах, скорее всего, нарушена герметичность камеры сгорания и требуется регулировка зазоров и газораспределительного механизма (ГРМ), что может повлечь за собой капитальный ремонт двигателя.

В дизельных двигателях чаще всего причиной снижения компрессии выступает износ зеркала цилиндров. При этом изношенная внутренняя поверхность цилиндра увеличивает зазор между ним и поршнем, и получается так, что необходимое для зажигания смеси солярки и воздуха давление создать невозможно. Признаком снижения компрессии в дизеле служит появление синего дыма из выхлопной трубы из-за неполного сгорания солярки при недостаточно высокой температуре

Иногда неисправности сторонних деталей могут повлечь за собой снижение давления в цилиндрах, например, плохое распыление горючего из-за неисправности форсунки. В любом случае, своевременная замена или ремонт испорченных деталей и агрегатов устранит проблемы низкой компрессии двигателя, и его мощность снова возрастет.

365cars.ru

Что такое компрессия двигателя и какой она должна быть

Оптимальная компрессия в цилиндрах двигателя для дизельных и бензиновых двигателей разная. компрессия в цилиндрах двигателя гарантирует стабильную работу агрегате. Измерять ее требуется, когда поршень находится в верхней точке. От того, правильное ли давление в цилиндрах, зависит то, будет ли мотор работать. При отсутствии компрессии возможны различные неполадки, преждевременный износ при неравномерном давлении в разных камерах. Уровень данного показателя влияет на следующие факторы:

Сгорает ли топливо целиком.
Потребление масла двигателем.
Правильность работы цилиндров и поршневой группы.
При низкой компрессии существенно повышается трение между деталями мотора.
Чем выше показатель, тем легче заводится двигатель.
Низкое давление приводит к потере мощности, авто практически не едет.

Многие сталкиваются с тем, что в автомобиле нет компрессии в двигателе, что делать в этом случае, подскажет наша статья.

Причины по которым компрессия может снижаться

Основной причиной можно считать систематический перегрев силового агрегата. Если закипание происходит часто, в цилиндрах и на поршнях со временем появятся задиры. Это может привести к прогоранию системы, снижению давления внутри нее. Проблема может быть и в износе колец. Диагностировать неисправность можно, так как мощность резко падает, зато повышается потребление топлива.

Компрессия в двигателе может меняться и из-за неправильно работающей ГРМ, обрыва цепи. Если прогорят клапана, их придется менять, а стоит это недешево на любом авто. Стоит отметить, что регулировка клапанов тоже играет роль: если они будут настроены неправильно, компрессия может значительно снизиться или вовсе пропадет.

При наличии небольших тепловых зазоров клапана не могут закрываться полностью, двигатель теряет мощность. Зазор не должен быть и увеличенным. Это приведет к другой проблеме – воздуха в систему будет попадать меньше, появится стук. Вызвать падение давления может и прогоревшая прикладка ГБЦ: это, пожалуй, одна из наиболее распространенных причин, выявляемых в ходе диагностирования.

Какая нормальная компрессия двигателя

Если компрессия мотора недостаточна, то происходит следующее:

топливо сгорает неэффективно, из-за чего падает мощность двигателя;
выхлопные газы прорываются в картер двигателя, что приводит к окислению масла;
прорывающиеся сквозь прокладку, поршневые кольца или клапаны горящие газы, повреждают их поверхность и еще сильней снижают давление.

Вращающийся шатун толкает поршень вверх.

Закрытые клапаны, прокладка ГБЦ и поршневые кольца предотвращают утечку газов из камеры сгорания, из-за чего давление возрастает.

Когда поршень почти достиг верхней мертвой точки (ВМТ), топливовоздушная смесь воспламеняется.

В результате этого давление в камере сгорания резко возрастает и начинает искать выход – через поршень, шатун и коленчатый вал.

Таким образом, давление в камере сгорания превращается во вращение коленчатого вала.

Показатели компрессии считающиеся нормальными

У каждой модели двигателя свой показатель нормы, поэтому вывести единый результат для всех невозможно. Для того чтобы узнать точные данные, требуется обратиться к инструкциям своего автомобиля. В среднем для бензиновых моторов нормой является 9,5-10,5 атмосфер, а компрессия в дизельном двигателе – 28-32 атмосфер. Такая большая разница объясняется не только конструкцией моторов, но и типом топлива, температурой, при которой оно сгорает. Степень сжатия влияет на экономичность и мощь силового агрегата. Чем она выше по заводским параметрам, тем лучше, но искусственно поднимать ее тоже не стоит, так как это приведет к поломке двигателя.

Чем отличается степень сжатия от компрессии

Можно долго теоретизировать, разъясняя разницу между компрессией и степенью сжатия, приводить формулы, научные выкладки, вот только пользы от всей этой зауми, будет не очень много. Для обычного, скажем так, рядового пользователя автомобильных моторов степень сжатия не столь уж и важна. Это параметр конструкционный, он закладывается при создании двигателя и является неизменным, пока в этот двигатель не будут внесены те или иные изменения. Это например, форсирование мотора, капитальный ремонт, и так далее. Но все это, как правило, делают опытные мастера, а потому, учет степени сжатия, это уже их головная боль. Скажем лишь, что степень сжатия, это соотношение объема камеры сгорания к полному объему цилиндра. По сути, то или иное значение степени сжатия говорит нам, во сколько раз будет сжата воздушно-топливная смесь в данной конкретной модели мотора.

Что касается компрессии, то в процессе эксплуатации этот показатель может значительно изменяться. Он показывает реальное рабочее давление в цилиндре, а оно, в результате износа поршневой группы, нарушений в работе клапанов, проблем с герметичностью прокладки головки мотора и других частей, может значительно меняться. Отсюда и гораздо большая важность компрессии для владельца автомобиля или специалиста, осуществляющего ремонт данной машины.

Как проводить замеры

Важную роль играет то, при каких условиях были произведены измерения. Дело в том, что показатели могут быть разными в зависимости от параметров и метода их снятия. Определить, какая компрессия должна быть в дизельном двигателе или бензиновом моторе, можно не только по типу топлива. Результат может зависеть от следующих обстоятельств:

Количество воздуха, поступившего в цилиндр.
Был ли прогрет мотор и до какой температуры.
Вид двигателя (карбюраторный или инжекторный).
С какой частотой вращается коленвал.
Вязкость масла: чем она выше, тем степень сжатия воздуха будет больше. Если показатели компрессии, наоборот, повышенные, а пробег авто при этом составляет более 250 000 км, это значит, что на стенках цилиндров скопился толстый слой отработанного масла. Камера сгорания в результате становится меньше по объему, снижается тяга, но компрессия при измерениях остается в норме.

Низкая компрессия в двигателе

Сразу отметим, как высокая, так и низкая компрессия является плохим показателем для мотора. Что касается низкой компрессии, в этом случае двигатель плохо заводится на холодную, дымит, не тянет, заметно перерасходует масло, топливо и т.д. В бензиновых моторах при попытках запуска агрегата с низкой компрессией дополнительно заливает свечи, что еще больше осложняет ситуацию.

Обычно низкая компрессия фактически является негерметичностью камеры сгорания и увеличением зазоров между элементами ЦПГ. Если точнее, речь идет о выработке стенок цилиндров, залегании или разрушении компрессионных и маслосъемных колец, дефектах поршня, повреждениях прокладки ГБЦ, прогаре клапанов и т.д.

Как правило, на снижение компрессии в цилиндрах указывает высокий расход масла, сизый масляный дым из выхлопной трубы, потеря мощности и ряд других признаков. Наблюдаются серьезные проблемы при попытке завести холодный двигатель, так как до прогрева зазоры между деталями сильно увеличены.

В большинстве случаев двигатель в подобной ситуации нужно разбирать, после чего осуществляется расточка или гильзовка блока цилиндров, меняются кольца или поршни вместе с кольцами и т.д. Если мотор сильно изношен, тогда зачастую абсолютно уместно говорить о полном капитальном ремонте двигателя.

Рекомендуем также почитать статью о присадках в двигатель, чтобы мотор не расходовал масло и не дымил. Из этой статьи вы узнаете о типах данных присадок, особенностях их работы, а также преимуществах и недостатках использования таких продуктов.

Что касается различных восстановительных присадок для увеличения компрессии, такое решение весьма спорное. Не будем отрицать, в некоторых случаях раскоксовка двигателя, переход на более вязкую смазку (например, с 5W30 на 10W40) и последующее использование присадок в масло для повышения компрессии позволяет поднять показатель, снизить расход смазки и далее эксплуатировать агрегат не один десяток тысяч километров. Однако такие способы срабатывают далеко не всегда.

Если агрегат сильно изношен, тогда зачастую использование густого масла и присадок можно считать всего лишь временной мерой, которая позволит далее эксплуатировать автомобиль относительно непродолжительное время.

Затем все равно потребуется делать капремонт, причем использование присадок в масло для некоторых ДВС также не проходит без дополнительных негативных последствий. Другими словами, иногда лучше сразу начать ремонтировать мотор, чем оттягивать ремонт, заливая в агрегат не рекомендованное производителем масло, а также различные добавки и присадки.

Периодичность проведения измерения

Проверка компрессии в цилиндрах двигателя рекомендована каждую замену масла, то есть раз в 10 тысяч км. Записывая показания, вы сможете отследить динамику изменений и точно определить состояние силового агрегата. Конечно, многие не проводят измерений так часто, ограничиваясь 40 тысячами км.

Регулярная проверка поможет избежать и предотвратить многие проблемы, так как компрессия обычно снижается постепенно, что говорит об излишних накоплениях масла в цилиндрах, появлении зазоров, прочих следов износа.

Как повысить компрессию в цилиндрах самостоятельно?

Если компрессия ниже нормированного показателя, то её можно увеличивать несколькими способами:

Если клапана неправильно отрегулированы во 2 или других цилиндрах, то решить проблему низкой компрессии позволит их регулировка. В случае, если тепловые зазоры не выставляются в норму и мотор не работает, придётся менять клапана и выполнять их притирку.
Повреждённую прокладку головки блока цилиндров нужно заменять.
Если проблема заключается в появлении дефектов на головке блока в результате перегрева, то увеличить компрессию проще всего путем торцевания поверхности агрегата. Серьёзные дефекты в теле устройства можно ликвидировать только путём её замены.

Что понадобится?

Для проведения раскоксовки потребуется:

спирт;
керосин;
перчатки;
свечной ключ.

Алгоритм действий

Руководство по увеличению уровня компрессии:

На первом этапе производится смешивание чистого спирта и керосина в пропорции 1:1. В каждый цилиндр двигателя заливается по 50 грамм полученного состава.
Производится запуск двигателя, мотор должен нагревать до рабочей температуры.
Затем отсоединяются высоковольтные провода, свечи выкручиваются с помощью специального ключа. В каждый цилиндр заливается смесь из спирта и керосина.
После добавления состава автомобиль должен простоять не менее десяти часов.
Затем в каждый цилиндр заливается примерно по 20 грамм масла, производится пуск мотора. Двигатель должен проработать не менее 20 минут. Если нагар на стенках был некритическим, то его большая часть удалится.

Правильно обращаться с компрессором

Прежде чем начать работу, требуется изучить теорию, как правильно пользоваться прибором, и обратить внимание на следующее:

Перед работой мотор нужно прогреть до температуры не выше 40-60 градусов по Цельсию. После этого требуется отключить подачу топлива.
Аккумулятор должен быть хорошо заряжен, заряд должен быть от 12 до 14 Вольт.
Влажность воздуха должна быть небольшой, поэтому работы можно проводить либо на улице в сухую погоду, либо в отапливаемом сухом помещении с нормальной влажностью.
Перед тем как измерять, из всех цилиндров нужно удалить свечи. Зажигание должно быть выключено.
Обратите внимание на то, что компрессоры выпускаются разные и могут не подходить к вашей модели двигателя, это обязательно требуется уточнить перед покупкой прибора. Дело в том, что у обычных измерительных приборов наконечник короткий, и для 16-клапанных агрегатов они не подходят.
Замерять компрессию манометром следуют дважды. В одном случае дроссельная заслонка должна быть полностью открыта, в другом – закрыта. Разницу нужно сравнить. В идеале будет выявлена одинаковая компрессия в цилиндрах двигателя; норма не соблюдается, если в одном случае показатель резко выше, так как это значит, что двигателю нужен ремонт.
Стоит заметить, что небольшая погрешность между разными цилиндрами допустима, это происходит из-за их неравномерного износа, однако слишком большой разница быть не должна.

Как правильно замерить компрессию

Чтобы измерить компрессию, необходимо вместо свечи (зажигания или накала) установить компрессометр. Этот прибор представляет собой манометр, соединенный шлангом со штуцером и обратным клапаном. При вращении коленчатого вала двигателя в шланг нагнетается воздух до тех пор, пока давление в шланге не сравняется с максимальным давлением в цилиндре. Его значение зафиксирует манометр.

При измерениях компрессии надо соблюдать важные правила. Во-первых, двигатель должен быть «теплым». Подача топлива должна быть отключена. Можно, например, отключить бензонасос, форсунки или использовать другие способы, препятствующие попаданию большого количества топлива в цилиндры. Во-вторых, необходимо вывернуть все свечи. Выборочный демонтаж свечей, практикуемый на некоторых СТО, недопустим, так как увеличивает сопротивление вращению и произвольно снижает обороты при прокрутке двигателя стартером. В-третьих, аккумуляторная батарея должна быть полностью заряжена, а стартер – исправен.

Компрессию измеряют как с открытой, так и с закрытой дроссельной заслонкой. При этом каждый из способов дает свои результаты и позволяет определять свои дефекты. Так, когда заслонка закрыта, в цилиндры, очевидно, поступит мало воздуха, поэтому компрессия будет низкой и составит около 0,6-0,8 МПа. Утечки воздуха в этом случае сравнимы с его поступлением в цилиндр. Вследствие этого компрессия становится особо чувствительной к утечкам – даже при малых неплотностях ее значение падает в несколько раз.

При измерении компрессии с открытой заслонкой картина будет иной. Большое количество поступившего воздуха и рост давления в цилиндре, конечно, способствуют увеличению утечек. Однако они заведомо меньше подачи воздуха. Вследствие этого компрессия падает не столь значительно (приблизительно до 0,8-0,9). Поэтому замер компрессии с открытой заслонкой лучше подходит для определения более «грубых» дефектов двигателя, таких как: поломки поршней, закоксовывание колец, прогары клапанов, задиры поверхности цилиндров.

В обоих способах измерения желательно учитывать динамику нарастания давления – это поможет установить истинный характер неисправности с большей вероятностью. Так, если на первом такте величина давления, измеряемая компрессометром, низкая (0,3-0,4), а при последующих тактах резко возрастает, — это косвенно свидетельствует об износе поршневых колец. В таком случае заливка в цилиндр небольшого количества масла сразу увеличит не только давление на первом такте, но и компрессию.

Самым распространенным прибором для проверки компрессии является упомянутый выше компрессометр. В отличие от незамысловатых отечественных конструкций иностранные фирмы выпускают целые наборы с комплектом переходников (адаптеров), позволяющих проводить измерения на автомобилях любых марок и моделей.

Быстро и эффективно измеряют компрессию современные мотор тестеры. Эти приборы фиксируют фактически не давление, а амплитуду пульсации электрического тока, потребляемого стартером во время прокрутки. Ведь чем выше давление в цилиндре, тем больше затраты мощности стартера на вращение коленвала. Тем самым удается одновременно измерить компрессию во всех цилиндрах всего за несколько оборотов, не прибегая к выворачиванию свечей, что особенно важно для многоцилиндровых двигателей.

Недостаток измерения мотор-тестером заключается в том, что получаемые результаты выражаются в относительных единицах, например, в процентах к цилиндру, работающему лучше. Лишь самые дорогие мотортестеры способны измерять абсолютную величину компрессии в каждом цилиндре, но это возможно только на основе большого числа статистических данных по конкретной модели двигателя и их сопоставления с действительным давлением в цилиндре.

Основное правило, которое следует помнить: в большинстве случаев результаты замеров компрессии являются относительными. Это значит, что в первую очередь необходимо опираться на разницу в значениях компрессии у различных цилиндров, а не на саму ее абсолютную величину.

Правильно сделать точные замеры

Перед тем как проверить компрессию двигателя, потребуется пригласить помощника. Свечи откручиваются, и вместо них к отверстию прижимается компрессор. После этого нужно заставить стартер провернуться. Ждать нужно 4-6 секунд, после этого зажигание можно выключать. Полученное значение записывают и переходят к следующему цилиндру.

Следите за напряжением аккумулятора, он будет разряжаться от процесса, поэтому желательно, чтобы батарея была новой. После проверки давления не забудьте померить вольтаж аккумулятора: если он не выше нормы, все в порядке.

Проверка компрессии двигателя Chevrolet Aveo / Sonic / Holden Barina

2. Обслуживание на автомобиле

Проверка компрессии двигателя

Примечание
Специальный инструмент:
EN-48248 Компрессометр для измерения компрессии в цилиндрах

Процедура демонтажа

1. Снять корпус дроссельной заслонки в сборе.

2. Снять свечи зажигания.

3. Снять крышку держателя реле.

4. Извлечь реле топливного насоса.

Примечание
Длительность вращения двигателя стартером во время проверки компрессии должна быть меньше 10 секунд с интервалами 30 секунд.

5. Вращать двигатель стартером в течение 5 секунд для продувки и удаления посторонних частиц из цилиндров.

6. До начала измерения компрессии следует обеспечить скорость вращения коленвала более 300 об/мин. Если скорость вращения коленвала ниже 300 об/мин, устранить медленное вращение, а затем продолжить проверку компрессии.

7. Установить компрессометр EN48248 в отверстие свечи зажигания проверяемого цилиндра.

8. С помощью стартера автомобиля или пусковой рукоятки провернуть двигатель на 4 такта сжатия и выпуска проверяемого цилиндра.

9. Следить за показаниями компрессометра и записывать показания при выполнении проверки компрессии. Если компрессия быстро и равномерно нарастает до заданного уровня, показание прибора считается нормальным. Показание прибора считается отличным от нормального, если в первом такте сжатия компрессия низкая, в последующих тактах сжатия компрессия начинает нарастать, но не достигает заданного уровня.

10. Зарегистрировать показание компрессии для проверенного цилиндра.

11. Повторить последовательные операции для всех остальных цилиндров. Чтобы получить достоверные результаты проверки, необходимо проверить все 4 цилиндра. Зарегистрировать показания.

12. Максимальная разность давлений 100 кПа.

Процедура установки

1. Установить реле топливного насоса.

2. Установить крышку-держатель реле.

3. Установить свечи зажигания.

4. Установить корпус дроссельной заслонки в сборе.

Проверка приводного ремня

Диагностика шумов

• Посвистывающий или визжащий шум может быть вызван воздействием влаги на участки приводных ремней или ременного шкива. Может потребоваться разбрызгать небольшое количество воды на приводные ремни, чтобы повторить имеющиеся условия. Если с помощью разбрызгивания воды на приводной ремень удалось повторить признак неисправности, решением может быть очистка шкивов ремня.

• Если шум прерывистый, следует проверить компоненты привода, изменяя нагрузку и приводя их в действие с максимальной мощностью. Рекомендуется проверить: перегрузка системы кондиционирования, защемление шланга или использование несоответствующей жидкости в рулевом управлении с сервоусилителем, неисправность генератора.

• Посвистывающий, визжащий или воющий шум может быть причиной ослабленных или неправильно установленных компонентов кузова или подвески. Шум также может быть вызван другими частями автомобиля.

• Приводные ремни издают воющий звук.

Проверка вибраций двигателя

• Возможно, на вибрации двигателя сказываются компоненты привода вспомогательных агрегатов. Вибрация при работе двигателя может приводить к грохоту элемента кузова или другой детали автомобиля. Вибрация также может быть вызвана избыточной зарядкой системы кондиционера воздуха, засорением трубопровода системы рулевого управления с сервоусилителем, применением недопустимой жидкости или же повышенной нагрузкой на генератор. Чтобы облегчить поиск перемежающегося отказа или неверного состояния, следует изменять нагрузку на деталях привода вспомогательных агрегатов.

• Может вибрировать приводной ремень, хотя этого не будет видно или слышно. Возможно, для устранения неисправности потребуется всего лишь заменить приводной ремень.

• Если после замены приводного ремня и проверки всей таблицы диагностики шум слышен только при установленных приводных ремнях, возможно, неисправна деталь привода вспомогательных агрегатов. Изменение нагрузки других деталей привода вспомогательных агрегатов может помочь найти деталь, создающую грохочущий шум.

Проверка провисания и износа приводного ремня

• Если приводной ремень постоянно спадает со шкивов, то это говорит о нарушении их центровки.

• Дополнительная нагрузка, которая внезапно появляется или исчезает из-за вспомогательного оборудования, может быть причиной спадания ремня со шкивов. Проверьте правильность работы вспомогательного оборудования.

• Если установлен приводной ремень неверной длины, то натяжитель ремня может не обеспечивать его достаточное натяжение.

• Избыточный износ приводного ремня обычно свидетельствует о неправильной установке ремня или о его неверном типе.

• Незначительное нарушение центровки шкивов приводного ремня не приводит к его избыточному износу, то может являться источником избыточного шума или спадания ремня.

• Значительное нарушение центровки приведет к значительному износу, но также может вызывать спадание ремня.

Низкая и высокая компрессия. Теория происхождения

24.07.2019, Просмотров: 3261

Замер компрессии в цилиндрах автомобильного двигателя дает возможность узнать о состоянии цилиндро-поршневой группы, а также механизма газораспределительного механизма. От показателя компрессии зависит правильность и эффективность работы двигателя внутреннего сгорания. Однако, не всегда замер компрессии дает достоверные данные о состоянии ЦПГ.

Замерить компрессию просто: нужен компрессометр, который вкручивается в посадочное место свечей зажигания, или свечей накала, и при выкрученных свечах на всех цилиндрах, двигатель запускается, пока стрелка на манометре не перестанет повышаться. Компрессометр может показывать как повышенную, так и пониженную компрессию. Обо всем подробнее дальше.

Почему компрессия повышена

Завышенная компрессия — это не всегда показатель отличного состояния цилиндро-поршневой группы. Зачастую, недобросовестные перекупщики и продавцы автомобилей заливают масло в цилиндры, и компрессия вмиг может повысится на несколько килограмм. Основным признаком повышенной компрессии является наличие большого количества масла в цилиндре, и как следствие — изменение цвета выхлопа и высокий расход моторного масла.

Существует понятие, как “масляная” компрессия. Она проявляется при закоксовке поршневых колец, когда отложения продуктов угара масла уменьшают камеру сгорания, заполняют тепловой зазор между поршнем и цилиндром. При перегреве мотора также увеличивается компрессия, в силу того, что масло теряет свои свойства, становится более жидким и попадает в камеру сгорания.

Кстати, при наличии масла в цилиндре резьба свечей зажигания будет вся в масле. Это значит, что маслосъемные колпачки пришли в негодность. Но подтвердить диагноз можно только после замены прокладок свечных колодцев, исключив другую возможную причину наличия масла на свечах.

Как нормализовать повышенную компрессию

Не стоит изначально прибегать к капитальному ремонту двигателя, особенно при пробеге, явно меньшем, до положенного ресурса. Для раскоксовки колец и очистки нагара с клапанов существуют специальные присадки, которые эффективно справляются с подобными проблемами. Раскоксовку лучше производить двумя способами: залить очиститель клапанов в топливный бак, и залить раскоксовку в сами цилиндры, оставив двигатель на день без работы. В более тяжелых случаях приходится осуществлять капитальный ремонт с установкой новой поршневой группы и сопутствующих деталей.

Почему компрессия занижена

При недостаточной компрессии силовой агрегат ведет себя совсем по другому. Ухудшается запуск, нестабильный холостой ход, повышенный расход масла и топлива, динамика падает, повышается шум работы мотора. На бензиновых моторах при недостаточной компрессии заливает свечи зажигания, что еще больше ухудшает запуск двигателя. На дизельных же агрегатах немного поправляют ситуацию свечи накаливания, обеспечивая высокую температуру перед запуском двигателя.

Низкая компрессия всегда говорит о разгерметизации цилиндро-поршневой группы. Сюда можно отнести:

прогар клапана

прогар поршня

увеличение теплового зазора между поршнем и цилиндром

пробой прокладки головки блока цилиндров.

Часто, для выравнивания компрессии, прибегают к специальным средствам. Этот способ малоэффективен, так как работает в качестве герметика очень мало. Вопрос низкой компрессии решается только путем капитального ремонта.

Итак, замер компрессии компрессометром не покажет реального состояния двигателя. Достаточно всего залить масла в цилиндр — компрессия будет на нормальном уровне, а о повышенной компрессии, ошибочно, будут думать, что это хорошо. Как тогда определить реальное положение вещей?

Пневмотестер

Пневмотестер позволяет узнать состояние герметичности цилиндра. Его преимущество в том, что он может показать даже самые малые утечки и его процент, относительно подаваемого воздуха. Чтобы пневмотестер показал верное значение, в проверяемом цилиндре клапана должны быть закрыты. Принцип подключения такой же, через колодец свечи зажигания. На тестере установлено два манометра, один показывает количество подаваемого воздуха в атмосферах, а второй показывает, сколько процентов составляет утечка. Тем самым, такой тест дает возможность узнать реальное состояние цилиндро-поршневой группы, и никакое залитое масло в цилиндр не поможет, так как его выдавит в картер посредством высокого давления.

Как повышенная, так и пониженная компрессия одинаково вредить силовому агрегату. В случае с первым, увеличивается износ отдельных деталей двигателя, а во втором случае уже требуется капитальный ремонт. Сильные отличия компрессии от заводских значений говорит об одном — в двигателе есть неисправность. Ее можно попробовать устранить путем заливания чистящих жидкостей, но максимально эффективный способ — капитальный ремонт.

Какая компрессия должна быть в дизельном двигателе: норма

Особенности рабочего процесса дизельного двигателя таковы, что нормальное протекание рабочего процесса возможно при сочетании нескольких факторов. Одним из важнейших показателей является компрессия. При отклонениях этого показателя возможен затрудненный запуск или неустойчивая работа мотора. Поэтому очень важно знать, какая компрессия должна быть в дизельном двигателе.

Содержание

Что это такое?

Компрессия в дизельном двигателе – это максимальное давление, создаваемое поршнем после закрытия впускного клапана и его поднятия в верхнюю мертвую точку. Рабочий цикл дизеля тесно связан именно с созданием высокого давления в цилиндре, обеспечивающего воспламенение топлива от сжатия воздуха в камере сгорания по достижении достаточно высокой температуры (около 300 градусов). Поэтому можно сказать, что компрессия в цилиндрах у таких моторов – ключ к его стабильной работе.

В отличие от бензиновых движков, в которых возгорание топливовоздушной смеси происходит за счет электрической искры, в дизеле воспламенение идет только за счет сжатия, поэтому там давление достигает гораздо больших величин. В газотурбинных двигателях воздух сначала сжимается, а затем, в камере сгорания, смешивается с топливом. Еще один показатель, который косвенно информирует о внутренних рабочих процессах – степень сжатия. Это соотношение объема цилиндра при расположении поршня в самой нижней точке к объему камеры сгорания вверху (при максимально поднятом поршне). Полученная цифра указывает, во сколько раз сжимается топливная смесь в цилиндре к моменту воспламенения (окончанию такта сжатия). Эта величина безразмерная, так как характеризует соотношение величин. Компрессия измеряется в единицах давления – в барах или кг/см2.

Каким должно быть давление в цилиндрах

У бензиновых двигателей нормальная степень сжатия и компрессия составляет 9-11 и 12-13 кг/см2 соответственно, у дизельных норма составляет 20 и более и 20-32 кг/см2. Как видно, показатели сильно различаются, и в этом кроется различие в их рабочем процессе.

Низкая температура окружающего воздуха может стать серьезной помехой. Разные нормы давления могут обеспечить запуск при различной температуре:

28 кг/см2 и ниже – запуск движка возможен при температуре не ниже минус 15 градусов.
20-30кг/см2 – температура до минус 20 градусов.
32 кг/см2 – минус 20-25 градусов.
36 кг/см2 – до минус 30 градусов.

Следует отметить, что такие температурные диапазоны на дизельном двигателе достижимы только при полностью исправном силовом агрегате и вспомогательном оборудовании.

Причины снижения давления

Степень сжатия заложена конструктивно и может быть изменена только установкой других поршней или головки блока цилиндров с иными геометрическими параметрами. Компрессия дизельного двигателя — величина изменяющаяся. Со временем изнашиваются ответственные детали — увеличиваются зазоры компрессионных и маслосъемных колец на поршнях, клапаны, прокладка блока цилиндров, вследствие чего нарушается герметичность и необходимое давление уже не создается. На бензиновом моторе это чревато неустойчивой работой на переходных режимах и падением мощности, а дизель может просто не завестись.

Как можно определить возможное снижение компрессии

Существует несколько признаков, по которым можно узнать об ее снижении.

Затруднения при запуске (и холодного, и горячего).
Отказ работы одного из цилиндров, пропуски зажигания
Скачкообразное изменение оборотов, их неравномерность.
Снижение мощности, провалы при работе.
Перегрев силового агрегата, увеличение давления в системе охлаждения.
Сизый дым из выхлопной трубы при запуске.
Повышенный шум при работе, вибрации на любых оборотах, особенно минимальных.
Потеки масла на поверхности силового агрегата.
Значительное увеличение расхода топлива.

Появление хотя бы одного из этих признаков свидетельствует о необходимости замера компрессии дизельного двигателя

Методика измерения

Чтобы измерить компрессию дизельного двигателя, потребуется определенное специальное оборудование. При проведении замеров потребуется компрессометр — вариант манометра, приспособленный для измерения давления внутри цилиндров.

Как измерять компрессию? Работа состоит из следующих этапов:

Для начала надо снять свечу накаливания или форсунку на одном из цилиндров.
Вместо них вкручивается штуцер манометра.
Коленчатый вал проворачивается с помощью стартера, в это время фиксируются показатели давления. Стартер должен обеспечивать не менее 200 об/мин.
Манометр отсоединяется и проверка проводится аналогично во всех остальных цилиндрах. В норме результаты измерений должны быть примерно одинаковыми во всех цилиндрах.
Свечи или форсунки вновь выкручиваются и в каждый цилиндр через отверстие впрыскивается 50 мл моторного масла.
Движок прокручивается стартером при снятых свечах или форсунках. После этого вновь проверяется компрессия во всех цилиндрах.

Перед тем, как замерить компрессию дизельного двигателя, его надо прогреть до рабочей температуры.

Если показатель изменился в большую сторону, значит, имеет место износ деталей шатунно-поршневой группы в цилиндрах дизельного двигателя.

Если показатели компрессии будут такими же, то следует провести регулировку газораспределительного механизма (тепловых зазоров клапанов).

После проведения необходимых регулировок необходимо еще раз как проверить компрессию, так и устранить неисправности вспомогательного оборудования.

Что делать при снижении компрессии

Как же повысить компрессию? Низкие показатели обычно являются следствием износа при его большом пробеге. Так же, как и бензиновый мотор, такой дизель часто подлежит капитальному ремонту, а именно: замене шатунно-поршневой группы, притирке клапанов, замене прокладок головки блока цилиндров. Даже если проверка компрессии дизельного двигателя показывает ее снижение только в одном из них или в нескольких.

Тем не менее, немного отсрочить дорогостоящий ремонт можно при помощи специальных средств для увеличения компрессии. Это, в первую очередь, разнообразные присадки, которые добавляются при замене масла для дизельных двигателей. Они видоизменяют его начальный состав и повышают вязкостные характеристики, таким образом, удается минимизировать утечки давления через компрессионные кольца и поднять компрессию. Также для увеличения давления и уменьшения утечек проводят притирку клапанов.

Ремонт дизелей обходится значительно дороже из-за конструктивных особенностей и высоких технических требований к диагностике и специальному оборудованию. Поэтому важно регулярно проводить измерение компрессии дизельного двигателя, чтобы при помощи своевременных профилактических мер продлить его работоспособность.

С уважением, Максим Марков!

Вот что на самом деле означает «степень сжатия» и почему это имеет значение

Новый двигатель Toyota с высокой степенью сжатия «Dynamic Force». Графика: Toyota / Raphael Orlove
Вы слышали термин «степень сжатия» раньше, но задумывались ли вы, что именно он средства? Что ж, пора объяснить, что такое степень сжатия и почему каждый автопроизводитель сейчас одержим ею, как Святым Граалем.
Степень сжатия, надо признать, сложнее, чем кажется на первый взгляд. Не помогает и то, что это один из тех терминов, которые вы слышите на автосалонах и в пресс-релизах без серьезных объяснений.Это одна из тех вещей, которую вы в большинстве своем пытаетесь понять, пытаясь произвести впечатление на артиста-трапеции, которого встретили в цирке на прошлых выходных.
Мы знаем, что высокая степень сжатия — это хорошо, а низкая — плохо. Мы знаем, что новый двигатель Mazda Skyactiv-X «Holy Grail» отличается высокой степенью сжатия, наряду с «дизельным убийцей» Infiniti и серией Toyota «Dynamic Force», которые рекламируют большую мощность при большей эффективности.
Мы живем в эпоху, когда инженеры не могут просто увеличить мощность двигателя, сделав его больше.Изменение степени сжатия двигателя становится обычным делом.
G / O Media может получить комиссию
(Кстати, если вы читаете это и фыркаете, потому что уже знаете, что такое степень сжатия, хорошо для вас! Не все остальные.)
What Defines Степень сжатия невероятно проста
Степень сжатия — это именно то, на что она похожа — степень, при которой вы сжимаете максимальный объем цилиндра в минимальный объем цилиндра. Это объем цилиндра, когда поршень полностью опущен по сравнению с полностью вверху.Это написано и указано в виде отношения. Например, для двигателя со степенью сжатия 9: 1 вы бы сказали, что это «девять к одному».
Скриншот: ВСЕ О ДВИГАТЕЛЯХ (YouTube)
А теперь представьте себе цилиндр в своей голове. Поршень движется вверх и вниз внутри этого цилиндра. Когда поршень находится в самой нижней точке, это называется нижней мертвой точкой. Вот где объем цилиндра наибольший. Когда поршень находится в наивысшей точке цилиндра, это называется верхней мертвой точкой, и именно здесь объем цилиндра наименьший.Сравнение этих двух объемов — вот откуда взялось ваше соотношение.
Если вы такой же наглядный ученик, как я, вам понравится этот созданный мной GIF, показывающий, как работает четырехтактный двигатель. Видите, как поршень движется вверх во время такта сжатия? Это весь воздух и топливо сжимаются в цилиндре. Если двигатель имеет высокую степень сжатия, это означает, что данный объем воздуха и топлива в цилиндре сжимается в гораздо меньшее пространство, чем двигатель с более низкой степенью сжатия.
А теперь пример с простой математикой, мой любимый вид.
Представьте, что у вас есть двигатель, объем цилиндра и камеры сгорания которого составляет 10 куб. См, когда поршень находится в нижней мертвой точке. После того, как впускной клапан закрывается и поршень поднимается вверх во время такта сжатия, он сжимает топливно-воздушную смесь в объеме одного кубического сантиметра. Этот двигатель имеет степень сжатия 10: 1.
Вот и все! Это степень сжатия. Общий рабочий объем плюс сжатый объем (включая объем головки блока цилиндров и все, что находится выше того места, где поршень «движется») в один только сжатый объем .
Почему лучше — это сложно
Но понимание , что такое степень сжатия , менее важно, чем понимание , почему нам важен, или почему высокое сжатие является таким стремлением.
Лучшее объяснение, которое я получил в этом, было от моего коллеги и инженера Дэвида Трейси, который затем обратился за помощью к другим инженерам и профессорам. Лучший ответ из них дал доктор Энди Рэндольф, технический директор ECR Engines. Он проводит исследования трансмиссии для NASCAR, и его объяснение предельно ясно:
С точки зрения непрофессионала, мощность двигателя генерируется, когда сгорание воздействует на поршень и толкает поршень вниз по цилиндру во время такта расширения.
Чем выше поршень находится в канале ствола в момент начала сгорания, тем большее усилие будет приложено.
По мере увеличения степени сжатия поршень перемещается выше в отверстии в верхней мертвой точке, следовательно, возникает дополнительная сила для хода расширения (дополнительная сила для того же количества топлива равняется более высокой эффективности).
Теперь мы на самом деле нужно больше понимать о , почему в дополнение к , как , а это означает, что нам придется рискнуть в области термодинамики.
Суть всего этого в том, что более высокая степень сжатия означает, что двигатель получает больше работы при том же количестве топлива. Это хорошо для энергии, а также миль на галлон.
Чтобы объяснить, почему более высокая степень сжатия дает лучшую эффективность, мы не собираемся слишком углубляться в термодинамику, но, черт возьми, давайте просто окунемся в них. Это здорово и полезно для души.
Более высокое сжатие означает больше работы, но больше давления
На изображении выше показана диаграмма «давление-объем» для идеального и типичного бензинового двигателя.Он визуально показывает, что происходит в вашем двигателе, когда он сжигает бензин.
На диаграмме выше нижняя кривая 1-2 показывает ход сжатия.
Строка 2-3 показывает горение.
Верхняя кривая 3-4 показывает ход расширения.
А линия 4-1 показывает отвод тепла при открытии выпускного клапана.
Чтобы быть более техническим, на диаграмме кривая 1-2 показывает ход сжатия, в котором давление (ось y) возрастает, а объем (ось x) падает, когда поршень действительно воздействует на газ, сжимая его.Строка 2-3 показывает тепло, выделяющееся при сгорании, быстро увеличивая давление и температуру газа. Кривая 3-4 показывает увеличение объема и падение давления по мере того, как газ действует на поршень во время такта расширения. Линия 4-1 показывает отвод тепла от газа в окружающую среду по мере того, как давление возвращается к окружающему при открытии выпускного клапана. Наконец, плоская линия 1-5 внизу представляет ход выпуска и возврат поршня в верхнюю мертвую точку в конце.
Область внутри этих 1-2-3-4 строк показывает, сколько работы проделано двигателем.Более высокая степень сжатия означает, что две вертикальные линии на графике будут перемещаться влево и вверх, оставляя больше области в границах, чем при более низкой степени сжатия, и, таким образом, работа выполняется. Но, как вы можете видеть на этой диаграмме, вы столкнетесь с более высоким давлением. Другими словами, вы получите больше механической работы от двигателя с высокой степенью сжатия. Вы будете получать большее давление в цилиндре и на поршне из-за подводимого тепла от сгорания.
Более высокое сжатие также означает больший тепловой КПД.
Иллюстрация: MIT
Также важно отметить, что подвод тепла и тепловые потери в течение цикла вашего двигателя связаны с КПД как функцией степени сжатия.Все это работает по двум идеям. Во-первых, любая тепловая энергия, поступающая в систему, должна быть преобразована либо в механическую работу, либо в отходящее тепло. Во-вторых, термический КПД — это просто выходная работа, деленная на погонную энергию. Итак, вы можете вывести взаимосвязь между термической эффективностью и степенью сжатия, как MIT, построенная на его веб-странице и показанная выше. Уравнение здесь (nu — термический КПД, r — степень сжатия, а гамма — свойство жидкости) :
Когда вы даете двигателю определенного рабочего объема более высокую степень сжатия, вы эффективно сдвигаете фотоэлектрическую диаграмму вверх и влево, и увеличивают тепловложение (Qh на диаграмме) в большей степени, чем тепловые потери (Ql).Другими словами, вы превращаете больше входящей энергии в работу. Вот Джейсон Фенске из Engineering Explained , разбирающий взаимосвязь между степенью сжатия, теплопередачей и эффективностью:
В любом случае, дело в том, что термодинамика диктует, что термический КПД возрастает с увеличением степени сжатия, как вы можете видеть из этого графика и уравнения выше. А это означает больше лошадиных сил, лучшую экономию топлива, более тяжелые кошельки и более широкие улыбки. Управляйте любым вялым, хрипящим, всасывающим газ, старым американским V8 с низкой степенью сжатия, и вы поймете, о чем я.
Степень сжатия также делает такие двигатели, как двигатель Mazda Skyactiv-G, такими эффективными. Mazda, первая из серии новых двигателей с высоким и переменным сжатием от Mazda, Nissan / Infiniti и Toyota, на данный момент имеет самую высокую степень сжатия в отрасли — 14: 1, поэтому она может справляться с высоким расходом топлива. показатели экономичности и мощности даже без турбонагнетателя.
Почему более высокое сжатие означает более высокое октановое число
Почему не все просто используют высокие степени сжатия? Что ж, высокая степень сжатия — вот почему многим двигателям требуется топливо премиум-класса или высокооктановый бензин.Октановое число, как указывается в статье How Stuff Works , является мерой способности бензина сопротивляться детонации.
По сравнению с газом с высоким октановым числом бензин с низким октановым числом с большей вероятностью самовоспламеняется из-за высоких температур и давления наддува. По сути, вам нужен газ, который воспламеняется тогда, когда вы хотите, а не тот, который воспламеняется, когда вы, , не хотите, чтобы зажигался. Такое неконтролируемое горение называется детонацией.Стук — это плохо; он снижает крутящий момент и может нанести непоправимый ущерб вашему двигателю.
Высокая степень сжатия увеличивает риск детонации, поэтому в двигателях с очень высокой степенью сжатия используется высокооктановый гоночный газ или (что сейчас чаще) E85. При сжатии газы склонны нагреваться, поэтому повышенная плотность тепла может привести к преждевременному возгоранию топлива до того, как свеча зажигания воспламенит его. Повторяю: это плохо.
Mazda пришлось проделать большую работу с поршнем и конструкцией выхлопной системы, чтобы уменьшить детонацию в двигателе 14: 1, работающем на газовом насосе.Поршни в двигателе Skyactiv-X, например, имеют полость посередине, чтобы позволить Mazda выстрелить потоком богатого топлива вокруг свечи зажигания в обедненной смеси, и, да, есть причина, по которой это было не так. Не простая технология в разработке.
Что еще интересно, так это то, что вы не можете просто сделать двигатель с такой высокой степенью сжатия, как вы хотите. Я обратился к Джону Хойенге, владельцу производственного выхлопа и раллийного магазина Nameless Performance, чтобы поговорить о рисках и преимуществах высокой компрессии.
Джон строит раллийный автомобиль Nissan 240SX, на который он меняет четырехцилиндровый SR20VE, который в настоящее время развивает около 250 лошадиных сил на колесах всего из 2,0 литров. Удивительно, но без турбо. Все, что Джон должен поблагодарить, — это очень высокая степень сжатия 14,5: 1. «Сжатие выполняет больше работы, — пояснил он, — поэтому тем больше мощности [двигатель] будет производить без наддува».
При этом, поскольку это гоночный двигатель, он использует гоночный бензин или E85 с очень высоким октановым числом.Джон сказал, что при степени сжатия выше 14,5: 1 возникает риск самовоспламенения, а также может вылететь шток или вращаться подшипник. Это то, что небрежно называют «взрывом».
Есть предел тому, насколько высоко вы можете подняться
Я спросил, почему мы не видим, что люди не бегают с двигателями, которые имеют значительно более высокую степень сжатия, чем все, что мы видим сегодня. Неприлично завышенные соотношения, вроде 60: 1. Джон рассмеялся. Он объяснил, что металл просто не может выдерживать такие высокие уровни напряжения, а такая степень сжатия приведет к тому, что вещи будут настолько горячими, что они взорвут любой современный двигатель.
Конечно, не все из нас строят гоночные автомобили с гоночными двигателями, поэтому об изменении степени сжатия нам не о чем беспокоиться. Но мы случайные владельцы автомобилей и энтузиасты квазидвигателей, так что это было объяснением того, что означает степень сжатия и почему это важно. Вам больше не нужно притворяться, теперь вы знаете, что это такое.
А теперь иди, найди того артиста на трапеции и расскажи ему, что ты чувствуешь!
Теория степени сжатия и ее расчет в Powersports
Покупаете ли вы поршни для мотоцикла, квадроцикла или UTV, вы, скорее всего, увидите варианты с разными степенями сжатия.При разработке поршней для различных степеней сжатия учитывается множество факторов. Здесь мы рассмотрим, как рассчитывается степень сжатия и как она может повлиять на ваш двигатель и требования к топливу для гонок.
Формула проста — сжатие дает мощность, и иногда теория «чем больше, тем лучше» имеет свои достоинства. Но прежде чем мы начнем слепо оценивать степени сжатия, лучше узнать больше о том, как этого добиться. Степень сжатия для любого двигателя или отдельного цилиндра определяется как соотношение между рабочим объемом цилиндра с поршнем в нижней мертвой точке (НМТ) и объемом с поршнем в верхней мертвой точке (ВМТ).Если, например, отношение объема НМТ в 13 раз больше, чем объем в ВМТ, то степень сжатия составляет 13: 1.
Степень сжатия — это соотношение между рабочим объемом цилиндра с поршнем в нижней мертвой точке и рабочим объемом цилиндра с поршнем в верхней мертвой точке.
Степень сжатия играет важную роль в создании мощности, поскольку именно сжатие топливовоздушной смеси улучшает процесс сгорания и создает мощность.Конечно, более высокая степень сжатия также предъявляет более высокие требования к октановому числу топлива, поэтому важно помнить об этом. В качестве примера мы возьмем одноцилиндровые двигатели для внедорожников. Степень сжатия серийных двигателей для внедорожников с годами увеличилась до нынешних диапазонов от 12,5: 1 до 13,5: 1, при этом они по-прежнему способны сжигать бензин премиум-класса с октановым числом 91/93. Это достигается за счет улучшенной конструкции камеры сгорания, а также превосходного управления соотношением воздух-топливо за счет электронного впрыска топлива (EFI).
Как рассчитывается степень сжатия?
Было бы неплохо проверить, как рассчитывается сжатие. Это вопрос разбивки на серии небольших участков, для которых необходимо рассчитать их индивидуальные объемы. Затем эти меньшие объемы можно сложить вместе, чтобы получить общий очищенный объем. Например, площадь верхней части поршня в ВМТ должна учитывать индивидуальные объемы камеры, верхнюю часть поршня (конструкция головки), прокладку головки и высоту поршня над или под декой поршня. цилиндр.
Щелкните здесь, чтобы узнать, как рассчитать сжатие и смещение для автомобильных двигателей.
Объем цилиндра
Вычисление объема цилиндра с помощью Pi x, квадрата радиуса x хода дает вам только объем цилиндра. На фото — одноцилиндровый мотоцикл 250F.
Нашим первым шагом является определение объема цилиндра на основе диаметра и хода. Если вы помните из школьной геометрии, объем цилиндра = Pi x радиус в квадрате x высота (в данном случае, ход).Диаметр цилиндра 77 мм и ход поршня 53,6 мм создают цилиндр объемом 249 куб. См. Это просто цилиндр.
Далее нам нужно узнать объем камеры сгорания. Проще всего это измерить с помощью градуированного цилиндра или бюретки. Большинство бюреток имеют градуировку в миллилитрах, а один миллилитр равен одному кубическому сантиметру (куб.см), так что пусть вас это не сбивает. Объем камеры напрямую влияет на степень сжатия, поэтому его измерение важно для точности.Квадратная крышка из оргстекла, запечатанная смазкой, с маленьким отверстием, просверленным в ней, чтобы вы могли заполнить камеру медицинским спиртом, смешанным с небольшим количеством пищевого красителя, хорошо работает в качестве измерительной жидкости.
В приведенном ниже примере мы используем головку блока цилиндров автомобиля, но тот же процесс может быть проделан для одно- или многоцилиндровых двигателей мотоциклов.
Уплотнение крышки из оргстекла над камерой сгорания консистентной смазкой позволит вам заполнить камеру сгорания медицинским спиртом.Вы можете использовать электронный измерительный инструмент (показанный здесь), чтобы определить объем жидкости, или вы можете рассчитать вручную с помощью градуированного цилиндра (показанного ниже). Убедитесь, что камера сгорания заполнена полностью, без пузырьков воздуха, чтобы получить точное измерение.
Объем поршня
Также необходимо измерить объем поршня. Это важно, поскольку поршень редко бывает идеально плоским. Если бы это было так, номер объема поршня был бы по существу 0 или таким, который не прибавлял бы и не вычитал из степени сжатия.Однако большинство верхних частей поршней содержат комбинацию предохранительных клапанов, тарелку или куполообразную конфигурацию, которые составляют заданный объем. Допустим, этот поршень имеет небольшой купол, но также включает предохранительный клапан поршневого клапана. Для достижения точной степени сжатия необходимо рассчитать общий объем купола поршня. Этот объем должен быть у производителя поршня, когда он вам понадобится. JE Pistons сохраняет эту информацию в протоколе для каждой конструкции поршня.
Имейте в виду, что даже незначительные изменения могут иметь прямое влияние на сжатие.Например, увеличение диаметра отверстия всего на 2 мм — например, с 96 до 98 мм — без каких-либо других изменений в поршне, приведет к увеличению степени сжатия 13,58: 1 до 14,05: 1 просто потому, что площадь поршня теперь равна больше.
Объем купола также учитывает так называемый объем щели, или крошечный объем, находящийся между верхним краем поршня над контактной площадкой кольца и стенкой цилиндра. Это измерение наиболее важно выполнить, если поршень был модифицирован для добавления дополнительного зазора сброса клапана или если были выполнены другие модификации в верхней части поршня.
Этот объем очень мал, но это то, что JE принимает во внимание при вычислении сжатия, чтобы обеспечить высокую точность.
Объем щели — это небольшой промежуток между верхним, внешним краем поршня (над верхним кольцом) и цилиндром. Вы можете увидеть это небольшое пространство на картинке выше.
Прокладка головки
Толщина прокладки головки также влияет на сжатие, так как это также создает объем, который необходимо включить в расчет.Толстая прокладка головки существенно увеличивает объем камеры, а более тонкая — уменьшает его. Расчет объема такой же, как и для цилиндра, только очень короткий. Чаще всего внутренний диаметр прокладки круглый, поэтому вычислить объем довольно просто: объем = Pi x радиус в квадрате x высота.
Высота платформы
Также необходимо учитывать высоту платформы. Если поршень в ВМТ находится ниже уровня цилиндра, этот объем добавляется к объему камеры сгорания, уменьшая степень сжатия.Если верхняя часть поршня превышает верхнюю часть цилиндра на заданную величину, этот объем необходимо вычесть из объема камеры сгорания, что увеличит степень сжатия. Это положение поршня также напрямую влияет на зазор между поршнем и головкой, поэтому внимательно следите за ним, чтобы не выходить за пределы спецификации.
Под высотой деки понимается положение поршня относительно верхней части цилиндра (деки) в ВМТ. В изображенном здесь поршне / цилиндре купол поршня находится над декой, когда поршень находится в ВМТ, поэтому этот объем купола поршня необходимо вычесть из объема камеры сгорания.Так поршни с высокой степенью сжатия, такие как этот, достигают более высоких степеней сжатия.
После того, как все эти размеры были определены, мы можем выполнить простую математику деления объема цилиндра с поршнем в нижней части его хода на объем цилиндра с поршнем в верхней части его хода. Мы включили всю математическую формулу здесь, внизу этой страницы, но она слишком длинная и сложная, и на самом деле нет причин проходить все это, если вам не нравятся длинные вычисления! Более простой вариант — использовать один из множества бесплатных онлайн-калькуляторов степени сжатия.
Использование программы расчета степени сжатия сэкономит много времени и избавит от ненужных хлопот при выполнении вычислений вручную. Эти цифры приведены только для примера.
Нам нравится версия, предлагаемая на сайте Performance Trends (Performancetrends.com), поскольку она проста в использовании и может быть загружена бесплатно. Входные данные в этой программе можно даже изменить с английского на метрические, если вы предпочитаете, и эти входы настолько просты, что вы можете попробовать десятки различных комбинаций, чтобы удовлетворить свое любопытство.
Важно отметить, что, хотя сжатие действительно играет важную роль в повышении мощности, добавление сжатия не является чисто линейным предложением. Общепринятая мера для добавления сжатия состоит в том, что одна полная точка сжатия может добавить от 3 до 4 процентов мощности. Итак, если двигатель развивает мощность 50 лошадиных сил, и мы добавляем полную точку сжатия (например, от 11 до 12: 1), это потенциально может увеличить мощность до 51,5 лошадиных сил. Однако с нынешними коэффициентами сжатия гоночных двигателей уже на уровне 13: 1, добавление полной точки сжатия не обязательно может добавить полные три процента, поскольку закон убывающей отдачи играет роль с коэффициентами, близкими к 14: 1 или выше.Положительный прирост все равно будет, но он, скорее всего, не будет таким большим, как прирост, например, от 9: 1 до 10: 1.
На фотографии показаны 3 поршня JE с разной степенью сжатия для одного и того же двигателя YXZ1000. CR включают 9,5: 1 (уменьшение сжатия для турбо-приложений), 11,5: 1 (стандартное сжатие) и 12,5: 1 (высокое сжатие). Обратите внимание, что максимальная степень сжатия имеет самые высокие характеристики купола, занимая больше объема камеры сгорания. Поршень 9,5: 1 — наоборот. Другой пример — поршни CRF450R JE 2017-18 годов выпуска.Стандартный поршень сжатия 13,5: 1 (справа) имеет очень плоский купол, не занимающий лишнего объема в камере сгорания. Поршень 14,5: 1 (слева) имеет более высокий купол для уменьшения объема камеры сгорания, когда поршень находится в ВМТ.
Щелкните здесь, чтобы узнать больше о наших поршнях серии Pro.
Должен ли я использовать гоночный газ?
Поскольку большинство новых двигателей мотоциклов теперь имеют статическую степень сжатия 13: 1, эти двигатели используют очень точно настроенные комбинации, позволяющие им работать на бензиновом насосе с октановым числом от 91 до 93.Часто задают вопрос: принесет ли гоночный бензин пользу? Есть несколько факторов, влияющих на гоночный бензин, которые выходят далеко за рамки простого увеличения октанового числа. Многие гонщики считают, что добавление октанового числа также добавит мощности. Хотя это может быть правдой, ответы бывает трудно расшифровать.
Октан сам по себе не является функцией топлива, которое увеличивает мощность. Октан добавляется в топливо для предотвращения детонации. Если двигатель страдает от детонации или детонации из-за использования бензина более низкого качества, добавление октанового числа восстановит эту мощность.И наоборот, добавление топлива с более высоким октановым числом в двигатель, не имеющий проблем с детонацией, не приведет к дополнительной мощности. Более распространенная ситуация заключается в том, что добавление октанового числа сверх требований двигателя обычно приводит к менее эффективному процессу сгорания, который не увеличивает мощность. В определенных ситуациях использование слишком большого октанового числа может привести к небольшой потере мощности! Вот где теория «больше — лучше» не проходит проверку.
Как и любая другая система в гоночном двигателе, это правильное сочетание компонентов и топлива, которое может привести к увеличению мощности.Например, гоночный бензин часто смешивают с оксигенатами, которые приводят к обеднению / изменению стехиометрического (или химически правильного) отношения воздух-топливо. Часто за увеличение мощности отвечают именно эти добавки, а не октановое число. Эксперименты с топливом с различным процентным содержанием оксигенатов могут сильно повлиять на фактическое соотношение воздух-топливо. Это входит в сложную историю о стехиометрическом соотношении воздух-топливо, которая выходит за рамки этой истории, но это важный вопрос, о котором нужно знать, прежде чем пытаться индивидуально смешивать гоночный бензин.
Сжатие может быть простым способом повысить мощность, но вам нужно быть в курсе, когда дело доходит до выбора правильных частей. Пропуск чисел через программу степени сжатия, вероятно, самый простой способ убедиться, что числа не выходят из-под контроля.
Пример расчета коэффициента сжатия
Коэффициент сжатия — обзор
Коэффициенты сжатия обычно варьируются в пределах 1,05–7 на ступень; однако соотношение 3,5–4,0 на стадию считается максимальным для большинства технологических операций.Довольно часто повышение температуры газа во время сжатия диктует предел безопасного или разумного повышения давления. Максимальное повышение температуры определяется либо максимальной рабочей температурой цилиндра компрессора, либо максимальной температурой, которую газ может выдержать перед разложением, полимеризацией или даже самовоспламенением, как для хлора, ацетилена и т. Д. увеличение степени сжатия, это также добавляет к выбору разумного предельного давления нагнетания.При известной максимальной температуре максимальная степень сжатия может быть рассчитана из соотношения повышения адиабатической температуры.
Оптимальная минимальная мощность достигается при одинаковой степени сжатия во всех цилиндрах для многоступенчатых агрегатов. При внешнем охлаждении газа между ступенями необходимо делать разумные поправки на перепады давления в промежуточных охладителях и учитывать это при настройке степеней сжатия:
Фактическое (с промежуточным охлаждением)
(18-38) Pi1 / P1 = Pi2 / Pi1 ′ = Pi3 / Pi2 ′ =… Pfy / Piy
где 1,2,3 ,.… Y = состояние газа в цилиндре, представленное (1) для первой ступени, (2) для второй ступени и т. Д.
i = состояние давления на выходе между ступенями, непосредственно в цилиндре.
Prime (‘) = состояние межкаскадного нагнетания, уменьшенное за счет падения давления в промежуточных охладителях, клапанах, трубопроводах и т.д .; следовательно, штрих представляет собой фактическое давление на всасывании следующего цилиндра в многоступенчатой цилиндровой системе.
f = конечное давление или давление нагнетания многоступенчатой установки.
Степени сжатия по ступеням:
R1 = Pi1 / P1R2 = Pi2 / Pi1′R3 = Pi3 / Pi2′Rf = Pfy / Piy ′
(18-39) R1 = R2 = R3 = … Rf = yRt
, где R _t = общая степень сжатия агрегата = P _i / P ₁
Для двухступенчатого сжатия на ступень:
(18-39A) R1 = R2 = Pf2 / P1
Для пяти ступеней:
(18-39B) R1 = R2 = R3 = R4 = R5 = 5Pf5 / P1
Обычно на многоступенчатых машинах используются промежуточные охладители.Функция промежуточного охладителя заключается в охлаждении газа до максимально близкой к исходной температуре всасывания с минимальным перепадом давления. Это важно для термочувствительных материалов. Это охлаждение обеспечивает экономию требуемой тормозной мощности, поскольку по существу охлаждается при постоянном давлении и приводит к тому, что следующий цилиндр обрабатывает меньший объем газа. Чтобы добиться максимальной экономии, следует использовать самое холодное охлаждение, доступное на практике.
В некоторых случаях желательно использовать двухступенчатое сжатие без промежуточного охлаждения.Если состав газа должен оставаться постоянным на протяжении всего процесса сжатия, а температура не ограничивается, промежуточные охладители нельзя использовать, если присутствуют конденсируемые вещества. Иногда для газов с низким значением «k» или «n» используются две ступени, чтобы повысить объемный КПД. Когда это так, и высокие температуры сжатия или экономичность работы не контролируются, может быть выгодно отказаться от промежуточного охладителя.
Обратите внимание, что когда промежуточные охладители не используются, температура воды в рубашке компрессора должна быть на 10–15 ° F выше, чем точка росы между ступенями.Для этого на предыдущем этапе потребуется теплая вода из куртки.
Работа промежуточного охладителя внешне не влияет на теоретическую оптимальную степень сжатия на ступень. Тем не менее, это влияет на совокупную мощность, необходимую для выполнения работы по полному сжатию, потому что весь потерянный перепад давления должен быть заменен на мощность в лошадиных силах. За счет этого промежуточного охлаждения также наблюдается выигрыш в производительности, как показано на рисунках 18-17A и 18-17B. Поправка на падение давления в промежуточном охладителе обычно делается путем увеличения давления на выходе из цилиндра, чтобы включить половину падения давления в промежуточном охладителе между ступенями, а давление всасывания на следующей ступени уменьшается до другой половины падения давления. по сравнению с теоретическим давлением без учета перепада давления.
Рисунок 18-17а. Комбинированные индикаторные карты двухступенчатого компрессора, показывающие, как водяные рубашки цилиндра и промежуточный охладитель помогают приблизить линию сжатия к изотермической.
(Используется и адаптировано с разрешения: Miller, H.H. Power, © 1994. McGraw-Hill, Inc., Нью-Йорк. Все права защищены.)
Рисунок 18-17b. Влияние объема зазора на КПД цилиндра поршневого компрессора (эффект конструкции клапана).
(Используется с разрешения: Livingston, E. H. Chemical Engineering Progress, V.89, № 2, © 1993. Американский институт инженеров-химиков, Inc. Все права защищены.)
Коэффициент сжатия на ступень можно рассчитать.
(18-40) Pf = P1Rγ− (Δp1) Rγ − 1− (Δp2) Rγ − 2− (Δp3) Rγ − 3− (Δp4) Rγ − 4…
Продолжайте, чтобы увидеть количество членов в правой части уравнение, равное количеству ступеней. Обычно это лучше всего решается методом проб и ошибок, и его можно упростить, если предположить, что большинство значений ΔP равны. Предполагается, что весь перепад давления в промежуточном охладителе вычитается из давления всасывания следующей ступени, т.е.е. Падение давления в промежуточном охладителе первой ступени вычитается из давления всасывания второй ступени.
P _f = конечное давление многоступенчатого набора цилиндров
γ = количество ступеней сжатия
Δp = перепад давления на межступенчатых охладителях, фунт / кв. Дюйм
1 = первая ступень
2 = вторая ступень
Если половина Δp добавляется к разряду одной ступени и половина вычитается из всасывания следующей ступени:
(18-41) Pf = P1Rγ− (12Δp1) Rγ − 1− (12Δp2) Rγ − 2− (12Δp3) Rγ − 3− (12Δp4) Rγ − 4…
На практике соотношения для каждой ступени могут не совпадать; однако это не мешает компрессору работать удовлетворительно, если все другие факторы учитываются соответствующим образом.
Охлаждение рубашки компрессора. Вода для охлаждения рубашки компрессора не должна быть такой же теплой, как вода в рубашке газового двигателя. Вода на 15–20 ° F более теплая, чем точка росы сжимаемого газа, предохраняет от конденсации. Рекомендуется повышение температуры воды в рубашке максимум на 15–20 ° F. Никогда не следует ограничивать поток воды к рубашкам, чтобы поддерживать эту температуру, поскольку пониженная скорость имеет тенденцию способствовать загрязнению рубашек.
Количество тепла, отводимого рубашками компрессора, зависит от размера и типа машины.Этот отвод тепла обычно выражается в британских тепловых единицах / час / л.с. Отвод тепла в цилиндр компрессора в среднем составляет около 500 БТЕ / ч / л.с. Некоторые из них имеют низкий уровень 130, и необходимо уточнить у производителя, чтобы получить точную цифру.
Пример 18-1
Давление между ступенями и степени сжатия
Для двух ступеней сжатия, какими должны быть давления в цилиндрах, если перепад давления в промежуточном охладителе и трубопроводе составляет 3 фунта на кв. Дюйм?
Всасывание до первой ступени: P ₁ = 0 фунтов на кв. Дюйм (14.7 psia)
Нагнетание из второй ступени: P _f2 = 150 psig (164,7 psia)
Perstage: Rc = 164,7 / 14,7 = 11,2 = 3,35
Без промежуточного охлаждения:
С промежуточным охлаждением:
Первая ступень:
Вторая ступень:
Пример показывает, что, хотя отношения на цилиндр сбалансированы, каждое из них больше теоретического. Это соответствует реальным операциям.
Важно отметить, что довольно часто фактическая степень сжатия для отдельных цилиндров многоступенчатой машины не может быть точно сбалансирована.Это состояние возникает в результате ограничения потребляемой мощности в лошадиных силах для определенных размеров и конструкций цилиндров производителя. В окончательном выборе они будут скорректированы, чтобы обеспечить максимально возможные степени сжатия для использования стандартных конструкций.
Что такое сжатие в уличном бензиновом двигателе с насосом
Четырехтактный (или четырехтактный) двигатель называется так потому, что в процессе выработки мощности поршень четыре раза проходит вверх и вниз по каналу. Этими тактами или событиями являются такт впуска, сжатия, мощности и выхлопа.Как вы можете предположить, эффективное функционирование всех важно для создания двигателя большой мощности. Но из этих четырех такт сжатия имеет гораздо менее очевидные, но более далеко идущие последствия для оптимальных характеристик двигателя и его последующего успеха в качестве производителя энергии.
Очевидно, что основная идея такта сжатия состоит в том, чтобы сжать всасываемый заряд с максимальной эффективностью и с минимальной утечкой. Мы должны помнить об этом по мере продвижения, потому что есть два основных фактора, связанных со степенью сжатия.Первый — это расчетное соотношение, которое мы будем называть геометрическим или статическим соотношением. Следующим и не менее важным фактором является то, насколько эффективно и в какой степени физические компоненты двигателя сжимают заряд в пространстве сгорания. По сути, то, что мы собираемся здесь рассмотреть, является мерой того, насколько эффективно наша теоретическая степень сжатия переводится в реальное давление в цилиндре перед сгоранием. На это сильно влияют такие факторы, как кольцо и уплотнение клапана, а также события открытия / закрытия клапана.
Возможно, вы слышали термин «коэффициент сжатия» (CR) много раз, но, возможно, не знаете точно, что определяет CR или как он рассчитывается. Если это так, вам нужно обратиться к соседней боковой панели.
Также может показаться, что мы идем здесь по проторенной дорожке, но стоит быстро взглянуть на четыре хода, поскольку каждый из трех других тесно связан с тактом сжатия. Посмотрите на четырехтактную последовательность событий на боковой панели. Каждый из этих ходов должен эффективно выполнять свою задачу, чтобы двигатель мог производить высокую мощность.Начнем с такта впуска. Чем эффективнее заполняется цилиндр во время такта впуска, тем больше оборотов может вращаться двигатель, прежде чем он «перестанет дышать». Чем лучше впускное наполнение, тем выше давление на такте сжатия. Это, наряду с такой высокой степенью сжатия, которую выдерживает топливо, означает значительно более высокое давление на рабочем такте.
Переходя к самому такту сжатия, мы обнаруживаем, что чем выше степень сжатия, тем выше результирующее давление сгорания.Более того, заряд также сгорает быстрее, поэтому для оптимального сгорания требуется меньше времени. В дополнение к этому количество остаточного выхлопа, остающегося в камере в начале такта впуска, меньше. Это снижает нежелательное разбавление впуска выхлопными газами. Это наиболее очевидные факторы увеличения мощности, но они ни в коем случае не являются наиболее влиятельными. Есть и другие, менее очевидные, но более важные последствия, с которыми мы поговорим позже, когда подробно рассмотрим CR и коэффициенты сжатия.Далее идет рабочий ход. Каждый бит мощности, развиваемой двигателем, создается на этом такте. Нам нужно убедиться, что все, что происходит до, во время и после этого инсульта, либо усиливает его, либо, по крайней мере, оказывает на него минимальное негативное влияние. Это означает, в первую очередь, не только герметизацию цилиндра, но и обеспечение того, чтобы он не протекал во время рабочего хода и чтобы его герметизирующая способность не происходила за счет высокого трения кольца о стенку цилиндра. ударов — это выхлоп.Здесь мы должны убедиться, что опорожнение цилиндра происходит без чрезмерных насосных потерь. Любое давление, остающееся в цилиндре, пока поршень движется вверх по отверстию, является отрицательной мощностью. Что касается эффективности такта выпуска, более высокий CR может, как мы увидим позже, привести к значительному снижению насосных потерь.
Термодинамика упрощена Чтобы понять, что увеличение CR приведет к увеличению давления в цилиндре, требуется самое малое количество умственных способностей, что приводит к тому, что выходной крутящий момент во всем диапазоне оборотов просто следует этому примеру.Что менее очевидно, так это то, что увеличение выхода из более высокого CR происходит в основном за счет увеличения теплового КПД. Тепловой КПД — это мера того, насколько эффективно двигатель преобразует тепловыделяющий потенциал топлива при сжигании с соответствующим количеством воздуха в механическую энергию. Объяснить все это (начиная с неочищенного топлива и воздуха до выхода на маховик) гораздо сложнее, чем у нас есть пространство (или наклон), с которым нужно иметь дело, но это не имеет значения, поскольку здесь применяется наиболее подходящая и относительно простая часть. не является.
Чтобы более четко оценить, как повышается термический КПД, нам нужно рассмотреть, что, по сути, является противоположной стороной медали для CR. Это коэффициент расширения (ER), который описывает то, что происходит, когда поршень движется вниз по каналу во время рабочего хода, а не то, что происходит, когда он движется вверх во время такта сжатия.
Взгляните на диаграмму падения давления в цилиндре, а затем давайте рассмотрим характеристическую разницу (вычисленную с учетом типичных тепловых потерь) между цилиндрами с высокой степенью сжатия и цилиндрами с низкой степенью сжатия.На мгновение представим, что цилиндры 15: 1 и 2: 1 начинаются в ВМТ с давлением 1000 фунтов на квадратный дюйм. Когда поршень каждого цилиндра движется вниз по каналу, падение давления идет по совершенно другой линии. Цилиндр 15: 1 понижает давление намного быстрее, чем его аналог 2: 1, из-за более быстрого изменения объема. Ему нужно только немного спуститься вниз по каналу, чтобы первоначальный объем увеличился вдвое, тогда как цилиндр 2: 1 должен пройти до дна канала, чтобы удвоить свой первоначальный объем.В нижней части хода цилиндр 15: 1 опустился примерно на 25 фунтов на квадратный дюйм выше атмосферного, в то время как в цилиндре 2: 1 давление все еще составляет около 260 фунтов на квадратный дюйм. Проще говоря, цилиндр с высокой степенью сжатия, когда выпускной клапан открывается при НМТ, сбрасывает только 2,5 процента своего первоначального давления, тогда как цилиндр 2: 1 сбрасывает 26 процентов!
До этого момента мы предполагали, что оба цилиндра начинаются с 1000 фунтов на квадратный дюйм. На самом деле, лучшее, что может создать цилиндр с соотношением 2: 1, составляет около 200 фунтов на кв.Это дает нижнюю кривую (голубая линия) на нашем графике. Цилиндры 2: 1 и 15: 1 потребляют примерно одинаковое количество топлива и воздуха. Но мы можем видеть, что цилиндр 15: 1 имеет большую площадь под кривой на величину, равную площади, заштрихованной зеленым. Добавление зеленой заштрихованной области под кривой дает примерно удвоение выходной мощности при том же количестве топлива и воздуха. Это означает, что с той же теплотворной способностью топлива мы удвоили тепловой КПД и, таким образом, получили вдвое больше энергии.
Из того, что мы рассмотрели до сих пор, вы можете понять, почему цилиндр с высокой степенью сжатия обеспечивает лучшую мощность и экономию топлива. Причина не только в том, что заряд сжимается сильнее и результирующее давление сгорания увеличивается, но также потому, что более высокая степень расширения позволяет извлечь больше энергии из исходного заряда высокого давления.
Просмотреть все 30 фотографий
Простое теоретическое усиление мощности Приведенная ниже формула (см. Рис. 1) может использоваться для расчета теоретического прироста мощности, наблюдаемого при повышении CR, и диаграмма избавит вас от усилий по вычислению этого прироста.Эта формула не учитывает неизбежные тепловые потери, поэтому, чтобы учесть это, значение «K» обычно снижают с 1,4 до 1,3. Используя это значение, мы обнаруживаем, что, не изменяя ничего, кроме сжатия, выходной сигнал в значительной степени следует тенденции, продиктованной формулой, примерно до 15: 1. С этого момента химические реакции, вызванные генерируемыми высокими температурами и давлением, поглощают тепло и возвращают его обратно в цикл только на столь позднем этапе расширения, что не служат никакой полезной цели.Из-за этого многие учебники скажут вам, что попытка использовать CR выше 14: 1 — бесплодное занятие. Но это применимо только в том случае, если в двигатель не вносятся никакие другие изменения. Если, как мы сейчас увидим, воспользоваться преимуществами сверхвысокой компрессии, ситуация изменится.
Динамическое сжатие В реальном мире мы обычно обнаруживаем, что теоретическое увеличение обычно не наблюдается на практике из-за потерь, которые мы проигнорировали, чтобы упростить и без того сложную теорию.Для высокопроизводительных двигателей часть того, что не учитывается простым уравнением теплового КПД, дает результаты, намного превосходящие теоретические. Другими словами, все цифры на графике (рис. 2) находятся на нижней стороне. Например, слегка модифицированный малоблочный Chevy 9: 1 350 будет развивать крутящий момент около 380 фунт-фут. Основываясь исключительно на нашей формуле термического КПД, повышение степени сжатия до 12: 1 должно увеличить этот показатель до 397 фунт-футов. На практике это число обычно превышается, и чем больше задействованный кулачок, тем больше выигрыш.Чтобы понять, как можно большего, давайте посмотрим, как кулачок влияет на ситуацию. При более низких оборотах мы обнаруживаем, что статический CR никогда не реализуется, потому что наша формула теплового КПД предполагает, что впускной клапан закрывается точно при НМТ до начала такта сжатия. На самом деле этого не происходит.
При низких оборотах скорость порта и волны давления слишком слабы, чтобы вызвать какой-либо удар цилиндра. Добавьте к этому тот факт, что даже короткий кулачок примерно на 250 градусов по времени вне седла не закроет клапан примерно до 50 градусов после НМТ.На рис. 3 показана типичная величина движения поршня назад по каналу перед закрытием впускного отверстия для трех кулачков. Из-за задержки закрытия впуска мы обнаруживаем, что в течение периода, когда поршень перемещается вверх по каналу от НМТ до закрытия клапана, значительное количество всасываемого воздуха на низких оборотах возвращается во впускной коллектор. Это означает, что объемный КПД (эффективность дыхания) и, следовательно, эффективный рабочий объем цилиндра намного ниже 100 процентов. Другими словами, цилиндр объемом 100 куб. См со статическим CR 10: 1 может улавливать только 75 куб. См воздуха.Это означает, что динамический CR, составляющий примерно 8,5: 1, упал значительно ниже статического CR 10: 1. Чем больше кулачок, тем сильнее проявляется этот эффект.
Пример здесь покажет, насколько сильно влияет задержка закрытия впуска на динамический CR. Давайте возьмем три кулачка разной продолжительности, все из которых имеют угол осевой линии лепестка (LCA) 108 градусов и все синхронизированы с опережением на 4 градуса. Наряду с этим, допустим, наш статический CR составляет 12: 1. С кулачком продолжительности 250 градусов динамический CR будет в пределах от средних до низких 11 с.Для кулачка длительностью около 275 градусов динамический CR упадет примерно до середины 10 секунд. Из-за геометрии кривошипа поршень / шатун поршень имеет тенденцию двигаться намного медленнее вокруг НМТ. Это работает в нашу пользу для более коротких кулачков, но поршень быстро выходит из этого оптимального положения, поэтому, как только мы переварим 280 градусов, нам лучше иметь приличный динамический CR. Чтобы дать вам представление о том, в какой степени это происходит, мы находим, что в нашем примере кулачок для гонок на 300 градусов, используемый со статическим CR 12: 1, имеет динамический CR всего около 8.3: 1. Этот фрагмент информации должен показать важность наличия достаточного CR для большой камеры. Если нет, то, возможно, результаты динамометрического теста на рис. 4 верны. Это некоторые тесты, которые я провел с 2-литровыми кулачками Ford Pinto, которые я разработал для Kent Cams в Англии несколько лет назад. Я понимаю, что очень немногие из вас водят Pintos, но двухлитровая версия этого двигателя из-за своей геометрии реагирует примерно так же, как типичный малоблочный Chevy, поэтому результаты применимы напрямую. Из этих результатов мы видим, что с CR 9: 1 получился кулачок 260 градусов (серые кривые на рис.4) неплохие результаты от низких оборотов на высоких оборотах. Как и ожидалось, крутящий момент начал падать к моменту приближения к 5000 об / мин, а мощность достигла почти 140 л.с. Затем этот кулачок был заменен на 285-градусный кулачок. На том же CR 9: 1 (синие кривые на рис. 4) этот больший кулачок снизил крутящий момент на 38 фунт-фут при 1750 об / мин. Это означает сокращение на 32 процента. Дополнительная продолжительность не окупалась до 3750 оборотов в минуту. С этого момента более крупный кулачок окупился, увеличив максимальный крутящий момент на 4 фунт-фут и почти на 26 л.с.На этом этапе головка была отфрезерована, чтобы довести CR почти до 12: 1. Результаты этого перемещения показаны зелеными кривыми на рис. 4. Как вы можете видеть, это увеличение сжатия компенсировало почти весь потерянный крутящий момент на низкой скорости. Вдобавок ко всему, комбинация большой кулачок / высокая степень сжатия дала прирост на 15 фунт-футов и 33 л.с. Увеличивая этот результат до 350-дюймового двигателя, цифры больше похожи на 40 с лишним фунт-футов и 95 л.с. Так реалистичны ли эти цифры? Конечно, есть. Я видел увеличение мощности более чем на 100 л.с. по сравнению с 355-дюймовым малоблочным Chevy с увеличенным на 25 градусов продолжительностью кулачка, на 100 тысячных большей подъемной силой и на 2 балла большей степенью сжатия.
Большой рост, наблюдаемый при сочетании большего сжатия и кулачка, легче понять, когда мы вернемся к основам. Если вы посмотрите на числа на диаграмме (рис. 3), вы увидите, что наибольший выигрыш от увеличения сжатия происходит при переходе от низкого уровня сжатия к более высокому. Переход от 8: 1 до 10: 1 дает теоретические 3,7 процента, тогда как повышение степени сжатия на те же два пункта с 11: 1 до 13: 1 дает только 2,5 процента. Это означает, что чем больше размер кулачка, тем он более чувствителен к увеличению CR, особенно в нижнем диапазоне оборотов.
Давление сжатия Теперь некоторые из вас задаются вопросом, имеет ли двигатель, который вы только что построили и установили, достаточное сжатие для выбранного вами кулачка. Предполагая, что ваш двигатель имеет хорошее кольцо и уплотнение клапана, простой способ определить, так ли это, — проверить давление сжатия в цилиндре. С помощью пакета колец и процедуры подготовки отверстия, которые я использую, мои собственные двигатели почти всегда имеют почти нулевую утечку, и мы рассмотрим, как этого добиться позже. Если цилиндры герметичны, я ищу 190 фунтов на квадратный дюйм в качестве нижнего предела с предпочтительно 200 фунтов на квадратный дюйм в качестве цели при использовании топлива с октановым числом 93.Для каждого октанового числа менее 93 давление сжатия должно быть примерно на 5 фунтов на квадратный дюйм меньше, чтобы избежать детонации при нормальных обстоятельствах.
Каким бы хорошим ни был тест на сжатие, чтобы определить, сопровождается ли используемый вами кулачок соответствующими компрессионными петлями, в определенной степени, в зависимости от того, насколько хорошо уплотняются кольца и клапаны. Лучший способ установить это — провести тест на утечку. Для этого потребуется прибор для проверки герметичности и источник сжатого воздуха под давлением около 100–110 фунтов на квадратный дюйм. Вопрос о том, насколько допустима утечка, открыт для обсуждения.С кольцами и подготовкой отверстий, которые я использую, я ожидаю не более 1 процента, и обычно я вижу что-то близкое к нулю. Но средний уличный двигатель редко бывает настолько хорош, поэтому мы поговорим о более практичных цифрах. Если ваши баллоны проверяются на 7 процентов или меньше, тогда все в порядке. С таким цилиндром позвольте манометру компрессии пройти 8 насосов и использовать это как показание, чтобы определить совместимость вашего кулачка / сжатия. Если кольцевое уплотнение таково, что показывает 10-процентную утечку, то это граница для высокопроизводительного двигателя, и показания сжатия будут искусственно заниженными.Если утечка составляет 15 процентов или более, то, возможно, вам следует рассмотреть новые кольца как средство повышения производительности, а также как восстановление.
Соотношение впускных и выпускных клапанов Управляющие факторы, влияющие на наилучшее соотношение впускных и выпускных клапанов для максимальной производительности (и при этом предполагается, что используется все доступное пространство для клапанов), были предметом многочисленных споров, который в большинстве случаев часть, оставила читателя мало или не поумнеет. Часто разрекламированное правило 75 процентов обычно принимается без лишних вопросов.На самом деле значение далеко не фиксированное. Оптимальное соотношение впуска и выпуска может варьироваться от 0,75: 1 (для двигателя с наддувом с низким CR) до 1: 0,6 (для безнаддувного двигателя с очень высокой степенью сжатия). Здесь обычно не принимают во внимание то, что CR по большей части является контролирующим фактором. Поскольку цилиндр с высокой степенью сжатия передает энергию на кривошип намного раньше во время рабочего такта, мы можем воспользоваться некоторыми преимуществами. Наиболее очевидным является то, что выпускной клапан можно открыть раньше и дольше держать открытым.Это может быть сделано для улучшения выходной мощности на высоких оборотах без значительного влияния на выходную мощность двигателя на низких оборотах. Правило здесь состоит в том, что чем выше степень сжатия, тем меньше требуется выпускной клапан для выполнения работы. Это, в свою очередь, оставляет больше места для большего потребления.
Когда мы вынуждены использовать более низкую степень сжатия, например, в случае двигателя с наддувом, тогда выпускной клапан необходимо оставить на седле до конца рабочего такта, чтобы не сбрасывать излишне полезное давление в цилиндре.Поскольку он должен открываться позже, остается меньше времени для продувки выхлопных газов, поэтому необходимо использовать клапан большего размера за счет впуска. Это правило 75% выхлопных газов, упомянутое ранее, работает для двигателей в диапазоне от 10 до 13: 1, но к тому времени, когда мы дойдем до 16: 1 с плюсом, оптимальным будет выход выхлопных газов около 65 процентов от впускного.
Просмотреть все 30 фотографий Здесь показан типичный тестер сжатия. При прогретом двигателе немного откройте дроссельную заслонку и проверните двигатель. Продолжайте проворачивать и проверять, какое давление зарегистрировано на восьмом такте сжатия.
Если вы вынуждены придерживаться обычных головок, сделанных по образцу пластин оригинального образца, тогда Chevys с большим блоком могут быть чем-то вроде закона сами по себе. По сравнению с обычным двигателем с параллельными клапанами камера несколько меньше обычного. Chevy с большим блоком продаж потерпит значительное повышение кроны до того, как компромисс начнёт сводить на нет потенциальные выгоды. Главное — убедиться, что приподнятая часть короны не слишком плотно закрывает свечу зажигания. Если достижение CR приводит к чрезмерно навязчивой головке, есть альтернативное решение.Вместо того, чтобы пытаться уменьшить емкость камеры сгорания, попробуйте увеличить емкость цилиндра. Этого можно добиться либо за счет увеличения диаметра отверстия, либо за счет увеличения хода. Например, если вы хотели достичь, скажем, 10,5: 1 с 454, для этого потребуется максимальная работа по фрезерованию головки плюс проникновение поршня, приближающееся к полдюйма. Работа по фрезерованию головки потребует большого количества, возможно, дорогостоящей обработки коллектора для повторного выравнивания портов. Более простым и минимально более дорогим способом было бы установить одну из стальных литых Scat 4.Строкеры 25 дюймов. Это в сочетании со 100-тысячным внутренним диаметром не только даст 505 дюймов, но также позволит достичь соотношения 10,5: 1 с очень приемлемой высотой коронки около 150 тысячных. Такой же ход можно применить и к мелким блокам. Использование недорогого строкера в 350 Chevy не только дает дополнительные кубики, но также позволяет достичь CR 10,5: 1 с поршнями с плоским верхом и обычными немолотыми головками 68cc.
Просмотреть все 30 фото
Давайте поговорим немного о закалке.Охлаждающий зазор — это расстояние между декой поршня и торцом головки блока цилиндров в ВМТ. Свободные (широкие) зазоры для гашения могут фактически способствовать детонации. Худшее, что нужно иметь для большинства традиционных V-образных восьмицилиндровых двигателей с клиновидной головкой, составляет от 100 до 125 тысячных долей. Уменьшение этого зазора (путем фрезерования блока или более высокого поршня) может существенно предотвратить детонацию. То, насколько плотно можно произвести закалку, зависит от того, насколько гибкими являются блок и нижний конец в сборе и какое тепловое расширение необходимо учитывать.С хорошими стальными стержнями и кривошипом чистый зазор обычно можно уменьшить до 30 тысячных. С типичной прокладкой FelPro толщиной около 40 тысячных это будет означать, что поршни выйдут из блока на 10 тысячных.
Если гашение так хорошо подавляет детонацию и позволяет использовать более высокие CR для большей мощности и увеличения пробега, почему завод не делает его жестким с самого начала? Вкратце ответ — выбросы. Сильное охлаждение на слишком большой площади (например, наблюдаемое в типичных небольших моделях Chevy или Ford до 1997 года) приводит к увеличению несгоревших выбросов углеводородов.Однако закалка является ключевым элементом быстрого горения, и это само по себе может привести к успешному использованию более высокого CR, как мы видим в двигателях семейства LS1 / 6. Для современных двигателей тенденция заключалась в использовании более открытой камеры с меньшей площадью закалки, но чтобы сделать закалочное действие более активным путем ее затягивания по мере необходимости. Хотя высокая степень сжатия увеличивает расход топлива, она может вызвать резкое увеличение оксидов азота, которые являются основной причиной смога. Это компенсируется тем фактом, что, поскольку камера быстрого горения требует меньшего опережения зажигания, величина давления в цилиндре и температура, создаваемые для развития определенной мощности, меньше, поэтому в этом отношении снижается содержание оксидов азота.В целом, оптимизация зазора закалки и площади закалки (в процентах от диаметра отверстия) — это что-то вроде натянутой проволоки, проводимой на уровне оригинального оборудования, и вы можете спросить, стоит ли нам беспокоиться об этом для наших уличных машин? Ответ — нет.» Некоторые высокопроизводительные котлы и хорошо откалиброванная система подачи топлива будут контролировать выбросы в достаточной степени.
Просмотреть все 30 фотографий
Сохранение давления Высокая степень сжатия предъявляет повышенные требования к уплотнению цилиндров. Чем выше давление, тем больше внимания нужно уделять деталям.Первая часть уравнения для герметизации цилиндра — убедиться, что ваша механическая мастерская оттачивает блок правильно. Это должно включать использование плиты настила для имитации деформации, вызванной напряжениями затяжки болтов головки. Затем убедитесь, что ваша механическая мастерская знает тип используемого материала поршневых колец, чтобы они могли нанести соответствующую отделку. Затем хорошенько протрите отверстия новой подушечкой Scotch Brite и большим количеством очистителя двигателя Gunk. После этого протрите (жесткой щеткой) отверстия сильным жидким моющим средством и промойте их горячей водой.Убедившись, что они чистые и без песка, опустите блок из шланга и опрыскайте обработанные поверхности WD-40, чтобы предотвратить ржавчину.
Теперь, когда отверстия готовы, давайте посмотрим на кольца, которые будут на них ездить. С современными маслами износ колец уже не является проблемой, которая была раньше. В этом случае используйте самые тонкие из практичных колец. Многие поршни V-8 старого образца все еще производятся в широких масштабах. Большинство этих поршней все еще имеют компрессионные кольца диаметром 5/64 дюйма. Нет веских причин для использования этих более широких колец.Кольца шириной 1/16 дюйма или даже 43 тысячных — это то, что вам нужно. Имейте в виду, что чем шире кольцевые зазоры, тем больше потеря давления в цилиндре и, следовательно, мощности. Добавьте к этому увеличение прорыва в картер. Это быстрее загрязняет масло и требует более частой замены масла. Если вы собираетесь использовать обычные кольца, то зазоры между ними должны быть минимальными, рекомендованными производителем. Если вы можете себе это позволить, выбирайте кольца Total Seal, поскольку они действительно обеспечивают почти 100-процентную герметизирующую способность и, что не менее важно, они поддерживают ее в течение значительно более длительного периода времени, чем даже лучшие кольца обычного типа.
Просмотреть все 30 фотографий
Возможно, вы слышали термин «перенос газа», но не совсем понимаете, что он означает. Это метод поддержки верхнего кольца давлением камеры сгорания, чтобы кольцо было более плотно прижато к отверстию. Есть два типа газовых каналов: те, которые проходят вниз через головку поршня, и те, которые расположены радиально, пересекая верхнюю поверхность канавки верхнего кольца. Газовые порты радиального типа обычны для двигателей для гонок на дальние дистанции. Текущая тенденция заключается в использовании радиальных газовых отверстий, поскольку они кажутся столь же эффективными, но не чрезмерно ускоряют износ колец и отверстий в ВМТ.С хорошей гоночной смесью или уличной синтетикой износ цилиндра в ВМТ не является проблемой. Я только что завершил 1000-мильный тест на выносливость с новым гоночным маслом Joe Gibbs Racing, и кольца поршней JE с газовыми портами в моем двигателе Cup Car изношены менее чем на три десятых тысячной доли от поверхности. Такой износ привел к тому, что зазор между кольцами увеличился всего на одну тысячную. Анализ масла в точке 100 и 1000 миль показал, что большая часть износа пришлась на первые 100 миль. Это указывает на то, что комбинация кольца и масла может быть пригодна для пробега до 10 000 миль.
Посмотреть все 30 фотографий
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА СЖАТИЯ CR — это отношение объема над поршнем в НМТ (слева) к объему в ВМТ (справа). Формула CR: (V + C) / C. В этой формуле V — это рабочий объем цилиндра (т. Е. Рабочий объем цилиндра в кубических сантиметрах или куб. См), а C — общий объем камеры сгорания (в куб. См), когда поршень находится в ВМТ.
Пример может выглядеть так: скажем, объем над поршнем в НМТ составляет 110 куб. См, причем 100 куб. См — это рабочий объем (V) из-за движения поршня, а 10 куб. См — общее пространство сгорания (C), остающееся в ВМТ.Когда содержимое цилиндра в НМТ сжимается в 10 куб.см, оставшихся в ВМТ, заряд занимает 1/11 часть пространства, поэтому CR составляет 11: 1. Чтобы узнать, какие общие кубические сантиметры камеры сгорания требуются для CR, вы хотите вычесть 1 из этого отношения и разделить результат на рабочий объем цилиндра.
Просмотреть все 30 фотографий
Головки CC’ing Здесь можно увидеть самое необходимое для cc-головок (и поршней, если у них есть тарелка). Сюда входит бюретка объемом 100 куб. См и подставка для нее.Также требуется пластина из оргстекла, которая для большинства отечественных головок V-8 потребует некоторых вырезов для бровей, чтобы очистить клапаны. У COMP Cams есть недорогой комплект со всеми необходимыми деталями. Для получения легко видимой измерительной жидкости используйте жидкость для омывателя ветрового стекла. Содержащийся в нем спирт уменьшает ржавчину и помогает снизить поверхностное натяжение.
ФУНКЦИЯ ЧЕТЫРЕХТАКТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ Слева направо представлены такты впуска, сжатия, мощности и выпуска четырехтактного или четырехтактного двигателя. На такте всасывания свежий воздух / топливо проходит мимо открытого впускного клапана, когда поршень движется вниз по каналу.Примерно в нижней мертвой точке (НМТ) впуск закрывается, и движение поршня вверх по отверстию запускает такт сжатия. В какой-то момент непосредственно перед тем, как поршень достигнет вершины такта сжатия в верхней мертвой точке (ВМТ), свеча зажигания загорится. В этот момент происходит небольшая задержка сгорания, прежде чем оно действительно начнется (отсюда и сгорание незадолго до ВМТ). Когда поршень проходит через верхнюю мертвую точку, в результате сгорания происходит сгорание заряда, и выделяемое тепло вызывает быстрое повышение давления в содержимом цилиндра.Это давление толкает поршень вниз по отверстию во время рабочего хода. Когда поршень приближается к концу рабочего хода, выпускной клапан начинает открываться. Первоначально газы, все еще находящиеся под относительно высоким давлением, выходят наружу через постепенно открывающийся выпускной клапан. К тому времени, когда поршень начинает двигаться вверх по отверстию, выпускной клапан уже далеко отходит от своего седла. После этого начального «продувки» цилиндра движение поршня вверх по каналу выталкивает оставшийся израсходованный заряд через выпускной клапан.В верхней части такта выпуска впускное отверстие начинает открываться, и вся последовательность событий начинается заново.
Посмотреть все 30 фотоСмотреть все 30 фото
Обсуждение степени сжатия и совместимости с газом насоса
Если вы называете себя редуктором, то, скорее всего, цените мощность. Один из способов увеличить мощность двигателя без наддува — это начать с высокой степенью сжатия. В этой истории мы коснемся нескольких моментов, касающихся сжатия, и того, как вы можете заставить это сжатие работать в ваших интересах.
Сжатие — одна из немногих областей двигателя, где действительно верна теория «чем больше, тем лучше». Стандартная рекомендация для уличных двигателей, работающих на бензиновом насосе, всегда заключалась в том, чтобы обеспечить степень сжатия от 9,0: 1 до, возможно, 9,5: 1. Это сделано для того, чтобы двигатель мог безопасно работать с бензиновым насосом, который для большей части страны ограничен 91-октановым числом. Хотя 9: 1 — безопасное число, максимальное сжатие — отличный способ увеличить мощность, а также улучшить расход топлива, реакцию дроссельной заслонки и управляемость.Общепринятая оценка — улучшение от трех до четырех процентов на полную точку сжатия. Это означает, что простое изменение статической степени сжатия 9: 1 на 10: 1 на небольшом блоке мощностью 400 л.с. будет стоить целых 16 лошадиных сил.
Графически вот как выглядит детонация на кривой давления. Зубчатые края — это неконтролируемые резкие скачки давления, которые имеют тенденцию вызывать дребезжание поршня в цилиндре и вызывать повреждение двигателя.
Сдерживающая детонация
Самым большим ограничивающим фактором при попытке увеличить степень сжатия является угроза детонации.Это определяется как неконтролируемое горение, которое происходит после зажигания свечи зажигания. Думайте о процессе горения не как о взрыве, а скорее как о костре кустарника, горящем на большом поле сухой травы.
В двигателе свеча зажигания начинает возгорание в одном из углов верхней части поршня, который представляет собой нашу травянистую прерию. Однако есть одно большое различие. Когда происходит сгорание, давление в цилиндре продолжает расти вместе с температурой. В какой-то момент, если октановое число топлива окажется недостаточным, отходящие газы загорятся сами по себе в результате самопроизвольного мини-взрыва в той части камеры, где собрались отходящие газы.Это создает скачок давления, который приводит к вибрации поршня в отверстии. Это то, что вызывает этот слишком частый скрежет или стук.
Детонация — это плохо, и ее нельзя допускать продолжения, потому что она может сломать детали, повредить камеры сгорания и повредить прокладки головки блока цилиндров. Самым простым и легким средством является добавление в топливо октанового числа, и в конце мы сделаем несколько предложений, которые доступны по цене и работают очень хорошо. Но с механической точки зрения производитель двигателя также может предпринять несколько шагов, чтобы увеличить сжатие, а также минимизировать вероятность детонации.
Статический или динамический
Когда мы говорим о сжатии, это должно быть более точно определено как степень статического сжатия. Это буквально соотношение объема цилиндра с поршнем внизу по сравнению с объемом поршня наверху своего хода. Если мы вычислим объем 6,0-литрового двигателя Stroker LS с диаметром цилиндра 4,030 дюйма и ходом поршня 4,00 дюйма, получим объем в 51 кубический дюйм (куб.дюйм) или 836 кубических сантиметров (куб.см). Если затем мы толкнем поршень до верхней точки его хода, в нашем конкретном случае мы сжимаем тот же самый объем почти в десять раз, создавая объем только в 5 раз.1 кубический дюйм или 83,6 куб. См для степени сжатия 10,0: 1. Это статическая степень сжатия.
Вот пример того, что детонация может сделать с поршнем. Эти стрелки указывают на разорванные участки кольца, вызванные сильной детонацией. Это мгновенно приведет к повреждению уплотнения цилиндра, и вы очень быстро узнаете, что двигатель поврежден.
Хотя это хороший компаратор между двигателями, реальность такова, что двигатели фактически работают с гораздо более низким передаточным числом, потому что впускной клапан все еще открыт, когда поршень движется вверх от нижней мертвой точки (НМТ).Фактическую или динамическую степень сжатия можно рассчитать, только зная, где находится поршень, когда впускной клапан закрывается. United Engine and Machine (UEM) предлагает калькулятор динамической степени сжатия, который вводит статическую степень сжатия, ход и длину шатуна вместе с числом закрытия впуска при подъеме толкателя 0,050 дюйма плюс 15 градусов. Если ваша видеокарта предлагает закрытие входа на 0,006 дюйма (заявленная продолжительность), вы можете использовать это число (возможно, прибавив один градус к указанному числу), и вы будете очень близки.
Плотная закалка достигается за счет минимизации зазора между поршнем и головкой до менее 0,045 дюйма для двигателей с клиновой головкой диаметром 4,00 дюйма. Так, для двигателя с расстоянием между поршнем и декой 0,003 дюйма добавление прокладки 0,041 дюйма обеспечило бы зазор между поршнем и головкой 0,044 дюйма. Узкая зона закалки улучшает движение смеси и фактически увеличивает эффективность сгорания. Избегайте больших зазоров между поршнем и головкой более 0,050 дюйма.
Для того же двигателя Stroker LS мы подключили статическое сжатие 10: 1, 6.Длина стержня 125 дюймов, ход 4,00 дюйма и число закрытия впуска 0,050 дюйма 47 градусов плюс 15 градусов. Это равно 62 градусам. С этими входными данными калькулятор UEM предлагал динамическое сжатие 8,198 или 8,2: 1. Общепринятая консервативная оценка составляет от 8,0 до, возможно, 8,5: 1 динамической степени сжатия для бензинового насоса с октановым числом 91. Это справедливо для старых традиционных двигателей с менее эффективными камерами сгорания. Но для более поздних моделей двигателей с лучшими камерами это могло быть улучшено до 9.0: 1 динамический.
Двумя наиболее эффективными переменными в этом расчете являются статическая степень сжатия и точка закрытия впуска. Если мы добавим 8 градусов к точке закрытия впускного клапана (70 градусов), это снизит динамическое сжатие с 8,2: 1 до 7,7: 1. Чтобы восстановить динамическое сжатие, потребуется увеличить степень статического сжатия до 10,67: 1. Это показывает драматическое влияние фаз газораспределения на динамическое сжатие.
Чтобы еще больше подчеркнуть эту концепцию, наихудшей комбинацией будет большой кулачок с очень поздней точкой закрытия впуска, используемый в двигателе с низкой степенью статического сжатия.В качестве примера представьте небольшой блок 350 с статической степенью сжатия 8,2: 1, заявленной продолжительностью 300 градусов и закрытием впуска на 58 градусов при 0,050 дюйма плюс 15 градусов, что соответствует точке закрытия ABDC на 73 градуса. Эта комбинация снижает динамическое сжатие до жалких 6,1: 1. Это показывает, как динамическая степень сжатия может помочь определить относительную силу или слабость комбинации двигателей перед сборкой двигателя.
Двигатели
LS — хороший образец современной камерной конструкции.Это камера в нашем 6,0-литровом двигателе с головками объемом 225 куб. См. Trick Flow Specialties.
Но есть много других факторов, помимо статической и динамической степени сжатия. Дизайн камеры, безусловно, является решающим фактором. В двигателях более поздних моделей используются камеры гораздо меньшего размера и улучшенной конструкции, улучшающие процесс сгорания. Преимущество лучшей камеры в том, что она уменьшает время зажигания, необходимое для достижения максимальной мощности. Возможно, 30 лет назад не было ничего необычного в том, чтобы увидеть небольшой блок с большим кулачком и куполообразными поршнями, которые требовали от 38 до 42 градусов полного угла опережения зажигания для оптимизации мощности.Сравните это с современными двигателями, такими как GM LS, со статическим сжатием 10,5: 1 и хорошим кулачком, которому для достижения максимальной мощности требуется всего 30 градусов времени. Уменьшение требований по времени является важным показателем того, что пространство сгорания намного более эффективно.
Время — ключ
Конечно, слишком большой угол опережения зажигания может вызвать другие проблемы. Для современных двигателей трехмерная временная карта, основанная как на нагрузке, так и на оборотах, будет иметь большое значение для контроля детонации. Все двигатели могут получить выгоду от этого более точного управления зажиганием.Например, мы потратили некоторое время на настройку двигателя Chevy с большим блоком 468ci нашего друга Эрика Розендаля после установки корпуса дроссельной заслонки Sniper EFI.
С помощью всего четырех простых входных данных этот бесплатный калькулятор United Engine & Machine может определить динамическую степень сжатия двигателя. Как видно из этих входных данных, механизм статического сжатия 10,0: 1 вычисляет динамическое сжатие 8,2: 1, что хорошо, но немного консервативно.
После точной настройки соотношения воздух-топливо мы заменили распределитель HEI и баллон с опережающим вакуумом на распределитель Sniper и использовали программное обеспечение для управления синхронизацией.Мы смогли добавить больше времени в крейсерском режиме, но убрать время в двух критических точках нагрузки с неполным дросселем, которые вызывали детонацию при использовании опережения вакуума. Раньше это требовало, чтобы мы отключили вакуумное продвижение, потому что мы не могли настроить его. Но с конечным цифровым управлением кривой синхронизации мы смогли добавить больше времени там, где этого хотел двигатель, а также защитить двигатель от детонации в других точках. Это было невозможно с простым дистрибьютором.
Эти же методы позволяют интеллектуальному тюнеру увеличивать динамическое сжатие, сводя к минимуму проблемы детонации с помощью газового насоса с октановым числом 91.Еще одна область, о которой стоит упомянуть, — это то, что температура воздуха на входе имеет большое влияние на чувствительность к детонации. Мы узнали эту информацию от ныне ушедшего на пенсию инженера по топливу компании Rockett Racing Тима Вуша. Он рассказал нам, что много лет назад заводские установки провели серьезное испытание, в ходе которого оценили взаимосвязь между температурой воздуха на входе и детонацией. Они обнаружили, что увеличение температуры входящего воздуха на 25 градусов, скажем, с 70 до 95 градусов, потребовало увеличения октанового числа на одну точку (например, с 90 до 91), чтобы предотвратить детонацию.Другими словами, если вы можете снизить температуру воздуха на входе на 25 градусов, это снизит требования к октановому числу двигателя на одно полное октановое число — например, с 91 до 90.
Детка, на улице холодно
Этот эффект может быть уменьшен другими атмосферными условиями. Например, высокий уровень влажности имеет тенденцию немного снижать октановую чувствительность, поскольку дополнительная вода из воздуха попадает в камеру сгорания. Это может изменить тенденцию к детонации. И наоборот, повышение атмосферного давления приведет к увеличению давления в цилиндре.Это добавляет мощности, но также имеет тенденцию облагать налогом пределы существующего октанового числа топлива. Идеальной ситуацией для максимальной мощности будет холодный приточный воздух со средней влажностью и высоким атмосферным давлением. Это увеличивает мощность, но также может вызвать скачок давления в цилиндре и, возможно, привести к небольшой детонации.
Свечи зажигания с удлиненным носиком помещают искру ближе к центру камеры и могут помочь в процессе минимизации детонации.
Также важно усилить прямую связь между точкой закрытия впуска и статической степенью сжатия как действительно критическими факторами, относящимися к динамическому давлению в цилиндре.Например, мы исследовали несколько кулачков с гидравлическими роликами COMP Cams, которые мы использовали на протяжении многих лет, и большинство из этих кулачков проверяются с закрытием впуска при подъеме толкателя 0,006 дюйма (заявленная продолжительность) в диапазоне от 62 до 72 градусов. ABDC. Это может оказать некоторую помощь в определении полезного распределительного вала, помня, что меньшее число (например, 62 градуса) повысит динамическое сжатие, а большее число (более позднее закрытие) уменьшит его.
Одним из быстрых способов повышения октанового числа может быть добавление небольшого количества E85 для создания смесей этанола от 20 до 30 процентов (от E20 до E30).Смешивание этанола в смесях до этих уровней повысит октановое число R + M / 2 примерно на два полных числа, увеличивая октановое число 91 до 93. Конечно, это также потребует перенастройки системы подачи топлива.
Трудно сделать какие-либо общие заявления о комбинациях, но мы можем поделиться парой примеров динамической степени сжатия. Например, большой блок Chevy нашего друга 468ci с портированными заводскими чугунными овальными головками портов, относительно консервативный распредвал COMP с гидравлическими роликами (XR-282HR, 230/236 градусов при 0.050) со сжатием 10,5: 1 — это довольно отзывчивый мотор, который отлично работает на премиум-классе 91. Калькулятор UEM обеспечивает динамическую степень сжатия 8,2: 1. Как упоминалось ранее, двигатель действительно дребезжал в определенных местах, что вынудило нас немного замедлить синхронизацию. Это заставляет нас думать, что это довольно близко при динамике 8,2: 1 к максимальной степени сжатия, которую мы можем запустить в этом двигателе с октановым числом топлива 91.
Начальник отдела обвинения
Некоторые могут быть обеспокоены железными головками, поскольку энтузиасты опасаются, что железные головки более подвержены детонации, чем алюминиевые.Несколько лет назад мы провели динамометрический тест, используя небольшой блок Chevy, чтобы проверить эту теорию. Результаты показали, что алюминиевые головки производили больше мощности, чем железная версия с тем же размером и формой камеры. Единичный тест вряд ли будет окончательным, но было бы справедливо сказать, что старые железные головки с плохой конструкцией камеры будут менее эффективными и будут способствовать чувствительности к детонации.
Вот еще один пример взрыва. Эта голова оторвалась от небольшого блока 434ci, который в течение длительного периода времени подвергался слабой детонации.Этот двигатель работал на бензиновом насосе с октановым числом 91, мягким кулачком с гидравлическими роликами и степенью статического сжатия 11,0: 1. Небольшие кратеры образовались в результате взрыва.
Мы также использовали 6,0-литровый двигатель LS на динамометрическом стенде, используя систему управления Holley HP EFI с компрессией 10,5: 1, пару хороших алюминиевых головок Trick Flow Specialties с портом 225 куб. См, ход поршня 3,62 дюйма, шатуны 6,10 дюйма, и кулачок с закрытием впуска 62 градуса ABDC. Этот пакет обеспечивает впечатляющее динамическое сжатие 8,54: 1.Двигатель также выдавал более 550 л.с. на динамометрическом стенде с бензиновым насосом с октановым числом 91. У нас не было возможности запустить этот двигатель на улице, так как это наш тестовый двигатель для испытаний на сопротивление полосе пропускания, но, судя по всему, он будет более чем доволен этой комбинацией на бензиновом насосе с октановым числом 91.
Безусловно, существуют возможности для достижения статических степеней сжатия до 10,5: 1 включительно в сочетании с современной камерой сгорания, синхронизацией кулачков и надлежащей настройкой двигателя. Безусловно, оригинальные производители движутся в этом направлении с новыми двигателями GM LT1 с непосредственным впрыском топлива, которые теперь работают под двигателем 11.Статическая степень сжатия 5: 1. Эти двигатели также извлекают выгоду из датчиков детонации и миллионов долларов на исследования и разработки. Но есть признаки того, что при правильной комбинации деталей и времени кулачка дни, когда устанавливалось статическое сжатие 9,0: 1 на двигателях без наддува, быстро теряли популярность.
Таблица коэффициентов сжатия
Boost
График коэффициента сжатия при повышении скорости на выходе RPM
Соотношение степени сжатия и давления наддува
Степень сжатия вашего двигателя напрямую зависит от того, сколько наддува вы можете запустить.Если у вас высокая степень сжатия, например, 9,5: 1 или 10: 1, вы сможете выполнить только небольшое усиление.
Степень сжатия, заложенная в ваш двигатель, называется «статическим сжатием». Когда вы комбинируете усиление, которое вы используете, с вашей степенью сжатия, результат известен как «эффективный коэффициент сжатия». Были разработаны формулы, которые преобразуют статическое сжатие и наддув нагнетателя в эффективную степень сжатия. В таблице 1 представлена эта информация.
Вы можете найти свой статический коэффициент сжатия в левой части диаграммы. Затем прочитайте справа под усилением, которое вы хотите запустить, и число в поле будет вашей «эффективной» степенью сжатия. Опыт показал, что если вы попытаетесь запустить уличный двигатель с эффективной степенью сжатия более 12: 1 с бензиновым насосом с октановым числом 92, у вас возникнут проблемы с детонацией. В некоторой степени этим можно управлять с помощью устройств замедления наддува, но мы не рекомендуем настраивать двигатель и нагнетатель на эффективную степень сжатия более 12: 1.Обратите внимание, что все двигатели различаются по устойчивости к детонации. Вы можете построить два идентичных двигателя, один из которых взорвется, а другой — нет, поэтому цифры, приведенные в этой таблице, не являются точными и точными цифрами. Однако, если вы будете следовать этой таблице, вы будете достаточно близки к тому, что если вы действительно испытаете некоторую детонацию, у вас не должно возникнуть проблем с ее контролем с помощью одной из вторичных систем замедленного зажигания (например, Holley Ignition P / N 800 -450).
Таблица 1 показывает, что вы, очевидно, не можете попытаться запустить 10 фунтов наддува на двигателе со степенью сжатия 9,0: 1. Это дает вам эффективную степень сжатия 15,1: 1, что намного превышает наши 12: 1. Если вы создаете свой двигатель с нуля, рекомендуется попытаться создать его с относительно низкой степенью сжатия, например 7,5 или 8,0: 1. Довольно легко изменить усиление, чтобы получить наилучшее сочетание производительности и мощности, но чрезвычайно сложно изменить степень сжатия, особенно если вы хотите ее уменьшить.Кроме того, вы получите больше общей мощности с двигателем с низкой степенью сжатия и высоким наддувом, чем с двигателем с высокой степенью сжатия и низким наддувом.
Взаимосвязь с наддувом с промежуточным охлаждением
Какой вид топлива мне нужен для автомобильного или грузового двигателя с наддувом? Основные вопросы, которые определяют тип необходимого топлива, — это то, является ли двигатель впрыскиваемым или карбюраторным, степень сжатия двигателя и наличие промежуточного охлаждения в системе нагнетателя.Для приложений Intercooled ProCharger EFI / TPI со степенью сжатия менее 9,5: 1 уровни наддува 14-17 фунтов на квадратный дюйм могут безопасно работать с полной синхронизацией на газовом насосе, что даст прирост мощности на 75-100% (в зависимости от уровня наддува). и характеристики двигателя). Для приложений EFI / TPI 9,5: 1, работающих без промежуточного охладителя, уровни наддува выше 5 фунтов на квадратный дюйм потребуют использования задержки зажигания / синхронизации на газовом насосе, что приведет к увеличению мощности на 35-45%. Уровней наддува выше 12 фунтов на квадратный дюйм обычно следует избегать даже при гоночном топливе на 9.Двигатель 5: 1. Конечно, двигатели с более низким сжатием смогут работать с большим наддувом, а двигатели с более высоким сжатием должны работать с меньшим наддувом, при прочих равных. Все системы Intercooled ProCharger для уличных применений предназначены для использования перекачиваемого газа с полной синхронизацией и не влияют на повседневную управляемость. Для карбюраторных моторов правила немного другие. Карбюраторы доставляют подавляющее большинство топлива в жидком состоянии, и когда это сырое топливо превращается из жидкости в газ, фактически происходит изменение химического состояния.Благодаря этой эндотермической реакции, в результате которой поступает тепло и охлаждается поступающий воздух, карбюраторный двигатель может безопасно выдерживать больший наддув, чем сопоставимый двигатель EFI / TPI. Для карбюраторных двигателей со степенью сжатия 9: 1 или меньше и уровнями наддува в диапазоне 8-14 фунтов на квадратный дюйм бензиновый насос работает очень хорошо. Степень сжатия 10: 1 и выше требует более низких уровней наддува, топлива с более высоким октановым числом, промежуточного охлаждения или некоторой комбинации вышеперечисленного. Степень сжатия в диапазоне 7 или 8: 1 обычно позволяет работать с бензиновым насосом 12-20 фунтов на кв. Дюйм.
Как газовый двигатель Mazda с воспламенением от сжатия работает как дизель, не взрываясь
Вчера на Токийском автосалоне Mazda опубликовала новую информацию о своем долгожданном двигателе Skyactiv-X с воспламенением от сжатия. Все это немного пугает, если вы не инженер, но, к счастью, Mazda собрала короткое видео, объясняющее, как именно работает этот революционный двигатель.
По сути, этот газовый двигатель может работать как дизель, используя воспламенение от сжатия для сжигания топлива.Mazda называет это зажигание от сжатия с контролем искры (поскольку свеча зажигания все еще используется для инициирования сгорания), и это первый двигатель, который может плавно переключаться между сжатием и искровым зажиганием в зависимости от нагрузки.
В этом двигателе также используется новая система раздельного впрыска топлива и датчик давления в цилиндре для обеспечения стабильного сгорания и контроля нагрева. Вот как это объясняет Mazda:
SKYACTIV-X контролирует распределение топливовоздушной смеси, чтобы обеспечить сжигание обедненной смеси с помощью механизма SPCCI.Сначала бедная топливовоздушная смесь для воспламенения от сжатия распределяется по камере сгорания. Затем прецизионный впрыск топлива и завихрение используются для создания зоны более богатой топливовоздушной смеси — достаточно богатой для воспламенения искрой и минимизации образования закиси азота — вокруг свечи зажигания. Используя эти методы, SPCCI обеспечивает стабильное горение.
Вы можете прочитать гораздо более подробное описание этой технологии на веб-сайте Mazda, но мы уверены, что вы просто хотите узнать результаты. По сути, 2.0-литровый двигатель Skyactiv-X обеспечивает до 30 процентов больше крутящего момента, более резкую реакцию дроссельной заслонки и 20-процентное улучшение экономии топлива по сравнению с нынешним 2,0-литровым бензиновым двигателем Mazda. Mazda утверждает, что на низких скоростях Skyactiv-X может увеличить расход топлива благодаря своей способности работать на очень обедненной топливной смеси.
Skyactiv-X обещает лучшее из обоих миров — эффективность дизельного топлива с выбросами бензина и управляемость. Производство начнется с Mazda 3 2020 года, дизайн которой был анонсирован в новом концепте Kai, который дебютировал в Токио.
Если все получится, эта технология может помочь двигателям внутреннего сгорания оставаться актуальными даже при ужесточении требований к выбросам и экономии.