Как рассчитать степень сжатия двс: Расчет степени сжатия. Калькулятор СЖ, геометрическая степени сжатия

Содержание

Калькулятор степень сжатия двигателя. Степень сжатия двс. Степень сжатия и компрессия двигателя: подробное описание

Начинающие автолюбители, которые только недавно обзавелись машиной, очень часто пытаются разобраться в том, что находится внутри, то есть под капотом. Особый интерес у человека вызывает двигатель, так как строение у этого агрегата очень сложное, а разбираться в этом нужно, дабы сэкономить деньги в случае поломки.

Ведь если хорошо разбираться во всем этом, то можно и самостоятельно починить свою машину, не обращаясь в сервисный центр.

Неопытные автомобилисты часто путают понятия «компрессия» и «степень сжатия», хотя они не оказывают влияние один на другой. Стоит сказать, что компрессия меняется в период эксплуатации машины, а степень сжатия – величина безразмерная и относительная.

Что такое степень сжатия?

Степень сжатия — геометрическая величина, который не имеет единицы измерения. Определить ее можно параметрами самого двигателя, так как этот параметр равен отношению полного объема цилиндра к объему камеры сгорания. Изменить степень сжатия можно только посредством вмешательства в конструкцию двигателя.


Этот параметр поменяется, если, например, изменить толщину прокладки ГБЦ, разными способами форсирования или дефорсирования мотора, которые поменяют саму геометрию мотора. Степень сжатия напрямую зависит от стойкости к детонации того горючего, которое используется для заправки этой машины. Данный параметр можно найти в инструкции по использованию машины, в разделе ТТХ.

Компрессия: что это?

Компрессия – это давление газов в цилиндрах двигателя в конце такта сжатия во время вращения вала стартером при отключенном зажигания. Именно во время вращения стартером нужно измерять компрессию, так как во время работы мотора давление меняется. Этот параметр является физической величиной, а для ее измерения используют специальный прибор – компрессометр.

В теории компрессия и степень сжатия равны между собой, а вот на практике ситуация иная: степень сжатия почти всегда меньше, чем компрессия.

На это есть свои причины. Эти величины будут равны между собой, если газ в цилиндрах сжимается бесконечно долго, изометрически. В этом случае энергия, которая выделяется в процессе сжатия газа, полностью поглощалась бы поршнем, стенками цилиндров, головкой блока и другими частями мотора, благодаря чему не менялся бы тепловой баланс. Газ, который сжимается, отдает тепло и не давит на манометр с большей силой, нежели расчетная.


На практике же все абсолютно по-другому. В реальной жизни процесс сжатия газа происходит на фоне роста температуры, то есть процесс адиабатный. Если говорить простыми словами, то все тепло, которое выделяет сжатый газ, просто не успевает поглотиться стенками цилиндров, а за счет остатка и в цилиндре создается повышенное давление.

В старых моторах компрессия будет ниже, чем у новых. Это происходит за счет герметичности: новый мотор более герметичен, нежели старый, поэтому и замки колец и остальные места цилиндров не будут пропускать достаточно большое количество тепла, чтобы компрессия существенно упала.


Если двигатель работает исправно, то зачастую компрессия больше расчетной степени сжатия в 1,2 – 1,3 раза. В теории давление газа меняется обратно пропорционально изменению объема газа в степени 1,4.

Но подобный расчет справедлив только тогда, когда нет утечек воздуха, а тепло не передается окружающими стенками. За счет того, что все это есть в реальной жизни, то и подобное соотношение справедливо (1,2 – 1,3 раза). Существует эмпирическая формула, которая связывает степень сжатия и компрессия: Е = (P+3,9)/1.55 , где Р – это измеренное давление, а Е – это степень сжатия.


Измеряют компрессию для того, чтобы оценить состояние двигателя и степень износа цилиндропоршневой группы. Чем меньше уровень компрессии, тем больше изношены клапаны и цилиндропоршневая группа. Если показатели слишком низкие (меньше 10 атм. в случае нетурбированного мотора, который работает на бензине), то можно говорить о том, что мотор находится в плачевном состоянии. Также об износе мотора может говорить и отличие в уровнях компрессии в разных цилиндрах больше, чем на 1 атм.

Самый плохой вариант – это наличие и первого, и второго «звоночков». В этом случае нужно обращаться к специалистам для проведения капитального ремонта «начинки» автомобиля.

Померять компрессию можно таким образом: двигатель нужно прогреть, потом выкрутить свечи, нажать на педаль газа, от чего стартер будет прокручивать двигатель, пока давление не станет стабильным.


Прогревать двигатель нужно для того, чтобы коленчатый вал вращался с достаточной частотой, а аккумуляторная батарея была разряженной. Чем выше будет частота вращения коленчатого вала, тем меньшим будет время контакта сжимаемых газов и стенок цилиндра, то есть компрессия будет выше. Именно поэтому и стартер, и АКБ должны быть исправными.


С помощью компрессии можно определить и то место, где мотор наиболее изношен. Это возможно за счет того, что давление газов падает из-за негерметичности клапанов и колец. Чтобы конкретизировать место утечки газа («виноваты» клапаны или кольца), нужно залить в цилиндр 10 – 30 г моторного масла, после чего нужно снова померять компрессию. За счет своей вязкой структуры, масло на определенное время герметизирует замки колец и щель между стенкой цилиндра и поршнем, то есть места, где «уходит» наибольшее количество газа.

Если показатели компрессометра не меняются, то неисправны клапаны, а если повысятся – то причиной всему изношенные кольца.

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

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

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


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

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

Действительная степень сжатия определяется по формуле:


или


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

Пример расчета:

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


или


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

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

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

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

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

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


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

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


где V h — рабочий объем цилиндра, см 3 .

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

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


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

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

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

Рабочий объем цилиндра.

Характеризуется рядом величин. Одна из них – степень сжатия двигателя. Важно не путать ее с компрессией – значением максимального давления в цилиндре мотора.

Что такое степень сжатия

Данная степень – это соотношение объема цилиндра двигателя к объему камеры сгорания. Иначе можно сказать, что значение компрессии – отношение объема свободного места над поршнем, когда тот находится в нижней мертвой точке, к аналогичному объему при нахождении поршня в верхней точке.

Выше упоминалось, что компрессия и степень сжатия – не синонимы. Различие касается и обозначений, если компрессию измеряют в атмосферах, степень сжатия записывается как некоторое отношение, например, 11:1, 10:1, и так далее. Поэтому нельзя точно сказать, в чем измеряют степень сжатия в двигателе – это «безразмерный» параметр, зависящий от других характеристик ДВС.

Условно степень сжатия можно описать также как разницу между давлением в камере при подаче смеси (или дизтоплива в случае с дизельными двигателями) и при воспламенении порции горючего. Данный показатель зависит от модели и типа двигателя и обусловлен его конструкцией. Степень сжатия может быть:

  • высокой;
  • низкой.

Расчет сжатия

Рассмотрим, как узнать степень сжатия двигателя.

Она вычисляется по формуле:

Здесь Vр означает рабочий объем отдельного цилиндра, а Vс – значение объема камеры сгорания. Формула показывает важность значения объема камеры: если его, например, снизить, то параметр сжатия станет больше. То же произойдет и в случае увеличения объема цилиндра.

Чтобы узнать рабочий объем, нужно знать диаметр цилиндра и ход поршня. Вычисляется показатель по формуле:

Здесь D – диаметр, а S – ход поршня.

Иллюстрация:


Поскольку камера сгорания имеет сложную форму, ее объем обычно измеряется методом заливания в нее жидкости. Узнав, сколько воды поместилось в камеру, можно определить и ее объем. Для определения удобно использовать именно воду из-за удельного веса в 1 грамм на куб. см – сколько залилось грамм, столько и «кубиков» в цилиндре.

Альтернативный способ, как определить степень сжатия двигателя – обратиться к документации на него.

На что влияет степень сжатия

Важно понимать, на что влияет степень сжатия двигателя: от нее прямо зависит компрессия и мощность. Если сделать сжатие больше, силовой агрегат получит больший КПД, поскольку уменьшится удельный расход горючего.

Степень сжатия бензинового двигателя определяет, горючее с каким октановым числом он будет потреблять. Если топливо низкооктановое, это приведет к неприятному явлению детонации, а слишком высокое октановое число вызовет нехватку мощности – двигатель с малой компрессией просто не сможет обеспечивать нужное сжатие.

Таблица основных соотношений степеней сжатия и рекомендуемых топлив для бензиновых ДВС:

Сжатие Бензин
До 10 92
10.5-12 95
От 12 98

Интересно: бензиновые турбированные двигатели функционируют на горючем с большим октановым числом, чем аналогичные ДВС без наддува, поэтому их степень сжатия выше.

Еще больше она у дизелей. Поскольку в дизельных ДВС развиваются высокие давления, данный параметр у них также будет выше. Оптимальная степень сжатия дизельного двигателя находится в пределах от 18:1 до 22:1, в зависимости от агрегата.

Изменение коэффициента сжатия

Зачем менять степень?

На практике такая необходимость возникает нечасто. Менять сжатие может понадобиться:

  • при желании форсировать двигатель;
  • если нужно приспособить силовой агрегат под работу на нестандартном для него бензине, с отличающимся от рекомендованного октановым числом. Так поступали, например, советские автовладельцы, поскольку комплектов для переоборудования машины на газ в продаже не встречалось, но желание сэкономить на бензине имелось;
  • после неудачного ремонта, чтобы устранить последствия некорректного вмешательства. Это может быть тепловая деформация ГБЦ, после которой нужна фрезеровка. После того, как повысили степень сжатия двигателя снятием слоя металла, работа на изначально предназначенном для него бензине становится невозможной.

Иногда меняют степень сжатия при конвертации автомобилей для езды на метановом топливе. У метана октановое число – 120, что требует повышать сжатие для ряда бензиновых автомобилей, и понижать – для дизелей (СЖ находится в пределах 12-14).

Перевод дизеля на метан влияет на мощность и ведет к некоторой потере таковой, что можно компенсировать турбонаддувом. Турбированный двигатель требует дополнительного снижения степени сжатия. Может потребоваться доработка электрики и датчиков, замена форсунок дизельного мотора на свечи зажигания, новый комплект цилиндро-поршневой группы.

Форсирование двигателя

Чтобы снимать больше мощности или получить возможность ездить на более дешевых сортах топлива, ДВС можно форсировать путем изменения объема камеры сгорания.

Для получения дополнительной мощности двигатель следует форсировать, увеличивая степень сжатия.

Важно: заметный прирост по мощности будет лишь на том двигателе, который штатно работает с более низкой степенью сжатия. Так, например, если ДВС с показателем 9:1 тюнингован до 10:1, он выдаст больше дополнительных «лошадей», чем двигатель со стоковым параметром 12:1, форсированный до 13:1.

Возможные следующие методы, как увеличить степень сжатия двигателя:

  • установка тонкой прокладки ГБЦ и доработка головки блока;
  • расточка цилиндров.

Под доработкой ГБЦ подразумевают фрезеровку ее нижней части, соприкасающейся с самим блоком. ГБЦ становится короче, благодаря чему уменьшается объем камеры сгорания и растет степень сжатия. То же происходит и при монтаже более тонкой прокладки.

Важно: эти манипуляции могут также потребовать установки новых поршней с увеличенными клапанными выемками, поскольку в ряде случаев возникает риск встречи поршня и клапанов. В обязательном порядке настраиваются заново фазы газораспределения.

Расточка БЦ также ведет к установке новых поршней под соответствующий диаметр. В результате растет рабочий объем и становится больше степень сжатия.

Дефорсирование под низкооктановое топливо

Такая операция проводится, когда вопрос мощности вторичен, а основная задача – приспособить двигатель под другое горючее. Это делается путем снижения степени сжимания, что позволяет двигателю работать на малооктановом бензине без детонации. Кроме того, налицо и определенная финансовая экономия на стоимости горючего.

Интересно: подобное решение нередко используется для карбюраторных двигателей старых машин. Для современных инжекторных ДВС с электронным управлением дефорсирование крайне не рекомендуется.

Основной способ, как уменьшить степень сжатия двигателя – сделать прокладку ГБЦ более толстой. Для этого берут две стандартные прокладки, между которыми делают алюминиевую прокладку-вставку. В результате растет объем камеры сгорания и высота ГБЦ.

Некоторые интересные факты

Метанольные двигатели гоночных машин имеют сжатие более 15:1. Для сравнения, стандартных карбюраторный двигатель, потребляющий неэтилированный бензин, имеет сжатие максимум 1.1:1.

Из серийных образцов моторов на бензине со сжатием 14:1 на рынке присутствуют образцы от Mazda (серия Skyactiv-G), ставящиеся, например, на CX-5. Но их фактическая СЖ находится в пределах 12, поскольку в данных моторах задействован так называемый «цикл Аткинсона», когда смесь сжимается в 12 раз после позднего закрытия клапанов. Эффективность таких двигателей измеряется не по сжатию, а по степени расширения.

В середине XX века в мировом двигателестроении, особенно в США, наблюдалась тенденция к увеличению степени сжатия. Так, к 70-м основная масса образцов американского автопрома имела СЖ от 11 до 13:1. Но штатная работа таких ДВС требовала использования высокооктанового бензина, который в то время умели получать только процессом этилирования – добавлением тетраэтилсвинца, высокотоксичного компонента. Когда в 1970-х годах появились новые экологические стандарты, этилирование стали запрещать, и это привело к обратной тенденции – снижению СЖ в серийных образцах двигателей.

Современные двигатели имеют систему автоматической регуляции угла зажигания, которая позволяет ДВС работать на «неродном» топливе – например, 92 вместо 95, и наоборот. Система управления УОЗ помогает избежать детонации и других неприятных явлений. Если же ее нет, то, например, залив высокооктановый бензин двигатель, не рассчитанный на такое горючее, можно потерять в мощности и даже залить свечи, поскольку зажигание будет поздним. Ситуацию можно поправить ручным выставлением УОЗ по инструкции к конкретной модели автомобиля.

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

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

Что такое степень сжатия двигателя

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

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

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

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

На что она влияет

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

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

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

Отличие степени сжатия от компрессии

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

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


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

Расчет коэффициента сжатия

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

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

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

Турбированные моторы

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

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

Пример подсчета

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


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

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

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

Как увеличить степень сжатия двигателя

Если необходимо увеличить данный показатель, используют несколько способов:

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

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

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


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

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

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

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

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

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

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

Дефорсирование ДВС: для чего нужно и как осуществить

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

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


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

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

Таблица: зависимость степени сжатия от октанового числа

Таблица: популярные двигатели и показатель сжатия

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

Степень сжатия двигателя (CR — compression ratio) определяется как отношение внутреннего объема цилиндра над поршнем, находящимся в нижней мертвой точке, к внутреннему объему цилиндра над поршнем, находящимся в верхней мертвой точке. При ремонте двигателя по стандартной технологии повторной сборки выполняются следующие операции механической обработки:

  1. Цилиндры растачиваются под больший диаметр и в двигатель ставятся ремонтные поршни увеличенного размера. Растачивание цилиндров приводит к увеличению рабочего объема и степени сжатия, поскольку объем цилиндра при этом увеличивается а объем камеры сгорания остается неизменным, в результате чего количество сжимаемой топливно-воздушной смеси возрастает.
  2. Опорные поверхности блока цилиндров заново шлифуются. Эта операции механической обработки называется шлифовка плиты блока цилиндров и приводит к росту степени сжатия, поскольку после нее головка блока цилиндров опускается ниже к днищам поршней.
  3. Повторно шлифуется нижняя плоскость головки(ок) блока цилиндров, что также приводит к росту степени сжатия. Вот с такими казалось бы простыми вы и сможете измерить степень сжатия.

Чтобы сохранить степень сжатия двигателя на уровне паспортного значения, установленного для серийного двигателя, на большинстве ремонтных предприятий используют ремонтные поршни, которые короче стандартных на величину в пределах от 0,015 дюйма до 0,020 дюйма. Вот так измеряется степень сжатия двигателя в авто.

Для вычисления точного значения степени сжатия необходимо точно измерить диаметр цилиндра, ход поршня и объем камеры сгорания.

Какую степень сжатия имеет, например, восьми-цилиндровый V-образный двигатель автомобиля Chevrolet объемом 350 куб. дюймов, после того, как в его конструкцию было внесено единственное изменение — вместо головок блока цилиндров с объемом камеры сгорания 74 см были установлены новые, с объемом камеры сгорания 62 см?

  • диаметр цилиндра равен 4,000 дюйма, ход поршня равен 3,480 дюйма, число цилиндров равно 8,
  • объем камеры сгорания до замены головок CV = = 74 см3 = 4,52 куб. дюйма,
  • объем камеры сгорания после замены головок CV = = 62 см3 = 3,78 куб. дюйма.
  • GV = диаметр цилиндра х диаметр цилиндра х 0,7854 х х толщина сжатой прокладки = 4,000 дюйма х х 4,000 дюйма х 0,7854 х 0,020 дюйма = 0,87 куб. дюйма.

Чтобы не усложнять расчет, а просто показать, какое влияние оказывает изменение объема камеры его сгорания, полагаем, что поршни имеют плоские днища и зазор от днища поршня, находящегося в ВМТ, до плиты блока цилиндров равен нулю.

Достаточно было всего лишь измениться объему камеры сгорания — с 74 см3 до 62 см3, как степень сжатия возросла с 9,1:1 до 10,4:1. Поскольку для современного бензина степень сжатия 10,4:1, как правило, не рекомендуется, такая модернизация допустима только для гоночных двигателей, которые будут работать на дорогом горючем или горючем с использованием специальных присадок. Надеемся мы вам помогли разобраться и вы теперь знаете как определяется степень сжатия двигателя в вашем автомобиле.

Как узнать степень сжатия двигателя?

Степень сжатия двигателей: величина, измерение, повышение мощности

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

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

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

где ε — степень сжатия; Va — полный объем цилиндра, см 3 ; Vh — рабочий объем цилиндра, см 3 ; Vc — объем камеры сгорания, см 3 .

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

Действительная степень сжатия определяется по формуле:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

где Vh — рабочий объем цилиндра, см 3 .

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

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

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

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

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

Рабочий объем цилиндра:

Определим, какой объем камеры сгорания необходимо обеспечить:

Разница объемов камер сгорания серийного и форсированного двигателей составит:

Определим толщину слоя металла, снимаемого с торца головки блока цилиндров:

Степень сжатия двигателя — что это такое

Отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания называется
степенью сжатия — Е.

(Степень сжатия двигателя Lada Niva 4×4 — 9.3. (см. здесь) )

Всё коротко и ясно. Но вот достаточно ли? Конструкция силовой установки — это только способ или система, которая тепловую энергию сгоревшего топлива превращает в механическую энергию вращающихся частей двигателя. Понятия «сжатие”, «расширение», «рабочее тело» обязывают ещё рассматривать физико-химические процессы, происходящие в цилиндрах двигателя. А эти процессы невозможны без температуры, которая, в свою очередь, задаётся степенью сжатия. Эффективность использования расширяющихся газов зависит от степени расширения. И вот, при рассмотрении этих процессов в самом общем виде можно и нужно кое-что уяснить. Всё по порядку.

Степень сжатия является одной из характеристик двигателя. Она показывает, во сколько раз уменьшается объем рабочей смеси или воздуха при перемещении поршня из НМТ в ВМТ. По этой характеристике можно определить вид топлива, применяемый в двигателе; устаревшая модель двигателя или совершенная; это дизельный двигатель с раздельными камерами сгорания или дизельный двигатель с непосредственным впрыском.

Повышение степени сжатия позволяет увеличить мощность двигателя и улучшить его экономичность. Возможность увеличения степени сжатия определяется главным образом свойствами топлив, токсичностью отработанных газов и нагрузкой на детали двигателя; для бензиновых автомобильных двигателей Е= 6,5 -14, а для дизеля Е = 15-24.

В дизельных двигателях с увеличением степени сжатия Е повышаются температура и давление воздуха в момент начала впрыска. В результате этого задержки воспламенения уменьшаются, снижается скорость нарастания давления, и работа двигателя становится более мягкой. Однако при больших Е (вследствие более высоких давлений в цилиндре) необходимо увеличивать массу деталей кривошипно-шатунного механизма для повышения прочности. Это приводит к возрастанию механических потерь. Нужно помнить о том, что в результате сгорания топливовоздушной смеси объём цилиндра заполняется смесью азота, углекислого газа и водяных паров, и что при высокой температуре (свыше 2000°С) в камере сгорания происходит диссоциация воды на водород и кислород, а углекислого газа — на окись углерода и кислород. На это затрачивается значительное количество теплоты — рост температуры рабочего тела тормозится.

Увеличение степени сжатия в бензиновых двигателях ограничено в связи с возможностью возникновения детонации. Детонационное сгорание, продолжающееся некоторое время, может привести к повреждению двигателя.

Степень сжатия — характеристика двигателя, заданная конструктором. Проверять её нет необходимости, и только при ремонте двигателя нужно строго выполнять технические условия сборки конкретного двигателя.

Является ли степень сжатия величиной постоянной? Или степень сжатия — величина переменная?

Если допустить, что степень сжатия — величина постоянная, то мы получим две другие постоянные величины — температуру и давление. Но такого произойти не может. Нельзя рассматривать работу двигателя, принимая во внимание только его конструкцию.

Для того чтобы появились температура и давление, нужно что-то сжимать (степень сжатия). Это что-то -воздух или топливовоздушная смесь (рабочее тело).

Нагрузка двигателя регулируется путём дросселирования воздуха, что является непременным условием сохранения примерно постоянного состава топливовоздушной смеси в бензиновом двигателе. В дизельном двигателе нагрузка регулируется изменением количества топлива, подаваемого в камеру сгорания.

Другими словами, мы управляем мощностью двигателя путём изменения количества рабочего тела в его цилиндрах.

На современных автомобилях применяются электронные системы управления, способные быстро и точно рассчитать состав и количество рабочего тела, своевременно и в нужном количестве подать его в цилиндры двигателя с учётом многих факторов, влияющих на работу силовой установки в целом.

Вспомним некоторые режимы работы двигателя — холостой ход, частичная нагрузка и максимальная нагрузка. Для каждого из этих режимов работы двигателя необходимо определённое количество рабочего тела в соответствии с положением педали подачи топлива.

Для режима холостого хода необходимо минимальное количество рабочего тела, для режима максимальной нагрузки — максимальное.

Если заполнить максимальным количеством рабочего тела объём между поршнем, находящимся в НМТ, и головкой блока (максимальная нагрузка), а затем переместить поршень в ВМТ, то рабочее тело сожмётся до какой-то плотности. После проведённых расчётов мы получим реальную степень сжатия рабочего тела. Эта реальная степень сжатия не может быть выше (для атмосферных двигателей) степени сжатия, предусмотренной при конструировании конкретного двигателя.

Это обусловлено рядом факторов, влияющих на количество свежего заряда, поступившего в цилиндр двигателя, — гидравлического сопротивления впускной системы, наличие в цилиндре остаточных газов, подогревом заряда от стенок впускной системы и пр.

Если частично заполнить рабочим телом тот же объём между поршнем, находящимся в НМТ, и головкой блока (холостой ход), а затем переместить поршень в ВМТ, то рабочее тело сожмётся до меньшей плотности. После проведённых расчётов мы получим реальную степень сжатия рабочего тела для режима холостого хода. Проводя подобные расчёты для каждого положения педали подачи топлива, мы можем рассчитать реальную степень сжатия в цилиндрах в каждый из моментов работы двигателя.

Верхний предел степени сжатия ограничен конструктивными особенностями двигателя (прочностью), свойствами топлива и т.д.

Нижний предел степени сжатия ограничен способностью топлива к воспламенению. На изменение реальной степени сжатия, в основном, влияет «насосная» характеристика цилиндров (исправная цилиндропоршневая группа -больше рабочего тела, неисправная — меньше).

Реальную степень сжатия рассчитывать не надо. Достаточно иметь возможность проверить компрессию в цилиндрах двигателя, сравнить результаты измерения с техническими данными производителя конкретного двигателя. Также необходимо проверить герметичность (производитель указывает допустимые нормы потерь — некоторые называют это проверкой на «утечки») камеры сгорания цилиндра. Если полученные данные соответствуют характеристикам, указанным производителем этого двигателя, то с реальной степенью сжатия все в порядке.

Чем выше давление (компрессия) в цилиндрах двигателя и лучше герметичность камеры сгорания -тем выше реальная степень сжатия, температура рабочего тела, и тем лучше условия для воспламенения топлива.

Любая электронная система управления двигателем учитывает изменение реальной степени сжатия и реагирует на её изменение путём своевременной коррекции состава топливовоздушной смеси и изменением времени подвода тепла.

Для двигателей с различными системами наддува количество рабочего тела в его цилиндрах будет большим, и реальная степень сжатия, соответственно, выше. Большими являются при этом температурные и механические нагрузки. Двигатели с системами наддува отличаются от атмосферных двигателей большей мощностью и конструктивно.

На рисунке 1 (а) показано поле реальных степеней сжатия, полученное путём измерения давлений конца сжатия в бензиновом двигателе с геометрической степенью сжатия Е = 8,5. Верхняя граничная кривая показывает реальную степень сжатия при полностью открытой дроссельной заслонке в зависимости от частоты вращения двигателя п. Ниже этой кривой показано всё поле реальных степеней сжатия при различных открытиях дроссельной заслонки.

На рисунке 1(6) показано поле реальных степеней сжатия двигателя с геометрической степенью сжатия Е = 12,5

Реальная степень сжатия зависит от технического состояния цилиндров двигателя, а также устройств, призванных изменять в этих цилиндрах количество рабочего тела (различные системы наддува).

С геометрической степенью сжатия всё понятно. С реальной степенью сжатия, я надеюсь, тоже всё будет в порядке. Во всяком случае, я старался.

На этом можно было бы и заканчивать, но есть ещё кое-что. На это «кое-что» мы иногда не обращаем внимание. Точнее, мы знаем об особенностях газообмена, но забываем о них, когда речь идёт об определении «степень сжатия».

Рис. 2. Индикаторная диаграмма четырёхтактного дизельного двигателя без наддува в координатах Р — V: а) — цикл; б) — процесс газообмена

Если внимательно посмотреть на индикаторную диаграмму (рис. 2) четырёхтактного дизельного двигателя без наддува (да и бензинового тоже), то мы увидим, что при впуске впускной клапан закрывается после того, как поршень уже начал движение от НМТ к ВМТ и даже прошёл какое-то расстояние (точка 2). То есть процесс сжатия начался несколько позже. Нечто подобное происходит и в такте расширения — выпускной клапан открывается раньше, чем поршень дошел до НМТ (точка 4).

То есть фактически степени сжатия и расширения отличаются от заданных по характеристике параметров (отношение объёмов двух геометрических фигур). И у нас есть основание назвать такие степени сжатия и расширения фактическими. А степени сжатия и расширения, соответствующие характеристике рассматриваемого двигателя — геометрическими.

Поршневой двигатель с простым кривошипношатунным механизмом имеет равные между собой геометрические степень сжатия и степень расширения.

На протяжении длительного времени (практически с момента появления двигателя внутреннего сгорания) создатели двигателей стремились максимально использовать давление расширяющихся газов. С этой целью создавались сложные системы кривошипов, способные повысить степень расширения. Но такие двигатели имели низкий механический КПД и были неработоспособны при высоких частотах вращения.

Различных степеней сжатия и расширения можно частично добиться регулированием моментов открытия и закрытия клапанов.

Для диагностов очень важно, на мой взгляд, понимание того, что сказано выше. Проблема диагностирования и ремонта двигателей с изменяемыми фазами газораспределения не рассматривалась нами на Слётах диагностов. Это говорит о том, что существующую проблему пока ещё не решали. А может быть это только моя проблема?

Мне кажется, в самый раз сейчас вспомнить пятитактный цикл Аткинсона/Мил-лера. Представьте себе двигатель, у которого геометрическая степень сжатия — 13 (для двигателя ОТТО это достаточно высокая степень сжатия), объём — 1.51, впускной клапан которого закрывается не 36 градусов после НМТ по углу поворота коленчатого вала, а 81 градус. Естественно, часть рабочего тела будет вытеснена во впускной коллектор. Вот вам и пятый цикл — вытеснение. Если допустить, что вытеснено 20% рабочего тела, то фактическая степень сжатия этого двигателя будет 10,6. Рабочий объём такого двигателя, если брать во внимание только фактическую степень сжатия, будет близок к двигателю объёмом 1.21. А фактическая степень расширения будет соответствовать нашему двигателю объёмом 1.51. Расход топлива, экологические показатели, мощность, крутящий момент. Интересно? Мне тоже интересно. Но это не тема сегодняшнего разговора.

Я взял этот пример из Интернета и не ручаюсь за точность всех данных, но он наглядно показывает суть цикла.

По циклу Аткинсона/Миллера на сегодняшний день работают двигатели TOYOTA Prius, 1,51 1NZ-FXE, 2,26l FORD Escap Hibrid.

Таким образом, необходимо различать:

А. Степень сжатия как одна из технических характеристик двигателя (геометрическая), она неизменна.

B. Степень сжатия фактическая — также является технической характеристикой двигателя, характеризуется фазами газораспределения, она неизменна.

В двигателях с регулируемыми фазами газораспределения степени сжатия и расширения также являются характеристикой двигателя, и их следует считать фактическими.

C. Степень сжатия реальная, меняющаяся в зависимости от:

— количества поступившего в цилиндры двигателя рабочего тела;

— частоты вращения коленчатого вала;

— технического состояния цилиндропоршневой группы двигателя и т.д.

Что такое степень сжатия двигателя

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

Что такое степень сжатия и чем она отличается от компрессии

Иллюстрация степени сжатия 10:1

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

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

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

На что влияет степень сжатия двигателя

Нормальное сгорание смеси (вверху) и детонация (внизу)

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

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

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

Читайте также: Какая компрессия должна быть в двигателе.

Как рассчитывают степень сжатия двигателя

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

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

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

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

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

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

Как изменить степень сжатия двигателя

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

Если по тем или иным причинам нужно снизить степень сжатия двигателя внутреннего сгорания, то проще всего для этого между блоком цилиндров и головкой установить дополнительную прокладку из дюралюминия. Еще один, более сложный способ состоит в том, что на токарном станке с днища поршня удаляется слой металла.

Видео на тему

Степень сжатия — это не компрессия. Почему она так важна?

Предупреждение:

Если ты хоть немного не разбираешься в конструкции двигателя — ЗАКРОЙ ЭТУ СТАТЬЮ!

Это отношение полного объёма цилиндра двигателя внутреннего сгорания к объёму камеры сгорания. Степень сжатия дизелей 12-20, карбюраторных двигателей 5-10. Повышение степени сжатия (до определённого предела) увеличивает кпд двигателя.
Эффективность

Термическая эффективность и, следовательно, эффективность, с которой топливо используется для совершения полезной работы, непосредственно связана со степенью сжатия. Чем выше степень сжатия, тем меньше топлива будет использовано для получения той же самой мощности. Типичные значения степеней сжатия от 18:1 до 22:1, используемые в дизельных двигателях, частично объясняют, почему они так эффективно работают. Вдобавок к этому, для полной реализации преимуществ этой высокой степени сжатия, на дизельном двигателе никогда не используется дроссельная заслонка. Другими словами, он всасывает как можно больше воздуха, практически так же, как и бензиновый двигатель при широко открытой дроссельной заслонке. Вместо ограничения количества воздуха, поступающего в двигатель, с помощью дроссельной заслонки мощность двигателя регулируется с помощью изменения количества топлива, впрыскиваемого в цилиндр. Это значит, что даже при низких уровнях мощности (когда в камеру сгорания впрыскивается очень малое количество топлива), дизельный двигатель сжимает воздух в цилиндре очень сильно; при этом выделяется столько тепла, что его достаточно для воспламенения даже очень обеднённой смеси. Однако когда дросселируется двигатель с искровым зажиганием (бензиновый двигатель), то количество воздуха, втягиваемого в цилиндры, уменьшается, и так как это эффективная степень сжатия, то в результате топливная эффективность при частично закрытой дроссельной заслонке тоже уменьшается.

Высокая степень сжатия увеличивает мощность. Приведённые данные предполагают, что увеличение степени сжатия не создаёт проблем в других областях, таких как детонация т. д. Вы заметите, что закон уменьшения приводит к довольно простому выводу: когда степень сжатия идёт вверх, то при каждом увеличении прирост мощности будет всё меньше. К примеру, увеличение компрессии от 8,0:1 до 9,0:1 приводит к большему увеличению мощности, чем увеличение сжатия с 11,0:1 до 12,0:1 (2% роста мощности против 1,3%).

Указанные значения являются типичными для двигателей, использующих распределительные валы с относительно коротким периодом впуска, подобные валам во многих форсированных двигателях. Когда продолжительность такта впуска увеличивается (путём установки распределительного вала с более длительным периодом впуска), прирост мощности от увеличения степени сжатия становится даже больше. Это происходит оттого, что данные базируются на механических степенях сжатия (т.е. определённых путём математических расчётов из фиксированного объёма), а не на динамических степенях сжатия, которые продолжают увеличиваться, когда эффективность впуска увеличивается. Когда система впуска модифицируется для улучшения наполнения, то динамическая степень сжатия увеличивается очень похожим образом, как и при увеличении размера поршня, т. к. в цилиндр поступает дополнительное количество воздуха и топлива. Эффективность впуска может продолжать увеличиваться даже до точки «упаковки« цилиндра (объёмная эффективность выше 100%), как это предполагается некоторыми комбинациями впускного и выпускного коллекторов. Максимальное давление внутри камеры сгорания перед воспламенением изменяется, когда изменяется плотность подаваемой смеси. Когда система впуска работает с низкой эффективностью, т. е. когда дроссельные заслонки закрыты или впускная система забита, то цилиндр наполняется лишь частично и динамическое давление сжатия низкое. Когда система впуска работает с высокой объёмной эффективностью (значение более 100% достигается на многих гоночных двигателях), динамическая степень сжатия может создавать давления, которые превышают давления, ожидаемые от механической (рассчитанной) степени сжатия. В таких случаях увеличение механической степени сжатия может ввести двигатель в режим детонации и уменьшить мощность и надёжность двигателя.

Увеличение степени сжатия не всегда приводят к увеличению мощности. Если статическая (подсчитанная) степень сжатия уже находится около предела детонации для используемого топлива, то дальнейшее увеличение статической степени сжатия может ухудшить мощность и/или надёжность двигателя. вк.ком/autobap Это особенно справедливо, когда специальный распределительный вал и системы впуска и выпуска добиваются объёмной эффективности (VE) величиной более 100%. Когда (VE) увеличивается, то динамическая степень сжатия также увеличивается, так как цилиндр «упаковывается« смесью так, как если бы работал невидимый нагнетатель.

Другой эффект от увеличения степени сжатия довольно незначителен и неизвестен некоторым создателям двигателей. Когда VE превышает 100%, поступившая смесь находится под небольшим положительным давлением, однако, она может заполнить только пространство в цилиндре плюс пространство в камере сгорания. К примеру, если объём цилиндра и камеры составляет вместе 416,2 см3, то это фиксированное пространство будет в основном определять, сколько топливовоздушной смеси может попасть в цилиндр. Если мы решаем увеличить степень сжатия путём уменьшения объёма камеры сгорания или путём увеличения размера выпуклости поршня (это наиболее распространённые методы), то это пространство будет не более названной величины. Да, цилиндр сохраняет постоянный рабочий объём — рабочий объём двигателя не изменялся. Но изменили общий объём цилиндра и камеры сгорания. Это означает, что пространство для поступающей рабочей смеси уменьшается. Таким образом, при увеличении степени сжатия мы почти незаметно уменьшили объёмную эффективность двигателя.

Воспользуемся воображаемым примером для уяснения деталей.

Представим себе двигатель со степенью сжатия 2,0:1 и, просто ради аргумента скажем, что общий объём (нерабочий объём) одного цилиндра, когда поршень находится в НМТ (нижней мертвой точке), составляет 3.278 см3. Это объём, создаваемый поршнем при одном такте плюс объём камеры сгорания над поршнем, находящимся в положении ВМП (верхней мертвой точке). vk/com/autobap Так как степень сжатия составляет 2,0:1, то объём над поршнем, находящимся в ВМТ должен составлять половину от общего объёма цилиндра или 1.639 см3, (т. е. 1.639 см3 «выбранного« объёма плюс 1.639 см3 камеры сгорания равны 3.278 см3 общего объёма цилиндра). Даже при 3.278 см3 во всём цилиндре двигатель может втянуть только 1.639 см3 свежей рабочей смеси, т. к. имеется давление в коллекторе у впускного канала (в случае с VE, равной 100%) и только вытесненный объём поршня может работать для втягивания воздуха и топлива. Остальные 1.639 см3 будут заполнены выхлопными газами от последнего цикла сгорания.

Добавим теперь к воображаемому двигателю нагнетатель (компрессор) и отрегулируем давление так, что он будет подавать 3.278 см3 топливовоздушной смеси в цилиндр вместо исходных 1.639 см3, которые двигатель мог «вдохнуть« в прежнем состоянии. С нашим нагнетателем в цилиндре будет находиться 3.278 , см3 свежей смеси в конце и не будет остаточных выхлопных газов. Это существенно улучшит мощность. Но что произойдет, если в безрассудных поисках дополнительной мощности увеличить степень сжатия до 3,0:1, уменьшив объём камеры сгорания над поршнем в ВМТ со1.639 см3 до 1.092 см3? Когда поршень находится в конце такта впуска, общий объём цилиндра будет теперь только 2.731 см3. Если не изменять давление наддува, то оно может «вдавить« только 2.731 см3 топливовоздушной смеси в цилиндр. Это уменьшит объём смеси на 547 см3 или примерно на 17%. Двигатель втягивает менее воспламененную смесь, объёмная эффективность уменьшается (на 17%) и мощность снижается. Справедливо то, что 2.731 см3 подаваемой смеси сгорает с более высокой эффективностью благодаря увеличению степени сжатия, но улучшение степени сжатия покрывает только 5% из. 17% потерь мощности.

Многие из вас могут теперь реализовать важные преимущества, получая максимально возможную VE (объёмную эффективность). Чем выше VE, которую вы сможете получить, тем ниже будет требуемая степень сжатия; а чем ниже степень сжатия, тем меньше выступ поршня, тем легче фронту пламени распространяться в объёме камеры сгорания. Эти соотношения являются некоторыми из тех методов, которые используют профессионалы для увеличения мощности двигателей.

Верхние пределы степени сжатия и фазы газораспределения распределительного вала достаточно хорошо определены для гоночных двигателей, «обычные» форсированные двигатели для повседневного использования, как правило, работают при более низких уровнях мощности и в основном при частично открытой дроссельной заслонке. Увеличение степени сжатия может иногда обеспечить заметный прирост мощности, но это же самое увеличение степени сжатия может дать даже большее улучшение топливной экономичности. При увеличении степени сжатия от 8,0:1 до 10,0:1, мощность при полностью открытой дроссельной заслонке может увеличиться на 3 или 4%. Но экономия топлива при частично закрытой дроссельной заслонке может увеличиться более чем на 15%. В этом нет ничего удивительного, если вы помните, что динамическая степень сжатия при частично открытой дроссельной заслонке заметно ниже, чем статическая степень сжатия. Увеличение статической степени сжатия добавляет эффективности в нужном месте: при частично открытой дроссельной заслонке.

Понравилась статья?

Ставь лайк и подписывайся на канал !

Так ты будешь получать больше интересной и полезной информации.

величина, измерение, повышение мощности Определить степень сжатия

После того как мы определились со степенью сжатия перед нами стоит вопрос как правильно добиться нужной нам степени сжатия. Для начала нужно рассчитать на сколько необходимо увеличить камеру сгорания. Это не сложно. Формула для вычисления степени сжатия имеет следующий вид:
Ɛ=(VP+VB)/VB
Где Ɛ— степень сжатия
VP — рабочий объём
VB — объём камеры сгорания

Преобразовав уравнение можно получить формулу для вычисления камеры сгорания при известной степени сжатия.
VB=VP1/Ɛ
Где VP1 — объём одного цилиндра

По этой формуле вычисляем объём имеющейся камеры сгорания и вычитаем из него объём желаемой (вычисленный по той же формуле), полученная разница и есть интересующее на значение на которое и нужно увеличить камеру сгорания.

Существуют разнообразнве способы увеличения камеры сгорания но далеко не все из них верные. Камера сгорания современного автомобиля спроектирована таким образом, что при достижении поршнем ВМТ топливо воздушная смесь вытесняется к центру камеры сгорания. Это пожалуй самая действенная разработка препятствующая детонации.

Самостоятельная доработка камеры в ГБЦ под силу далеко не многим. Это обусловлено тем, что вопервых вы можите нарушить спроектированную форму камеры, так же при доработке могут «вскрыться» стенки т.к. не известна их толщина. Так же не рекомендуется «расжимать мотор» толстыми прокладками т.к. Это нарушит процессы вытеснения в камере сгорания. Наиболее простым и правельным способом считается установка новых поршней в которых задан необходимый объём камеры. Для турбо-двигателя сферическая форма считается наиболее эффективной. Лучше использовать для этих целей специально разработанные и изготовленные поршни. Возможен вариант самостоятельной доработки стоковых поршней. Но сдесь нужно учесть что толщина дна поршня не должна быть меньше 6% от диаметра.

Степень сжатия в турбо двигателе

Одной из самых важных и пожалуй самой сложной задачей при проектировании турбодвигателя является принятие решения о степени сжатия. Этот параметр влияет на большое количество факторов в общей характеристике автомобиля. Мощность, экономичность, приёмистость, детонационная стойкость (параметр от которого сильно зависит эксплуатационная надёжность двигателя в целом), все эти факторы в значительной степени определяются степенью сжатия. Также это влияет на расход топлива и состав отработавших газов. В теории, степень сжатия для турбо-мотора рассчитать не составляет большого труда.

Сначала разберём понятие «Сжатие» или «Геометрическая степень сжатия». Оно представляет собой отношение полного объёма цилиндра (рабочий объём плюс пространство сжатия, остающееся над поршнем при положении в верхней мёртвой точки (ВМТ)), к чистому пространству сжатия. Формула имеет следующий вид: Ɛ=(VP+VB)/VB

Где Ɛ— степень сжатия
VP — рабочий объём
VB — объём камеры сгорания

Не нужно забывать о существенных расхождениях между геометрической и фактической степенью сжатия даже на атмосферных моторах. В турбодвигателях к этим же процессам добавляется и предварительно сжатая компрессором смесь. На сколько фактически от этого увеличиться степень сжатия, видно из следующей формулы:
Ɛeff=Egeom*k√(PL/PO)
Где Ɛeff — эффективное сжатие
Ɛgeom — геометрическая степень сжатия
Ɛ=(VP+VB)/VB, PL — Давление наддува (абсолютное значение),
PO — давление окружающей среды,
k — адиабатическая экспонента (числовое значение 1,4)

Эта упрощённая формула будет справедлива при условии, что температура в конце процесса сжатия для двигателей с наддувом и без наддува достигает одинакового значения. Иными словами, чем выше давление наддува, тем меньше возможное геометрическое сжатие. Итак, согласно нашей формуле для атмосферного двигателя со степенью сжатия 10:1 при давлении наддува 0.3 бара степень сжатия следует уменьшить до 8.3:1, при давлении 0.8 бара до 6.6:1. Но, слава богу, это теория. Все современные двигатели с турбонаддувом работают не с такими через мерно низкими значениями. Правильная степень сжатия для работы определяется сложными термодинамическими вычислениями и всесторонними испытаниями. Всё это из области высоких технологий и сложных расчётов, но много тюнинговых моторов собрано на основе некоторого опыта, как собственного, так и взятого за пример, от известных автомобильных производителей. Эти правила будут справедливы в большинстве случаев.

Есть несколько важных факторов влияющих на расчёт степени сжатия и их нужно принимать во внимание при проектировании. Я перечислю наиболее важные. Конечно, это желаемый наддув, октановое число топлива, форма камеры сгорания, эффективность промежуточного охладителя, и, безусловно те мероприятия которые вы в состоянии провести по снижению температурной напряжённости в камере сгорания. Углом опережения зажигания (УОЗ) так же можно частично компенсировать возросшие нагрузки. Но это темы для отдельной разговора, и мы безусловно затронем их позже в следующих статьях.

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

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

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


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

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

Действительная степень сжатия определяется по формуле:


или


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

Пример расчета:

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


или


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

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

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

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

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

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


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

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


где V h — рабочий объем цилиндра, см 3 .

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

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


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

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

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

Рабочий объем цилиндра.

Характеризуется рядом величин. Одна из них – степень сжатия двигателя. Важно не путать ее с компрессией – значением максимального давления в цилиндре мотора.

Что такое степень сжатия

Данная степень – это соотношение объема цилиндра двигателя к объему камеры сгорания. Иначе можно сказать, что значение компрессии – отношение объема свободного места над поршнем, когда тот находится в нижней мертвой точке, к аналогичному объему при нахождении поршня в верхней точке.

Выше упоминалось, что компрессия и степень сжатия – не синонимы. Различие касается и обозначений, если компрессию измеряют в атмосферах, степень сжатия записывается как некоторое отношение, например, 11:1, 10:1, и так далее. Поэтому нельзя точно сказать, в чем измеряют степень сжатия в двигателе – это «безразмерный» параметр, зависящий от других характеристик ДВС.

Условно степень сжатия можно описать также как разницу между давлением в камере при подаче смеси (или дизтоплива в случае с дизельными двигателями) и при воспламенении порции горючего. Данный показатель зависит от модели и типа двигателя и обусловлен его конструкцией. Степень сжатия может быть:

  • высокой;
  • низкой.

Расчет сжатия

Рассмотрим, как узнать степень сжатия двигателя.

Она вычисляется по формуле:

Здесь Vр означает рабочий объем отдельного цилиндра, а Vс – значение объема камеры сгорания. Формула показывает важность значения объема камеры: если его, например, снизить, то параметр сжатия станет больше. То же произойдет и в случае увеличения объема цилиндра.

Чтобы узнать рабочий объем, нужно знать диаметр цилиндра и ход поршня. Вычисляется показатель по формуле:

Здесь D – диаметр, а S – ход поршня.

Иллюстрация:


Поскольку камера сгорания имеет сложную форму, ее объем обычно измеряется методом заливания в нее жидкости. Узнав, сколько воды поместилось в камеру, можно определить и ее объем. Для определения удобно использовать именно воду из-за удельного веса в 1 грамм на куб. см – сколько залилось грамм, столько и «кубиков» в цилиндре.

Альтернативный способ, как определить степень сжатия двигателя – обратиться к документации на него.

На что влияет степень сжатия

Важно понимать, на что влияет степень сжатия двигателя: от нее прямо зависит компрессия и мощность. Если сделать сжатие больше, силовой агрегат получит больший КПД, поскольку уменьшится удельный расход горючего.

Степень сжатия бензинового двигателя определяет, горючее с каким октановым числом он будет потреблять. Если топливо низкооктановое, это приведет к неприятному явлению детонации, а слишком высокое октановое число вызовет нехватку мощности – двигатель с малой компрессией просто не сможет обеспечивать нужное сжатие.

Таблица основных соотношений степеней сжатия и рекомендуемых топлив для бензиновых ДВС:

Сжатие Бензин
До 10 92
10.5-12 95
От 12 98

Интересно: бензиновые турбированные двигатели функционируют на горючем с большим октановым числом, чем аналогичные ДВС без наддува, поэтому их степень сжатия выше.

Еще больше она у дизелей. Поскольку в дизельных ДВС развиваются высокие давления, данный параметр у них также будет выше. Оптимальная степень сжатия дизельного двигателя находится в пределах от 18:1 до 22:1, в зависимости от агрегата.

Изменение коэффициента сжатия

Зачем менять степень?

На практике такая необходимость возникает нечасто. Менять сжатие может понадобиться:

  • при желании форсировать двигатель;
  • если нужно приспособить силовой агрегат под работу на нестандартном для него бензине, с отличающимся от рекомендованного октановым числом. Так поступали, например, советские автовладельцы, поскольку комплектов для переоборудования машины на газ в продаже не встречалось, но желание сэкономить на бензине имелось;
  • после неудачного ремонта, чтобы устранить последствия некорректного вмешательства. Это может быть тепловая деформация ГБЦ, после которой нужна фрезеровка. После того, как повысили степень сжатия двигателя снятием слоя металла, работа на изначально предназначенном для него бензине становится невозможной.

Иногда меняют степень сжатия при конвертации автомобилей для езды на метановом топливе. У метана октановое число – 120, что требует повышать сжатие для ряда бензиновых автомобилей, и понижать – для дизелей (СЖ находится в пределах 12-14).

Перевод дизеля на метан влияет на мощность и ведет к некоторой потере таковой, что можно компенсировать турбонаддувом. Турбированный двигатель требует дополнительного снижения степени сжатия. Может потребоваться доработка электрики и датчиков, замена форсунок дизельного мотора на свечи зажигания, новый комплект цилиндро-поршневой группы.

Форсирование двигателя

Чтобы снимать больше мощности или получить возможность ездить на более дешевых сортах топлива, ДВС можно форсировать путем изменения объема камеры сгорания.

Для получения дополнительной мощности двигатель следует форсировать, увеличивая степень сжатия.

Важно: заметный прирост по мощности будет лишь на том двигателе, который штатно работает с более низкой степенью сжатия. Так, например, если ДВС с показателем 9:1 тюнингован до 10:1, он выдаст больше дополнительных «лошадей», чем двигатель со стоковым параметром 12:1, форсированный до 13:1.

Возможные следующие методы, как увеличить степень сжатия двигателя:

  • установка тонкой прокладки ГБЦ и доработка головки блока;
  • расточка цилиндров.

Под доработкой ГБЦ подразумевают фрезеровку ее нижней части, соприкасающейся с самим блоком. ГБЦ становится короче, благодаря чему уменьшается объем камеры сгорания и растет степень сжатия. То же происходит и при монтаже более тонкой прокладки.

Важно: эти манипуляции могут также потребовать установки новых поршней с увеличенными клапанными выемками, поскольку в ряде случаев возникает риск встречи поршня и клапанов. В обязательном порядке настраиваются заново фазы газораспределения.

Расточка БЦ также ведет к установке новых поршней под соответствующий диаметр. В результате растет рабочий объем и становится больше степень сжатия.

Дефорсирование под низкооктановое топливо

Такая операция проводится, когда вопрос мощности вторичен, а основная задача – приспособить двигатель под другое горючее. Это делается путем снижения степени сжимания, что позволяет двигателю работать на малооктановом бензине без детонации. Кроме того, налицо и определенная финансовая экономия на стоимости горючего.

Интересно: подобное решение нередко используется для карбюраторных двигателей старых машин. Для современных инжекторных ДВС с электронным управлением дефорсирование крайне не рекомендуется.

Основной способ, как уменьшить степень сжатия двигателя – сделать прокладку ГБЦ более толстой. Для этого берут две стандартные прокладки, между которыми делают алюминиевую прокладку-вставку. В результате растет объем камеры сгорания и высота ГБЦ.

Некоторые интересные факты

Метанольные двигатели гоночных машин имеют сжатие более 15:1. Для сравнения, стандартных карбюраторный двигатель, потребляющий неэтилированный бензин, имеет сжатие максимум 1.1:1.

Из серийных образцов моторов на бензине со сжатием 14:1 на рынке присутствуют образцы от Mazda (серия Skyactiv-G), ставящиеся, например, на CX-5. Но их фактическая СЖ находится в пределах 12, поскольку в данных моторах задействован так называемый «цикл Аткинсона», когда смесь сжимается в 12 раз после позднего закрытия клапанов. Эффективность таких двигателей измеряется не по сжатию, а по степени расширения.

В середине XX века в мировом двигателестроении, особенно в США, наблюдалась тенденция к увеличению степени сжатия. Так, к 70-м основная масса образцов американского автопрома имела СЖ от 11 до 13:1. Но штатная работа таких ДВС требовала использования высокооктанового бензина, который в то время умели получать только процессом этилирования – добавлением тетраэтилсвинца, высокотоксичного компонента. Когда в 1970-х годах появились новые экологические стандарты, этилирование стали запрещать, и это привело к обратной тенденции – снижению СЖ в серийных образцах двигателей.

Современные двигатели имеют систему автоматической регуляции угла зажигания, которая позволяет ДВС работать на «неродном» топливе – например, 92 вместо 95, и наоборот. Система управления УОЗ помогает избежать детонации и других неприятных явлений. Если же ее нет, то, например, залив высокооктановый бензин двигатель, не рассчитанный на такое горючее, можно потерять в мощности и даже залить свечи, поскольку зажигание будет поздним. Ситуацию можно поправить ручным выставлением УОЗ по инструкции к конкретной модели автомобиля.

Компрессия в цилиндрах двигателя является одним из важнейших факторов его работы. Она обозначает максимальную величину давления во время холостого прокручивания мотора. Отдельно взятые модели силовых агрегатов предполагают различные показатели уровня компрессии. Об этом далее в статье.

Компрессия среди автолюбителей считается диагностическим фактором, позволяющим оценить состояние поршневой группы и работоспособность двигателя автомобиля. Компрессией является наибольшее давление в цилиндре, которое создается поршнем в конце такта сжатия. Компрессия двигателя может измеряться в разных единицах, однако наибольшую популярность обрело измерение в атмосферах.

Компрессия — важный момент при диагностике двигателя авто

Высокая компрессия предохраняет картер от избыточного попадания газов, в результате чего газы направляются только на выполнение полезной работы. Это влечет за собой снижение расхода топлива и масла, следовательно, повышается мощность силового агрегата и его КПД. В условиях низкой компрессии мощность мотора падает, ухудшается динамика автомобиля и увеличивается расход горюче-смазочных материалов.

Степень сжатия, что это

Не очень опытные автовладельцы порой путают понятие «степень сжатия» с понятием «компрессия», однако в действительности это разные вещи. Степень сжатия — это отношение объема цилиндра силового агрегата к объему камеры сгорания.

Степень сжатия и компрессия, чем определяется их зависимость

В отличие от компрессии, степень сжатия — это неизменная величина, которая указана производителем в технической документации. Она не измеряется в единицах, поэтому нет смысла сопоставлять ее с компрессией. Также данный параметр напрямую воздействует на мощность мотора. Чем он больше, тем давление над поршнем выше, и, следовательно, выше крутящий момент.

Компрессия же под влиянием времени меняет свое значение в результате постепенного износа комплектующих поршневой группы и, вследствие этого, снижения давления в цилиндре. Стоит отметить, что от степени сжатия напрямую зависит компрессия в двигателе, эта связь значений отображена в рассчитанных параметрах для каждого типа силового агрегата.

Таблица компрессии у бензиновых автомобилей в норме

Показатели компрессии в автомобилях ВАЗ при условии, что все системы и агрегаты исправны:

  • ВАЗ 2106-2107 — компрессия 11 кг/см2.
  • ВАЗ 2109 — компрессия 11 кг/см2.
  • ВАЗ 2110 — компрессия 12 кг/см2.
  • ВАЗ 2112 — компрессия 12.6 кг/см2.

Компрессия в бензиновых моторах некоторых других моделей транспорта разных производителей:

Как рассчитать компрессию автомобиля

Чтобы определить компрессию, воспользуйтесь следующей формулой:

Компрессия = коэффициент X x на степень сжатия

Показатель степени сжатия можно найти в технических документах двигателя, при этом каждая модель автомобиля имеет свою степень сжатия. Что касается коэффициента X, то он тоже отдельно определен для каждой группы моторов, к примеру, четырехтактные бензиновые силовые агрегаты с искровой системой зажигания имеют коэффициент 1.2-1.3.

Какая компрессия у дизельных двигателей

Показатель компрессии в дизельных двигателях существенно выше, нежели в бензиновых, поскольку зажигание топливной смеси в дизельных агрегатах происходит не от искры, а от сжатия под сильным давлением. До температуры воспламенения топливо нагревается при давлении около 35 кг/см2. Естественно, окончательный показатель давления, которого достаточно для воспламенения солярки, также зависит от определенных условий вроде состояния самого мотора или температуры окружающей среды. Однако, можно сделать вывод, что в процессе снижения компрессии в результате износа поршней автомобиль с дизелем становится все труднее завести.

Эксперты определили значение компрессии дизельного мотора, достаточное для его пуска в условиях различной внешней температуры:

  • 40 — силовой агрегат заводится при температурах до -35 градусов.
  • 36 — транспортное средство заведется при температурах до -30 градусов.
  • 32 — заводится после длительной стоянки при температурах до -25 градусов.
  • 28 — топливо воспламенится после длительной стоянки при -15 градусов.
  • 25 — мотор без проблем заводится после длительной стоянки в теплой среде при -15 градусов.
  • 22-23 — не остывший силовой агрегат заводится сразу, длительная стоянка возможна только в гараже при плюсовых температурах.
  • менее 18 — даже разогретый двигатель при любых условиях не заведется.

Таблица компрессии дизельных автомобилей в норме

Приведенные ниже значения будут достоверными при запуске исправных моторов, в транспорте, где все системы работают. При наличии неисправностей данные показатели способны не соответствовать действительности.

Значение компрессии дизельных моторов некоторых моделей автомобилей:

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

Как сделать замер компрессии двигателя правильно:

На показатель компрессии оказывает воздействие техническое состояние силового агрегата и условия, при которых осуществляются замеры, поэтому измерять компрессию всегда следует одним и тем же методом и в одинаковом режиме.

условия для замера компрессии

Замеры, как правило, проводятся в таких условиях:

  1. Исправный стартер.
  2. Заряженный аккумулятор.
  3. Отсоединенный топливный шланг.
  4. От катушек отключенные низковольтные провода.
  5. Во всех цилиндрах вывернутые свечи.
  6. Снятый воздушный фильтр.
  7. Открытая дроссельная заслонка.
  8. Разогретый до требуемой температуры силовой агрегат.

замер компрессии при помощи компрессометра и свечного ключа

Сама процедура измерения компрессии осуществляется с помощью свечного ключа и компрессометра. Компрессометр следует вставить в отверстие от выкрученной свечи в одно время с запуском силового агрегата на холостом ходу и удерживать, пока не перестанут расти показания на шкале. Подобные манипуляции необходимо проводить со всеми цилиндрами мотора.

Почему полученные данные могут отличаться от паспортных данных

Полученная при измерении компрессии информация, как правило, отличается от цифр, заявленных изготовителем автомобиля в технических документах. Расхождение в значениях обусловлено износом поршневой группы, возникающем при регулярной эксплуатации автомобиля. С увеличением износа элементов компрессия в цилиндрах силового агрегата уменьшается.

Несомненно, при небольших отклонениях от заявленных изготовителем цифр, автовладелец может продолжать пользоваться транспортным средством, без ремонта поршневой группы. Допустимым считается расхождение до десяти процентов. При увеличении разрыва показателей комплектующие мотора считаются сильно изношенными.

Причины снижения компрессии

  1. Появление нагара вследствие износа маслосъемных колпачков.
  2. Дефект кулачка распредвала.
  3. Прогар либо деформация клапана.
  4. Прогар поршня.
  5. Трещина в перемычке поршня.
  6. Поршневые кольца сели в канавки поршня — наиболее распространенная причина снижения компрессии.

Что грозит автомобилю при работе со сниженной компрессией

Как правило, при перечисленных причинах снижение компрессии происходит только в одном цилиндре, поэтому капитальный ремонт мотора не требуется. В данном случае достаточно почистить камеру сгорания от нагара и заменить детали.

Если компрессия снизилась во всех цилиндрах одновременно, вероятнее всего, нарушилась герметичность камеры сгорания, что может привести к капитальному ремонту мотора. Если герметичность камеры сгорания нарушена, понадобится регулировка зазоров, а также газораспределительного механизма.

В дизельных силовых агрегатах причиной снижения компрессии зачастую является износ зеркала цилиндров. Признак снижения компрессии в дизельных двигателях — появление из выхлопной трубы синего дыма в результате неполного сгорания солярки в условиях недостаточно высокой температуры.

Порой неисправности сторонних элементов способны повлечь за собой уменьшение давления в цилиндрах, к примеру, плохое распыление топлива в результате неисправности форсунки.

Как повысить компрессию

Чтобы устранить проблему низкой компрессии силового агрегата, следует заменить либо отремонтировать испорченные детали и агрегаты, после чего мощность двигателя снова возрастет.

Советы профи: присадка для компрессии двигателя, пользоваться или нет

Несомненно, специальные присадки способны увеличить компрессию силового агрегата, поскольку имеют массу положительных комплексных свойств. Однако, нужно понимать, что не стоит ожидать от присадок существенного эффекта, если двигатель сильно изношен. Кстати, среди автовладельцев встречается ряд отрицательных отзывов после применения. В любом случае, выбор за вами.

Степень сжатия двигателя (CR — compression ratio) определяется как отношение внутреннего объема цилиндра над поршнем, находящимся в нижней мертвой точке, к внутреннему объему цилиндра над поршнем, находящимся в верхней мертвой точке. При ремонте двигателя по стандартной технологии повторной сборки выполняются следующие операции механической обработки:

  1. Цилиндры растачиваются под больший диаметр и в двигатель ставятся ремонтные поршни увеличенного размера. Растачивание цилиндров приводит к увеличению рабочего объема и степени сжатия, поскольку объем цилиндра при этом увеличивается а объем камеры сгорания остается неизменным, в результате чего количество сжимаемой топливно-воздушной смеси возрастает.
  2. Опорные поверхности блока цилиндров заново шлифуются. Эта операции механической обработки называется шлифовка плиты блока цилиндров и приводит к росту степени сжатия, поскольку после нее головка блока цилиндров опускается ниже к днищам поршней.
  3. Повторно шлифуется нижняя плоскость головки(ок) блока цилиндров, что также приводит к росту степени сжатия. Вот с такими казалось бы простыми вы и сможете измерить степень сжатия.

Чтобы сохранить степень сжатия двигателя на уровне паспортного значения, установленного для серийного двигателя, на большинстве ремонтных предприятий используют ремонтные поршни, которые короче стандартных на величину в пределах от 0,015 дюйма до 0,020 дюйма. Вот так измеряется степень сжатия двигателя в авто.

Для вычисления точного значения степени сжатия необходимо точно измерить диаметр цилиндра, ход поршня и объем камеры сгорания.

Какую степень сжатия имеет, например, восьми-цилиндровый V-образный двигатель автомобиля Chevrolet объемом 350 куб. дюймов, после того, как в его конструкцию было внесено единственное изменение — вместо головок блока цилиндров с объемом камеры сгорания 74 см были установлены новые, с объемом камеры сгорания 62 см?

  • диаметр цилиндра равен 4,000 дюйма, ход поршня равен 3,480 дюйма, число цилиндров равно 8,
  • объем камеры сгорания до замены головок CV = = 74 см3 = 4,52 куб. дюйма,
  • объем камеры сгорания после замены головок CV = = 62 см3 = 3,78 куб. дюйма.
  • GV = диаметр цилиндра х диаметр цилиндра х 0,7854 х х толщина сжатой прокладки = 4,000 дюйма х х 4,000 дюйма х 0,7854 х 0,020 дюйма = 0,87 куб. дюйма.

Чтобы не усложнять расчет, а просто показать, какое влияние оказывает изменение объема камеры его сгорания, полагаем, что поршни имеют плоские днища и зазор от днища поршня, находящегося в ВМТ, до плиты блока цилиндров равен нулю.

Достаточно было всего лишь измениться объему камеры сгорания — с 74 см3 до 62 см3, как степень сжатия возросла с 9,1:1 до 10,4:1. Поскольку для современного бензина степень сжатия 10,4:1, как правило, не рекомендуется, такая модернизация допустима только для гоночных двигателей, которые будут работать на дорогом горючем или горючем с использованием специальных присадок. Надеемся мы вам помогли разобраться и вы теперь знаете как определяется степень сжатия двигателя в вашем автомобиле.

Степень сжатия двигателя — подробное пояснение характеристики


Всем известно, что в бензиновых поршневых двигателях внутреннего сгорания топливовоздушная смесь перед воспламенением сжимается. Аналогичный такт работы дизелей отличаются лишь тем, что сжимается воздух без топлива. Одной из важнейших характеристик обоих ДВС является степень сжатия. Она показывает, во сколько раз изменяется объем пространства над днищем поршня при прохождении его от нижней мертвой точки до верхней.

Иногда этот показатель путают с компрессией, несмотря на то что разница между ними огромна. Ведь упомянутые выше характеристики, хоть и связаны между собой, по сути, совершенно различны. На что указывает даже их размерность. Степень сжатия – это соотношение, например, 10:1 или просто 10 и не имеет единиц измерения. То есть измеряется в «разах». Компрессия же показывает максимальное давление смеси в цилиндре перед воспламенением и измеряется в кг/см2. Так, компрессия ДВС, имеющего степень сжатия 10:1, должна быть не более 15,8 кг/см2. Сказать, что такое степень сжатия, можно и иначе. Это отношение объема над поршнем, находящимся в нижней мертвой точке к объему камеры сгорания. Камерой сгорания называется пространство над поршнем, достигшим верхней мертвой точки.

Расчет коэффициента сжатия

Вычислить степень сжатия ДВС можно, если выполнить расчет по формуле ξ = (Vр + Vс)/ Vс; где Vр – рабочий объем цилиндра, Vс – объем камеры сгорания. Из формулы видно, что степень сжатия можно сделать больше, уменьшив, объем камеры сгорания. Или увеличив, рабочий объем цилиндра, не изменяя камеры сгорания. Vр намного больше чем Vс. Поэтому можно считать, что ξ прямо пропорционален рабочему объему и находится в обратной зависимости от объема камеры сгорания.

Рабочий объем цилиндра можно посчитать, зная диаметр цилиндра – D и ход поршня – S. Формула для его вычисления выглядит так: Vр = (π*D2/4)* S.

Объем камеры сгорания из-за ее сложной формы обычно не вычисляют, а измеряют. Сделать это можно залив в нее жидкость. Определить объем, поместившийся в камеру жидкости, можно при помощи мерной посуды или весов. Для взвешивания удобно использовать воду, так как ее удельный вес 1г на см3. Значит, ее вес в граммах покажет и объем в куб. см.

Калькулятор расчета рабочего объёма двигателя внутреннего сгорания

куб., то для перевода единиц измерения, результат придется разделить еще на 1000. Заметьте, что полный объем и рабочий, отличаются, так как поршень имеет выпуклости и выточки под клапана и в него также входить объем камеры сгорания.

Поэтому не стоит путать эти два понятия.

И чтобы рассчитать реальный (полный) объем цилиндра, нужно суммировать объем камеры и рабочий объем.Определить объем двигателя можно обычным калькулятором, зная параметры цилиндра и поршня, но посчитать рабочий объем в см³ нашим, в режиме онлайн, будет намного проще и быстрее, тем более, если вам расчеты нужны, дабы узнать мощность двигателя, поскольку эти показатели напрямую зависят друг от друга.Объем двигателя внутреннего сгорания очень часто также могут называть литражом, поскольку измеряется как в кубических сантиметрах (более точное значение), так и литрах (округленное), 1000 см³ равняется 1 л.

Рекомендуем прочесть: Куда обращаться если мфц не выполняет свои обязанности владикавказ

Zhurikhin › Блог › Динамическая степень сжатия

Допустим, мы поворачиваем распредвал в опережение, тем самым уменьшаем значение LSA (угол развала кулачков), уменьшаем угол закрытия впускного клапана (клапан закрывается раньше), увеличивается наполнение на средних оборотах относительно базовых значений и увеличивается время на сжатие – как итог имеем большее значение давления в конце такта сжатия.

Также на давление оказывают влияние такие параметры, как ход поршня и длина шатуна, но об этом немного позже.

Почему нам важно это учитывать?Также мы рассматривали, что при использовании распредвала с большим значением LSA и более поздним закрытием впускного клапана, нам необходимо увеличивать степень сжатия (статическую степень сжатия – Static Compression Ratio – SCR).

Теперь нам становится более понятно, почему это необходимо делать – так, если этого не сделать, то эффективность сжатия ТВС станет заметно ниже и как итог, нам придется увеличить УОЗ, а это повлечет за собой увеличение противодавления и уменьшит мощность – увеличение степени сжатия необходимый шаг при такой доработке.

Влияние коэффициента сжатия на характеристики мотора

Чем выше степень сжатия, тем больше компрессия ДВС и его мощность (при прочих равных условиях). Повышая степень сжатия, мы также способствуем увеличению КПД двигателя за счет снижения удельного расхода топлива. Степень сжатия ДВС, определяет октановое число используемого для работы мотора бензина. Так, низкооктановое топливо станет причиной детонации мотора с большим значением этого коэффициента. Чрезмерно высокое октановое число топлива не позволит силовому агрегату, компрессия которого невысока, развивать полную мощность.

Исходные данные

Октановое число топлива, используемого для бензиновых двигателей с различной степенью сжатия.

  • 7,0–7,5 октановое число 72–76.
  • 7,5–8,5 октановое число 76–85.
  • 5,5–7 октановое число 66–72.
  • 10:1 октановое число 92.
  • От 10,5 до 12,5 октановое число 95.
  • От 12 до 14,5 октановое число 98.

Выравнивание плоскости сопряжения головки с блоком срезанием слоя металла приводит к уменьшению камеры сгорания мотора. От этого показатель сжатия увеличивается в среднем на 0,1 при уменьшении толщины головки на 0,25 мм. Имея в своем распоряжении эти данные, можно определить, не превысит ли он после ремонта головки блока допустимые пределы. И не следует ли принять меры для его снижения. Опыт показывает, что при удалении слоя менее 0,3 мм последствия можно не компенсировать.

Что такое степень сжатия?

Скажете ли вы на память, какая степень сжатия у двигателя вашего авто? Допустим, 9,8; не слишком ли много? А может, наоборот, – мало?

Непростой вопрос, ведь конструкторы моторов с искровым зажиганием [Мы обычно говорим бензиновый, хотя знаем, что автомобильные двигатели прекрасно работают и на газе. А также на спирте – метиловом или этиловом… Так что лучше выражаться: с искровым зажиганием. Или Отто (по имени создателя такой конструкции Николауса Отто) – в отличие от Дизеля. Хоть и странновато звучит, но точнее.] всячески стремятся повысить степень сжатия. А создатели двигателей с воспламенением от сжатия наоборот – стараются ее понизить…

Своеобразная характеристика д.в.с., вокруг которой бытует немало недоразумений. Причем одна из ключевых – от степени сжатия зависит многое. Хотя, на первый взгляд, нет ничего проще: отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания. Или иначе: частное от деления объема надпоршневого пространства в н.м.т. на него же – в.м.т. То есть, геометрическая степень сжатия показывает, во сколько раз сжимается топливовоздушная смесь (воздух в цилиндрах дизеля) при движении поршня от н.м.т. к в.м.т. Геометрическая; а в жизни, естественно, получается не всегда так, как в геометрии…


Объемы 4-тактного поршневого двигателя: Vk – объем камеры сгорания; Vp – рабочий объем цилиндра; Vo – полный объем цилиндра; ВМТ – верхняя мертвая точка; НМТ – нижняя мертвая точка.

Вперед и выше

На заре автомобилизма степень сжатия двигателей Отто (а собственно, других 100 лет назад и не знали) делали невысокой – 4-5. Чтобы при работе на низкооктановом бензине (гнали как умели) не возникала детонация [Кто не слышал детонационные звуки в цилиндрах? Как говорится, «пальцы стучат». При слишком высокой (по качеству горючего) степени сжатия, горение топливовоздушной смеси после ее воспламенения от искры нарушается. Оно приобретает взрывной характер, в камере сгорания возникают ударные волны, от которых мотору не поздоровится.]. Скажем, при рабочем объеме цилиндра в 400 «кубиков» объем камеры сгорания – 100 миллилитров. То есть, геометрическая степень сжатия у нашего двигателя

e = (400+100)/100 = 5.

Если же объем камеры сгорания уменьшить – при прочих равных – до 40 см3 (технически несложно), то степень сжатия повысится до

e = (400+40)/40 = 11.

Замечательно – и что? А то, что термический к.п.д. двигателя увеличится почти в 1,3 раза. И если 6-цилиндровый 2,4-литровый мотор развивает со степенью сжатия 5 мощность в 100 л.с., то со степенью сжатия 11 она повысится до без малого 130. Причем при неизменном расходе горючего! Иными словами, расход топлива в расчете на 1 л.с. в час сокращается на 22,7%.


Короткоходный 3,8-литровый двигатель Porsche 911 со степенью сжатия 11,8! Объем камеры сгорания настолько мал (59 см3), что трудно устроить углубления в днище поршня под головки клапанов

Поразительный результат – самыми простыми средствами. Не слишком ли хорошо, чтобы быть правдой? Никакой мистики: чем выше степень сжатия, тем ниже температура отработанных газов, идущих на выхлоп. При e = 11 мы попросту заметно меньше обогреваем атмосферу, чем при степени 5; вот и все.

Азы теплотехники

Автомобильные двигатели – разновидность тепловых машин, которые подчиняются законам термодинамики. Еще в 1-й половине XIX в. замечательный французский физик и инженер Сади Карно заложил основы теории тепловых машин – в том числе и д.в.с. Так вот, по Карно, к.п.д. двигателя внутреннего сгорания тем выше, чем больше разница между температурой газов (рабочего тела) к концу горения топливовоздушной смеси – и их температурой на выпуске. А разница температур зависит от e – вернее, от степени расширения рабочих газов в цилиндрах.

Sadi Carnot (1796-1832)

Да, тут есть нюанс: по Карно, для термического к.п.д. важна не степень сжатия, а именно степень расширения. Чем сильнее расширяются горячие газы на рабочем ходу, тем ниже падает их температура – естественно. Просто в обычных конструкциях д.в.с. степень расширения геометрически совпадает со степенью сжатия; вот мы и привыкли говорить. Тем более что детонация зависит как раз от e – то есть от компрессии. Чем сильнее сжимается топливовоздушная смесь в цилиндрах двигателя Отто [Именно Отто, дизели детонации не знают. Почему – отдельный разговор.], чем выше давление и температура к моменту искрообразования, тем вероятнее возникновение ударных волн в камере сгорания.

Взрывное горение, детонация. Она-то и ограничивает степень сжатия, но степень расширения рабочих газов здесь ни при чем. Вот если каким-то образом отделить одну степень от другой – чтобы при умеренной компрессии добиться сильного расширения рабочих газов…

Пятитактный цикл

Pourquoi бы и не pas; ведь уже полвека с лишним известен так называемый 5-тактный цикл Atkinson’а/Miller’а. Он как раз и разводит степень сжатия и степень расширения по разные стороны.

Представьте, что у вашего 1,5-литрового 16-клапанника ВАЗ-2112 впуск заканчивается не на 36° после н.м.т. (по углу поворота коленчатого вала), а очень поздно – на 81°. То есть, при 3 тыс. оборотов поршень на своем ходе к в.м.т. вытесняет часть топливовоздушной смеси через открытые клапаны обратно во впускной коллектор (не беспокойтесь, она там не пропадет). Иными словами, такт сжатия начинается только где-то на 75° после н.м.т., а до того имеет место своеобразный такт обратного вытеснения смеси.

Тактов теперь не 4, а 5: впуск, обратное вытеснение, сжатие, рабочий ход, выпуск. На первый взгляд, идиотская схема: зачем гонять смесь туда-обратно? На первый взгляд и Солнце обращается вокруг Земли… Следите за моими руками: допустим, обратно вытесняется 20% топливовоздушной смеси, уже попавшей в цилиндр, и сжимается только 80%. И пусть геометрическая e равна 13 – исключительно высокая для Отто. Однако реальная степень сжатия, компрессия гораздо ниже: при 20-процентном обратном вытеснении смеси она равна 10,6. Что и требовалось доказать.

У конструкции с реальной степенью сжатия 10,6 (вполне допустимо для товарного бензина) степень расширения рабочих газов – 13. Термический к.п.д. двигателя по факту в 1,0518 раза выше, чем по его реальной степени сжатия; не так много, но моторостроители годами бьются ради 5-процентной экономии горючего. Двигатели пассажирских автомобилей уже вовсю работают по 5-тактному циклу. Возьмите 1,5-литровую тойотовскую «четверку» 1NZ-FXE (для Prius) или фордовскую 2,26-литровую (для Escape hybrid). Вроде блестящее решение, однако у медали есть и оборотная сторона.


Тойотовская «четверка» 1NZ-FXE: тоже 5-тактный цикл. На глаз заметно, насколько профиль впускного кулачка шире выпускного: крайне позднее закрытие впускных клапанов

Геометрическая e (степень расширения рабочих газов) у 1NZ-FXE – 13, реальная степень сжатия – около 10,5. Печаль в том, что из-за обратного вытеснения смеси 1,5-литровый мотор по крутящему моменту и мощности опускается примерно до 1,2-литрового; выигрываем в термическом к.п.д. – ценой потери реального литража. Так что с одной стороны – с другой стороны.

Мало того, двигатель с поздним закрытием впускных клапанов совсем не тянет «на низах». Поэтому 5-тактный цикл годится в «гибридных» силовых агрегатах, где тяговый электромотор как раз и принимает на себя нагрузку при самых низких оборотах. А потом подхватывает д.в.с.; так или иначе, 5-тактный цикл позволяет повысить степень расширения рабочих газов и термический к.п.д. двигателя.

У двигателя Honda, работающего по 5-тактному циклу, часть топливовоздушной смеси вытесняется поршнем обратно во впускные каналы 1 – впуск; 2 – обратный выброс топливовоздушной смеси; 3 – пятый такт: сжатие.

А вот наддув – наоборот – вынуждает понижать степень сжатия. При подаче топливовоздушной смеси под избыточным давлением, реальная компрессия в цилиндрах оказывается слишком высокой – даже при умеренной геометрической e. Приходится отступать; отсюда снижение термического к.п.д. и повышенный расход бензина у двигателей с наддувом, если не применять спецгорючее.

На спирту

Чем больше октановое число бензина, тем выше допустимая (по условиям детонации) степень сжатия, тем эффективнее работает мотор. Так ведь не бензином единым… Исключительно высокую e допускает в роли горючего газ – нефтяной или природный. Без наддува 13-14 не вопрос, с компрессором – 10-11. Водород тоже отличается стойкостью против детонации. И еще спирт – метиловый или этиловый: потрясающие антидетонационные качества. Вдобавок у спирта высокая теплота испарения; испаряясь, он сильно охлаждает топливовоздушную смесь (а заодно и поверхность камеры сгорания). Холодная смесь плотнее, и в цилиндр ее – по весу – входит заметно больше; реальный коэффициент наполнения оказывается выше. Крутящий момент, мощность. Так и говорят: «компрессорный» эффект спиртового горючего.

Мощность, термический к.п.д. – все удовольствия сразу. Кроме того, этиловый (питьевой!) спирт еще и экологичен; что еще пожелать? Правда, расход спиртового топлива в литрах оказывается гораздо выше, чем бензина, поскольку теплотворная способность метанола и этанола невысока. Как водка и «сушняк»; равнять литр на литр тут бессмысленно. А вот в энергетическом эквиваленте спирт заметно эффективнее бензина – благодаря высокой степени сжатия (расширения). Так что в перспективе – спиртовое топливо, чистое или в смеси с бензином. Скажем, E85: на 85% этанол и на 15% бензин. И лет через 25 нефть потеряет свое значение в мире…

Истина в мере

В перспективе, а пока повысить степень сжатия ВАЗовского 16-клапанника с 10,5 до 11,5 – на 92-м бензине от местной АЗС – ой как непросто. Скажем, применить впрыск бензина непосредственно в камеры сгорания – вместо впускных каналов. Испарение бензина не на впуске, а в цилиндрах – тот же самый «компрессорный» эффект. Или организовать 2-искровое зажигание – с 2 свечами на цилиндр; кое-что дает. А также поставить выпускные клапаны с внутренним (натриевым) охлаждением; раскаленные тарелки провоцируют детонацию. Очистить поверхность камеры сгорания от нагара – и отполировать ее.

Влияет конфигурация камеры сгорания – и скорость вихревого движения топливовоздушной смеси. Есть много способов борьбы с детонацией – хороших и разных.

А до какого уровня есть смысл поднимать e двигателя Отто? Тут вот что: термический к.п.д. нарастает с повышением степени сжатия (расширения!), но не линейно. То есть, рост к.п.д. замедляется: если от 5 до 10 он повышается в 1,265 раза, то от 10 до 20 – только в 1,157 раза. Зато быстро накапливаются побочные заморочки, которых лучше избегать. Поэтому степень сжатия 13-14 – разумный компромисс, к которому и следует стремиться. Только оставьте окончательное решение за инженерами-конструкторами; они знают лучше.

Для чего бывает нужно изменить коэффициент сжатия

Необходимость изменения этого параметра ДВС возникает довольно редко. Можно перечислить всего несколько причин, побуждающих сделать такое.

  1. Форсирование двигателя.
  2. Желание приспособить мотор для работы на бензине с другим октановым числом. Было время, когда газовое оборудование для авто не встречалось в продаже. Не было и газа на заправках. Поэтому советские автовладельцы часто переделывали двигатели для работы на более дешевом низкооктановом бензине.
  3. Неудачный ремонт мотора, для ликвидации последствий которого требуется корректировка коэффициента сжатия. К примеру, фрезеровка головки блока после слишком сильной тепловой деформации. Когда выровнять сопрягаемую с блоком цилиндров поверхность удается ценой снятия слоя металла чрезмерно большой толщины. От этого значение коэффициента увеличивается столь сильно, что работа на бензине, для которого был рассчитан мотор, становится невозможной.

Зачем нужно проверять объем двигателя

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

Подпишись

на наш канал в
Я ндекс.Дзене
Еще больше полезных советов в удобном формате

Как можно изменить показатель сжатия

Методы увеличения:

  • Расточка цилиндров и установка поршней большего размера.
  • Уменьшение объема камер сгорания. Выполняется за счет удаления слоя металла со стороны плоскости сопряжения головки с блоком. Эту операцию из-за мягкости алюминия лучше делать на фрезерном или на строгальном станке. Шлифовальный станок использовать не следует, так как его камень будет постоянно забиваться пластичным металлом.

Способы снижения:

  • Снятие слоя металла с днища поршня (делается это обычно на токарном станке).
  • Установка между головкой и блоком цилиндров дюралюминиевой проставки между двумя прокладками.

Взаимосвязь коэффициента сжатия и компрессии

Зная значение коэффициента сжатия, можно рассчитать какая компрессия должна быть в двигателе. Однако, обратная оценка не будет соответствовать действительности. Так как компрессия зависит еще и от изношенности деталей цилиндр-поршневой группы и газораспределительного механизма. Низкая компрессия двигателя часто говорит о значительном износе мотора и необходимости его ремонта, а не о малом коэффициенте сжатия.

Мало ли кому интересно. Выдержка из моих записей. А так же сразу вопрос! 1% объема турбодвигателя на что может повлиять?

При покупке поршней сразу взял чуть больший диаметр, а именно 90.5. Напомню что в стандарте 90 ровно. Взял для того чтоб сразу проточить цилиндры, для создания идеальной поверхности. Все таки приятно когда все обновленное. И куда приятнее когда делают хорошо все и с душой. Так как бюджет давно перевалил за начальную стоимость покупки авто, решил не экономить на таких «мелочах». Отсюда все время двигаются сроки окончания работ. И до сих пор не знаю когда будет близко конец… Ну да ладно… Главное сделать красиво хорошо и с первого раза, так как не планирую больше вливать в нее… Хотя кто знает. всякое случается…

А вообще после покупки поршней сразу назрел вопрос, на что повлияет такая расточка. думаю что на столько ничтожны эти изменения что ни на что…

И так, формула расчета объема. Мало ли кому полезна будет.

V — объем R — это радиус поршня.(Не забудьте что r это 1/2 диаметра) H — это ход поршня. 4 — в данном случае количество поршней.

Мы имеем, 4 поршня, диаметр поршня 90.5, и высоту подъема 90.

Итак. Новый объем V=(4*3.14*45.25*45.25*90)/1000=2314 Стандартный объем V=(4*3.14*45*45*90)/1000=2289 Теперь посчитаем разницу в процентах. 2289=100% 2314=101% Увеличили объем на 1%

Разница мала, но теперь когда будут спрашивать какой объем, можно смело говорить 2.3 округлив в меньшую степень, а не в большую

Настоящим сообщаем, что в соответствии с Федеральным законом № 152-ФЗ от 27.07.2006, отправляя данную форму, вы подтверждаете свое согласие на обработку персональных данных.

Аквапечать24
Аксессуары16
Двигатели в сборе5
Диагностические приборы и кабели1
Запчасти для скутеров2338
Запчасти для японских скутеров227
Запчасти на мотоцикл/питбайк3
Лодочные моторы15
Скутеры28
Специальное предложение48

Калькулятор расчета степени сжатия

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

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

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

r — радиус поршня мм

п — 3,14 не именное число.

Как узнать объем двигателя

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

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

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

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

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

Расчет объема ДВС калькулятором

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

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

Длинноходный и короткоходный поршень

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

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

Зачем нужно проверять объем двигателя

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

Подпишись на наш канал в Я ндекс.Дзене

Еще больше полезных советов в удобном формате

Введение
Как всегда, для рассмотрения какого-либо вопроса, вспомним уже известную нам информацию по теме степени сжатия. Преобладающее количество людей, конечно, скажут, что степень сжатия – это безразмерная величина, отображающая отношение объема цилиндра к объему камеры сгорания. Также известно, что для современного атмосферного бензинового двигателя она равняется примерно 9-11, для турбированных моторов 7-8. Но каков ее физический смысл? Какое влияние она оказывает на процессы, происходящие в двигателе, рассмотрим этот вопрос более детально.

Теоретическое пояснение
Итак, рассмотрим, что же такое с физической точки зрения Степень сжатия, в классическом ее понимании. Как мы уже знаем, это отношение объема цилиндра к объему камеры сгорания, т.е. другими словами, мы понимаем под этим, что объем воздуха поступившее в цилиндр на такте впуска равняется объему цилиндра… Но так ли это на самом деле?
Нам известно, например, что для двигателей с 2-мя клапанами на цилиндр Эффективное наполнение (volumetric efficiency) составляет для гражданских двигателей 75-80%, для 16-ти клапанных этот показатель немного выше – 80-85%. Таким образом, получается, что в двигатель, в лучшем случае, попадет воздуха около 85% от объема цилиндра. А также, забегая немного вперед, надо отметить, что произойдет это в режиме максимального наполнения. Как мы видим, реальная степень сжатия уже будет отличаться.
Также, мы должны понимать, что степень сжатия будет равняться расчетной, если уменьшение объема (сжатие) ТВС будет происходить в замкнутом пространстве от Объема V1 к V2. Грубо говоря, сжатие начнется при положении поршня в НМТ и закончится тогда, когда поршень достигнет ВМТ. Но опять же по факту, в реальном двигателе этого не происходит, потому что впускной клапан закрывается с определенным запаздыванием после НМТ, и по сути само сжатие ТВС начинается с запаздыванием относительно НМТ.
Что же мы видим? Получается, что объем воздуха в реальном двигателе, участвующий в сжатии и физический объем, намного меньше, соответственно и степень сжатия, рассчитанная нами ранее, является не корректной, или скажем так, мало информативной. Ведь помимо физического объем цилиндра, разные конструкции двигателей имеют абсолютно разные и другие геометрические параметры, начиная от диаметра цилиндра, хода поршня и заканчивая различными распределительными вала, а также различными системами изменения фаз газораспределения.
Таким образом, является целесообразным ввести некую величину, которая позволит нам учитывать все параметры, влияющие на реальную степень сжатия – назовем эту величину Динамическая степень сжатия (DCR).

Понятие DCR
Динамическая степень сжатия (DCR) – величина, которая позволяет нам учитывать различные аспекты конструкции ДВС влияющие в процессе работы на конечное давление в конце такта сжатия, именно конечное давление и будет являться бенефициаром нашего расчета. Также, нам необходимо систематизировать полученные данные по соответствию значения DCR — конкретному октановому числу топлива.

Обзор конструкций
Для лучшего осмысления, физического смысла DCR, рассмотри конструкции некоторых моделей двигателей, на примере, посмотрим, какие значения DCR они имеют, а также чем это обусловлено. Для простоты, сравним всем известные двигатели семейства ВАЗ и проследим их эволюцию в разрезе введенного нами параметра.
Итак, первый двигатель, который мы рассмотрим — это ВАЗ 2106, основные параметры, такие как диаметр цилиндра, ход поршня и остальные можно легко найти в интернете, я уже произвел все необходимые расчеты, и для простоты, буду указывать уже сокращенные данные. Этот двигатель имеет геометрическую степень сжатия – 8,5 и угол закрытия ВК равным 55°, на основе всех данных, значение DCR для этого двигателя будет равно 7,5. Сравним со значением из таблицы, получаем, что для данного типа двигателя допустимо применение 92 бензина, причем с небольшим запасом. В принципе, для того времени, когда разрабатывался этот двигатель октановое число топливо применялось со значение 91, а системы управления двигателем не позволяли достаточно точно производить настройку, поэтому некий запас конечно был необходим.
Теперь рассмотри другой двигатель из этого семейства – ВАЗ 21213. Этот двигатель имеет больший объем по отношению к двигателю 2106, а также он устанавливался на автомобиль, которому предъявлялись повышенные требования к проходимости, соответственно двигатель должен был бесперебойно работать при продолжительных нагрузках, при этом не иметь детонации. Так как объем цилиндра увеличился, а конструкция ГБЦ осталась практически без изменения – это неминуемо привело к тому, что этот двигатель имеет геометрическую степень сжатия равную 9,3. Получается, что значение степени сжатия увеличилось почти на единицу по отношению к предыдущему двигателю, но применяемое топливо осталось на прежнем уровне, и нагрузки на низких оборотах не уменьшились, а даже возросли, так в чем же дело? По логике вещей нужно было бы использовать топливо с большим октановым числом и иметь более точные настройки системы зажигания и топливоподачи. Конечно, еще одним вариантом могло бы быть изменение конструкции ГБЦ (увеличение камеры сгорания), но это не рентабельно, в масштабах массового производства, практически идентичного мотора изготавливать отдельные узлы. Поэтому, конструкторы пошли другим путем, а именно, они изменили параметры распределительного вала, и даже только той части, которая касается впускного кулачка – они сделали угол закрытие ВК равным 73° в отличии от 55° на 2106, что на 18° позже. Таким образом, значение DCR составило 7,45 – что является нормальным для применения 92 бензина.
На примере этих моторов, мы наглядно убедились в том, что значение геометрической степени сжатия по факту ни дает нам практически, ни какой информации, о тех процессах, которые реально происходят в двигателе.
Также интересно проследить развитие двигателей семейства переднеприводных машин ВАЗ. Например, в силу опять же не достаточно современных систем управления, двигатель 21083, имея, казалось бы для того времени довольно высокую геометрическую степень сжатия – 9,8 имеет DCR равным 7,4 — что также вписывается в концепцию применения 92 бензина. В дальнейшем на двигателе 2110 стала устанавливаться электронная система управления двигателем, что привело к ряду изменений и в конструкцию самого двигателя – стал применяться распредвал с более ранним закрытием ВК 51,5° против 80° нежели на предыдущей модели, что в свою очередь при геометрической степени сжатия равной также 9,8 позволило поднять DCR до значения 8,8 – что также позволяло использовать 92 бензин, но при этом процессы горения происходили более качественно. И, в конце концов, на автомобиле Лада-Гранта установлен двигатель 21116 с геометрической степенью сжатия – 10,5, а значение DCR составляет 9,4, что стало возможно благодаря применению электронной дроссельной заслонки и применению бензина с октановым числом не ниже 95.

Cars News

у меня там недоход больше миллиметра . Все короче, я смокоен! Спасибо!about 4 years agoАртем ПономаревТакой еще момент, двс 2jz камера сгорания находится в самом поршне!about 4 years agoАлексей ГавриловПривет, если идти такими образом то на 2106 с двиглом 1.6 установить коленвал с ходом поршня 84 степень сжатия поднимится с 8.5 до 10.8, какой тогда бензин надо лить, Подскажите, может я неправильно разщитал. about 4 years agoКонстантин Т In reply to Алексей ГавриловСтепень будет примерно 10.3about 5 months agoАлександр Александрович Полищук In reply to Алексей Гаврилов92about 1 year agoВантомас In reply to Алексей Гавриловне реже чем 2 раза в год заливай полный бак АИ98.

Среда в ДВС должна очищаться более высокооктановой смесью!about 1 year agoТеория ДВС In reply to Алексей Гаврилов95-йabout 4 years agoДмитрий ДмитрДоброго времени суток.

Honda Civic Hatchback 200 Японских пони › Бортжурнал › Замер объема камеры сгорания поршней.

Расчет степени сжатия.

Ох уж этот d15 3-stage.

Воротили япошки так что информации по нему не найти вообще.Ни объема камеры сгорания, ни объем в поршнях. только общие сведения есть.Как поступил я:Замерил примерный объем камеры сгорания при помощи пластилина.Вот она наша камера сгорания.А вот и пластилин которым будем делать замерыВарварским способом залепляем все это добро серой массойАккуратно срезаем Чтобы получилась плоскостьСтаканчик с водой, в идеале бы конечно бы нормальный мерную мензурку или чтото типо того, но в гараже был только стаканчик. Других прозрачных емкостей я не нашел.На стакашке сделали отметку по уровню воды.И заталкали в него наш пластилин из камеры сгорания.Разницу откачал шприцем.

32.5кубсмЭто примерный объем плюс минус пару кубов, ведь стакашка то у нас не точная)Тоже проделал с поршнем.Только пластилин затолкал в шприц и получил ровно 4кубсм.Ползем на за информацией.А затем на чтобы рассчитать Степень сжатия (далее СЖ)И начинаем заполнятьBlock Crank Параметры блока75 Bore (mm) — Диаметр поршня84.5 Stroke (mm) — Ход поршня207 Deck Height (mm) — Высота блокаPistons Поршня-4 Dome (cc) — Это у нас объем в поршне может быть как положительный так и отрицательный, у нас он отрицательный на -4 кубика которые мы и измерили27 Comp Height (mm) — Компрессионная высота поршня, то есть от середины пальца до плоскости поршня.Connecting Rod шатуны137 — Rod Length (mm) — высота шатуна — У нас они 137 мм.Headgasket Thickness Прокладка0,048 Thickness (in) — толщин прокладки ГБЦ указывается в Дюймах0,000 Bore diff (mm) * — Разница отверстий между прокладкой и блоком.Head32.2 — Combustion Chamber Volume (cc) — Это наш объем камеры сгорания, у меня получилось при замерах 32.5 но это примерные цифры.

не догадался их примерить но чтото около 8 кубсм.

забил в калькулятор и получил СЖ

8.6:1 — это примерно.

Маловато как то вышло чес слово. Двигатель здоровски расжат))Итог: Люди прежде чем делать кап ремонт убедитесь что все будет окей ) Ну а мне надо повышать СЖ.)

Калькулятор расчета рабочего объёма двигателя внутреннего сгорания

Рабочий объем цилиндра представляет собой объем находящийся между крайними позициями движения поршня.Формула расчета цилиндра известна еще со школьной программы – объем равен произведению площади основания на высоту.

И для того чтобы вычислить объем двигателя автомобиля либо мотоцикла также нужно воспользоваться этими множителями. Рабочий объём любого цилиндра двигателя рассчитывается так: где, h — длина хода поршня мм в цилиндре от ВМТ до НМТ (Верхняя и Нижняя мёртвая точки)r — радиус поршня ммп — 3,14 не именное число.Для расчета рабочего объема двигателя вам будет нужно посчитать объем одного цилиндра и затем умножить на их количество у ДВС.

И того получается: Vдвиг = число Пи умножено на квадрат радиуса (диаметр поршня) умноженное на высоту хода и умноженное на кол-во цилиндров.Поскольку, как правило, параметры поршня везде указываются в миллиметрах, а объем двигателя измеряется в см.

Чтобы посчитать объем интересующего вас двигателя нужно внести 3 цифры в соответствующие поля, — результат появится автоматически. Все три значения можно посмотреть в паспортных данных автомобиля или тех.

характеристиках конкретной детали либо же определить, какой объем поршневой поможет штангенциркуль.Таким образом, если к примеру у вас получилось что объем равен 1598 см³, то в литрах он будет обозначен как 1,6 л, а если вышло число 2429 см³, то 2,4 литра.

Длинноходный и короткоходный поршеньТакже замете, что при одинаковом количестве цилиндров и рабочем объеме двигатели могут иметь разный диаметр цилиндров, ход поршней и мощность таких моторов так же будет разной. Движок с короткоходными поршнями очень прожорлив и имеет малый КПД, но достигает большой мощности на высоких оборотах.

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

Чаще всего узнают объем двигателя когда хотят увеличить степень сжатия, то есть если хотят расточить цилиндры с целью тюнинга. Поскольку чем больше степень сжатия, тем больше будет давление на поршень при сгорании смеси, а следовательно, двигатель будет более мощным.

Zhurikhin › Блог › Расчет Динамической степени сжатия (DCR)

Для простоты, сравним всем известные двигатели семейства ВАЗ и проследим их эволюцию в разрезе введенного нами параметра.Итак, первый двигатель, который мы рассмотрим — это ВАЗ 2106, основные параметры, такие как диаметр цилиндра, ход поршня и остальные можно легко найти в интернете, я уже произвел все необходимые расчеты, и для простоты, буду указывать уже сокращенные данные. Этот двигатель имеет геометрическую степень сжатия – 8,5 и угол закрытия ВК равным 55°, на основе всех данных, значение DCR для этого двигателя будет равно 7,5. Сравним со значением из таблицы, получаем, что для данного типа двигателя допустимо применение 92 бензина, причем с небольшим запасом.

В принципе, для того времени, когда разрабатывался этот двигатель октановое число топливо применялось со значение 91, а системы управления двигателем не позволяли достаточно точно производить настройку, поэтому некий запас конечно был необходим.Теперь рассмотри другой двигатель из этого семейства – ВАЗ 21213.

Расчет КПП

Калькулятор КПП позволяет рассчитать зависимость скорости автомобиля от рабочих оборотов двигателя на каждой передаче с учетом ряда параметров: передаточное отношение ряда в КПП, главной пары (редуктора), размера колес. Расчет ведется для двух разных конфигураций КПП для проведения сравнительного анализа.

Это позволяет правильно подобрать тюнинговый ряд и ГП для коробки переключения передач. Результаты расчета КПП выводятся в табличном и графическом виде.

Обратите внимание: маркировка R на покрышке означает ее конструкцию – радиальная, например, R14 — покрышка радиальной конструкции диаметром 14 дюймов.Введите передаточное число главной пары и каждой передачи в соответствующие графы калькулятора КПП (разделитель дробной части – точка). Если шестой передачи нет, вводите ноль.Нажмите кнопку «Рассчитать КПП». Ряды КПП переднеприводных ВАЗ (конструктив 2108) ряд КПП 1 передача 2 передача 3 передача 4 передача 5 передача 6 передача стандартный 3,636 1,950 1,357 0,941 0,784 – 5 ряд 2,923 1,810 1,276 0,969 0,784 6 ряд 2,923 1,810 1,276 1,063 0,941 7 ряд 2,923 2,050 1,555 1,310 1,129 8 ряд 3,415 2,105 1,357 0,969 0,784 11 ряд 3,636 2,222 1,538 1,167 0,880 12 ряд 3,170 1,950 1,357 1,031 0,784 15 ряд 3,170 1,810 1,276 0,941 0,730 18 ряд 3,170 2,105 1,480 1,129 0,880 20 ряд 3,170 1,950 1,276 0,941 0,730 102 ряд 3,170 1,950 1,357 0,941 0,730 103 ряд 2,923 1,950 1,357 0,941 0,692 104 ряд 2,923 1,950 1,357 1,031 0,692 111 ряд 3,170 2,222 1,538 1,167 0,880 200 ряд 2,923 2,222 1,76 1,39 1,167  Параметры колеса ширина: профиль: диаметр диска: скорость / обороты конфигурация КПП #1 конфигурация КПП #2 главная пара главная пара I II III IV V VI I II III IV V VI 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 500 4 7.4 10.7 15.4 18.4 0 4.1 6.6 9.5 12.6 16.5 0 1000 8 14.8 21.3 30.7 36.9 0 8.2 13.3 19.1 25.1 33 0 1500 11.9 22.2 32 46.1 55.3 0 12.3 19.9 28.6 37.7 49.6 0 2000 15.9 29.7 42.6 61.5 73.8 0 16.3 26.6 38.2 50.2 66.1 0 2500 19.9 37.1 53.3 76.8 92.2 0 20.4 33.2 47.7 62.8 82.6 0 3000 23.9 44.5 63.9 92.2 110.6 0 24.5 39.9 57.3 75.4 99.1 0 3500 27.8 51.9 74.6 107.5 129.1 0 28.6 46.5 66.8 87.9 115.6 0 4000 31.8 59.3 85.2 122.9 147.5 0 32.7 53.1 76.4 100.5 132.2 0 4500 35.8 66.7 95.9 138.3 166 0 36.8 59.8 85.9 113.1 148.7 0 5000 39.8 74.1 106.5 153.6 184.4 0 40.9 66.4 95.4 125.6 165.2 0 5500 43.7 81.6 117.2 169 202.8 0 44.9 73.1 105 138.2 181.7 0 6000 47.7 89 127.8 184.4 221.3 0 49 79.7 114.5 150.7 198.2 0 6500 51.7 96.4 138.5 199.7 239.7 0 53.1 86.3 124.1 163.3 214.8 0 7000 55.7 103.8 149.2 215.1 258.2 0 57.2 93 133.6 175.9 231.3 0 7500 59.6 111.2 159.8 230.5 276.6 0 61.3 99.6 143.2 188.4 247.8 0 8000 63.6 118.6 170.5 245.8 295 0 65.4 106.3 152.7 201 264.3 0 8500 67.6 126 181.1 261.2 313.5 0 69.5 112.2*h) эт объем +КС(27+46+прокладка=4) (594+77)77 Регистрация 29.11.2011 Сообщения 2,679 Лайки 1 Адрес Когда поршень внизу, его объем 400сс или более.

+/- 20сс погоды не сделают. перед тем как писать, возьми и посчитай и увидишь что СЖ меняется заметно. ЗЫ: нашел хороший калькулятор ЗЫ: лужа в поршне учитывается когда он находится в НМТ Регистрация 20.01.2012 Сообщения 147 Лайки 0 Адрес не много не в тему, но может кто подскажет. Приоро мотор СЖ=11, как измениться сж если вместо ГБЦ 21126 поставить головку от калины 1.4 16V(они во всем одинаковые, кроме объма камеры сгорания в ГБЦ).

Чё мне никто не подскажет? Регистрация 29.

Как рассчитать степень сжатия

  1. Как установить шрифт в Автокаде
  2. Как починить снегоход
  3. Как сделать архивную копию
  4. Как склеить две картинки Не получили ответ на свой вопрос?

Спросите нашего эксперта: Tanli

Спросите нашего эксперта: Tanli

Спросите нашего эксперта: Tanli

funser › Блог › Степень сжатия

Оставшееся значение теперь представляет собой объем, который должна иметь полость в головке для получения нужной нам степени сжатия. Чтобы было более понятно, рассмотрим следующий пример.Предположим, что нам нужно иметь степень сжатия 10/1, а литраж двигателя равен 1000 см3 и он имеет четыре цилиндра.СR = (V = C)/C, гдеV- рабочий объем одного цилиндра, а С- полный объем камеры сгорания.Поскольку мы знаем, что V (рабочий объем цилиндра) = 1000 см3 /4 = 250 см3 и знаем требуемую степень сжатия, поэтому преобразуем уравнение, чтобы получить полный объем камеры сгорания С.

В результате вы получите следующее уравнение:С = V/(CR-1).Подставим в него указанные значенияС = 250/(10 – 1) = 27,7 см3.Таким образом полный объем камеры сгорания равен 27,7 см3.

Блог Валерия Именова

В варианте распредвала с широкой фазой, впускной клапан открывается до того как поршень дойдет до ВМТ – это влияет на перекрытие клапанов, о котором пройдет речь ниже и закрывается впускной клапан тогда, когда поршень пройдя НМТ пойдет далеко в верх.

Как видно, такт впуска занял часть такта сжатия, но посмотрим какой результат при этом можем получить.

На низких оборотах, имеем фактически низкую реальную степень сжатия и соответственно низкий термический КПД, по двум причинам.

Во первых – из за сокращенного такта сжатия, а во вторых – при позднем закрытии впускных клапанов, поршня после прохода НМТ идут вверх выталкивая топливную смесь обратно во впуск, до момента закрытия впускных клапанов. Получается наш двигатель, получая порцию смеси на такте впуска до прохода поршня НМТ, вытесняет часть смеси обратно во впуск после прохода НМТ, то есть выходит двигатель использует только часть своего объема. К примеру, двигатель 1,6 литра, выталкивая обратно во впуск даже 0,3 литра, становится фактически двигателем рабочим объемом 1,3 литра!

Интересная математика получается, но при частичных нагрузках эта потеря рабочего объема не столь заметна, так как не сокращенный впуск ограничивает подачу смеси – а дроссельная заслонка. А вот если нажать акселератор, дроссель открыт, но обороты низкие, здесь то и будет заметно существенное падение крутящего момента из за соответственно не высокой инерции потока во впуске, как уже стало понятно из за того что поршень получая порцию топливно-воздушной смеси, в конце такта впуска выталкивает часть смеси обратно. В итоге, при использовании широкофазного распредвала на низких оборотах мы теряем момент или простыми словами — тягу, в следствии укороченных тактов впуска и сжатия, получая низкое давление в цилиндре.

Но не все так плохо, недостаток давления можно компенсировать повышением номинальной степени сжатия, а если в дополнении к этому использовать распредвал с увеличенным тактом расширения (рабочего хода), то получим двигатель работающий по циклу Миллера, который может позволить достичь большей тепловой эффективности, снизив расход топлива, к сожалению с некоторым снижением максимальной мощности.

Теперь повысим обороты двигателя, во впускной трубе увеличилась скорость воздушного потока и следовательно инерция, что позволило наполнять цилиндр даже при движении поршня в верх после НМТ. Благодаря поступлению в цилиндр количества смеси большего, чем мог бы получить двигатель при движении поршня в только в низ, повышается и наполнение цилиндров смесью и давление в цилиндре, следовательно получаем более высокую мощность. Не стоит забывать, на наполнение цилиндров, кроме фаз распредвала, влияет сечение и профиль каналов, и в целом система впуска.

Малые каналы могут обеспечить эффективное наполнение на средних оборотах, но ограничить максимальное наполнение на высоких, тем самым не будет использоваться весь потенциал широкофазного распредвала.

Посчитать степень сжатия онлайн. Вычисляем степень сжатия двс по компрессии

Для этого вам нужно просто разделить рабочий объем (литраж) двигателя на число цилиндров, например, если литраж четырехцилиндрового двигателя 1100 куб. см, то емкость или рабочий объем одного цилиндра будет равняться 1100/4 = 275 куб. см. Найти значение объема камеры сгорания несколько сложнее. Для определения объема мы должны физически его измерить и для этого нам нужно иметь пипетку или бюретку, градуированные в куб. см. Объем камеры сгорания это полный объем, который остается над поршнем, когда он находится в ВМТ. Он включает в себя объем полости в головке плюс объем, равный толщине прокладки, плюс объем между верхней частью поршня и верхней частью блока цилиндров в ВМТ и плюс объем выемки в днище поршня при использовании поршней с вогнутыми днищами или минус объем выпуклости на днище поршня при использовании поршней с выпуклыми днищами.

403 — доступ запрещён

Он включает в себя несколько величин: объем полости в головке, объем выемки (в днище поршня), объем между верхней частью блока поршня и верхней частью блока цилиндра в момент нахождения поршня в верхней мертвой точке, а также объем, равный толщине прокладки.


4 Если используемая прокладка круглая, то объем, равный ее толщине, определяется по формуле: Vcc=[(p*D2*L)/4]/1,000, где p=3,142, где L — толщина прокладки, находящейся в зажатом состоянии (в мм), D – диаметр отверстия в прокладке (в мм).

Внимание

Если прокладка не круглая, то для измерения объема воспользуйтесь бюреткой.


Для этого приклейте прокладку с помощью герметика к стеклу, после чего поместите стекло на ровную поверхность и заполните водой отверстие в прокладке, используя для этого бюретку.


5 Зная рабочую емкость цилиндра и объем камеры сгорания, подставьте эти значения в формулу и рассчитайте степень сжатия.

Как рассчитать степень сжатия двигателя?

Если все объемы не будут одинаковыми, то следует удалить металл с головок камер, имеющих меньший объем, чтобы их объемы стали такими же, как у камеры большим объемом.
Главной причиной необходимости балансировки камер является то, что она обеспечивает более плавную работу двигателя, особенно на малых оборотах, и позволяет несколько уменьшить вибрации, возникающие за счет одинаковых пусковых импульсов.

Вторая причина заключается в том, что если мы используем максимально возможную степень сжатия и при проверке находим камеру с самым большим объемом, чтобы определить количество удаляемого металла, то степени сжатия у других камер могут быть выше этого предельного значения.

В результате возникнет детонация, которая может быстро привести к разрушению двигателя.
При удалении металла из камер лучше всего снимать металл в верхней части камер или со стенок около свечи.

Степень сжатия двс

Однако необходимо понимать, что это геометрическая степень сжатия, фактическая же примерно равна 12, так как двигатель работает по циклу Аткинсона, то есть смесь начинает сжиматься после позднего закрытия клапанов и сжимается в 12 раз.

Эффективность такого мотора по мощности и крутящему моменту обуславливается таким понятием как степень расширения, которая обратна геометрической степени сжатия.

В 1950-60-е года одной из тенденций двигателестроения, особенно в Северной Америке, было повышение степени сжатия, которая к началу 1970-х на американских двигателях нередко достигала 11-13:1.

Однако, это требовало соответствующего бензина с высоким октановым числом, что в те годы могло быть получено лишь добавлением ядовитого тетраэтилсвинца.
Введение в начале 1970-х годов экологических стандартов в большинстве стран привело к остановке роста и даже снижению степени сжатия на серийных двигателях.

403 таф access is denied

Зависимость объема двигателя ВАЗ от диаметра цилиндра и хода поршня: 71 74.8 75.6 78 79 80 83 84 86 88 82 1499 1579 1597 1647 1668 1689 1752 1773 1815 1857 82.4 1518 1599 1616 1668 1689 1711 1769 1790 1833 1876 82.8 1528 1610 1628 1679 1701 1722 1786 1808 1851 1894 83 1535 1618 1635 1687 1708 1730 1795 1817 1860 1903 84 1573 1657 1676 1728 1750 1772 1838 1861 1905 1949 84.5 1593 1678 1696 1750 1772 1795 1860 1883 1928 1972 84.8 1603 1688 1707 1761 1783 1806 1874 1897 1941 1987 Расчет форсунок, бензонасоса, мощности ТУРБО Исходные данные Объем двигателя л Рабочие обороты об/мин Коэфф.

наполнения

Важно

Давление наддува атм Состав смеси кг/кг Результат Максимальная мощность (л.

Как рассчитать степень сжатия

Точность балансировки камер составляет порядка 0,2 см3.

Попытки получить меньшие значения не могут быть реализованы на практике, поскольку при таких крайних значениях возможности измерений с помощью используемых измерительных инструментов ограничены из-за их погрешностей.
Помимо этого ошибка, равная 0,2 см3, даже для двигателей малого литража, составляет малый процент полного объема камеры в головке. Изменение степени сжатия После того как мы определились со степенью сжатия перед нами стоит вопрос как правильно добиться нужной нам степени сжатия.

Это не сложно. Формула для вычисления степени сжатия имеет следующий вид: e=(VP+VB)/VB Где e- степень сжатия VP — рабочий объём VB — объём камеры сгорания Преобразовав уравнение можно получить формулу для вычисления камеры сгорания при известной степени сжатия.

Вычисляем степень сжатия двс по компрессии

Предположим, что поршень имеет вогнутое днище, объем полости в днище равен 6 см3 и что оставшийся объем над поршнем, когда он находится в ВМТ, до торцевой поверхности головки равен 1,5 см3.

Кроме того объем, равный толщине прокладки, равен 3,5 см3.

Сумма всех этих объемов, которые не входят в объем полости в головке равна 11 см3.

Для получения нужной нам степени сжатия 10/1 мы должны иметь объем полости в головке (27,7 – 11) = 16,7 см3. Чтобы определить, сколько металла нужно снять с торцевой поверхности головки, поместите ее на горизонтальную поверхность, или точнее поместите головку таким образом, чтобы торцевая ее поверхность была горизонтальной. После того как вы это сделаете, заполните камеру количеством жидкости, равным требующемуся окончательному объему. В этом примере этот объем равен 16,7 см3.

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

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

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

r — радиус поршня мм

п — 3,14 не именное число.

Как узнать объем двигателя

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

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

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

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

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

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

Расчет объема ДВС калькулятором

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

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

Длинноходный и короткоходный поршень

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

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

Зачем нужно проверять объем двигателя

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

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

Что такое степень сжатия и чем она отличается от компрессии

Иллюстрация степени сжатия 10:1

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

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

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

На что влияет степень сжатия двигателя

Нормальное сгорание смеси (вверху) и детонация (внизу)

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

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

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

Как рассчитывают степень сжатия двигателя

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

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

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

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

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

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

Как изменить степень сжатия двигателя

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

Характеризуется рядом величин. Одна из них – степень сжатия двигателя. Важно не путать ее с компрессией – значением максимального давления в цилиндре мотора.

Что такое степень сжатия

Данная степень – это соотношение объема цилиндра двигателя к объему камеры сгорания. Иначе можно сказать, что значение компрессии – отношение объема свободного места над поршнем, когда тот находится в нижней мертвой точке, к аналогичному объему при нахождении поршня в верхней точке.

Выше упоминалось, что компрессия и степень сжатия – не синонимы. Различие касается и обозначений, если компрессию измеряют в атмосферах, степень сжатия записывается как некоторое отношение, например, 11:1, 10:1, и так далее. Поэтому нельзя точно сказать, в чем измеряют степень сжатия в двигателе – это «безразмерный» параметр, зависящий от других характеристик ДВС.

Условно степень сжатия можно описать также как разницу между давлением в камере при подаче смеси (или дизтоплива в случае с дизельными двигателями) и при воспламенении порции горючего. Данный показатель зависит от модели и типа двигателя и обусловлен его конструкцией. Степень сжатия может быть:

  • высокой;
  • низкой.

Расчет сжатия

Рассмотрим, как узнать степень сжатия двигателя.

Она вычисляется по формуле:

Здесь Vр означает рабочий объем отдельного цилиндра, а Vс – значение объема камеры сгорания. Формула показывает важность значения объема камеры: если его, например, снизить, то параметр сжатия станет больше. То же произойдет и в случае увеличения объема цилиндра.

Чтобы узнать рабочий объем, нужно знать диаметр цилиндра и ход поршня. Вычисляется показатель по формуле:

Здесь D – диаметр, а S – ход поршня.

Иллюстрация:


Поскольку камера сгорания имеет сложную форму, ее объем обычно измеряется методом заливания в нее жидкости. Узнав, сколько воды поместилось в камеру, можно определить и ее объем. Для определения удобно использовать именно воду из-за удельного веса в 1 грамм на куб. см – сколько залилось грамм, столько и «кубиков» в цилиндре.

Альтернативный способ, как определить степень сжатия двигателя – обратиться к документации на него.

На что влияет степень сжатия

Важно понимать, на что влияет степень сжатия двигателя: от нее прямо зависит компрессия и мощность. Если сделать сжатие больше, силовой агрегат получит больший КПД, поскольку уменьшится удельный расход горючего.

Степень сжатия бензинового двигателя определяет, горючее с каким октановым числом он будет потреблять. Если топливо низкооктановое, это приведет к неприятному явлению детонации, а слишком высокое октановое число вызовет нехватку мощности – двигатель с малой компрессией просто не сможет обеспечивать нужное сжатие.

Таблица основных соотношений степеней сжатия и рекомендуемых топлив для бензиновых ДВС:

Сжатие Бензин
До 10 92
10.5-12 95
От 12 98

Интересно: бензиновые турбированные двигатели функционируют на горючем с большим октановым числом, чем аналогичные ДВС без наддува, поэтому их степень сжатия выше.

Еще больше она у дизелей. Поскольку в дизельных ДВС развиваются высокие давления, данный параметр у них также будет выше. Оптимальная степень сжатия дизельного двигателя находится в пределах от 18:1 до 22:1, в зависимости от агрегата.

Изменение коэффициента сжатия

Зачем менять степень?

На практике такая необходимость возникает нечасто. Менять сжатие может понадобиться:

  • при желании форсировать двигатель;
  • если нужно приспособить силовой агрегат под работу на нестандартном для него бензине, с отличающимся от рекомендованного октановым числом. Так поступали, например, советские автовладельцы, поскольку комплектов для переоборудования машины на газ в продаже не встречалось, но желание сэкономить на бензине имелось;
  • после неудачного ремонта, чтобы устранить последствия некорректного вмешательства. Это может быть тепловая деформация ГБЦ, после которой нужна фрезеровка. После того, как повысили степень сжатия двигателя снятием слоя металла, работа на изначально предназначенном для него бензине становится невозможной.

Иногда меняют степень сжатия при конвертации автомобилей для езды на метановом топливе. У метана октановое число – 120, что требует повышать сжатие для ряда бензиновых автомобилей, и понижать – для дизелей (СЖ находится в пределах 12-14).

Перевод дизеля на метан влияет на мощность и ведет к некоторой потере таковой, что можно компенсировать турбонаддувом. Турбированный двигатель требует дополнительного снижения степени сжатия. Может потребоваться доработка электрики и датчиков, замена форсунок дизельного мотора на свечи зажигания, новый комплект цилиндро-поршневой группы.

Форсирование двигателя

Чтобы снимать больше мощности или получить возможность ездить на более дешевых сортах топлива, ДВС можно форсировать путем изменения объема камеры сгорания.

Для получения дополнительной мощности двигатель следует форсировать, увеличивая степень сжатия.

Важно: заметный прирост по мощности будет лишь на том двигателе, который штатно работает с более низкой степенью сжатия. Так, например, если ДВС с показателем 9:1 тюнингован до 10:1, он выдаст больше дополнительных «лошадей», чем двигатель со стоковым параметром 12:1, форсированный до 13:1.

Возможные следующие методы, как увеличить степень сжатия двигателя:

  • установка тонкой прокладки ГБЦ и доработка головки блока;
  • расточка цилиндров.

Под доработкой ГБЦ подразумевают фрезеровку ее нижней части, соприкасающейся с самим блоком. ГБЦ становится короче, благодаря чему уменьшается объем камеры сгорания и растет степень сжатия. То же происходит и при монтаже более тонкой прокладки.

Важно: эти манипуляции могут также потребовать установки новых поршней с увеличенными клапанными выемками, поскольку в ряде случаев возникает риск встречи поршня и клапанов. В обязательном порядке настраиваются заново фазы газораспределения.

Расточка БЦ также ведет к установке новых поршней под соответствующий диаметр. В результате растет рабочий объем и становится больше степень сжатия.

Дефорсирование под низкооктановое топливо

Такая операция проводится, когда вопрос мощности вторичен, а основная задача – приспособить двигатель под другое горючее. Это делается путем снижения степени сжимания, что позволяет двигателю работать на малооктановом бензине без детонации. Кроме того, налицо и определенная финансовая экономия на стоимости горючего.

Интересно: подобное решение нередко используется для карбюраторных двигателей старых машин. Для современных инжекторных ДВС с электронным управлением дефорсирование крайне не рекомендуется.

Основной способ, как уменьшить степень сжатия двигателя – сделать прокладку ГБЦ более толстой. Для этого берут две стандартные прокладки, между которыми делают алюминиевую прокладку-вставку. В результате растет объем камеры сгорания и высота ГБЦ.

Некоторые интересные факты

Метанольные двигатели гоночных машин имеют сжатие более 15:1. Для сравнения, стандартных карбюраторный двигатель, потребляющий неэтилированный бензин, имеет сжатие максимум 1.1:1.

Из серийных образцов моторов на бензине со сжатием 14:1 на рынке присутствуют образцы от Mazda (серия Skyactiv-G), ставящиеся, например, на CX-5. Но их фактическая СЖ находится в пределах 12, поскольку в данных моторах задействован так называемый «цикл Аткинсона», когда смесь сжимается в 12 раз после позднего закрытия клапанов. Эффективность таких двигателей измеряется не по сжатию, а по степени расширения.

В середине XX века в мировом двигателестроении, особенно в США, наблюдалась тенденция к увеличению степени сжатия. Так, к 70-м основная масса образцов американского автопрома имела СЖ от 11 до 13:1. Но штатная работа таких ДВС требовала использования высокооктанового бензина, который в то время умели получать только процессом этилирования – добавлением тетраэтилсвинца, высокотоксичного компонента. Когда в 1970-х годах появились новые экологические стандарты, этилирование стали запрещать, и это привело к обратной тенденции – снижению СЖ в серийных образцах двигателей.

Современные двигатели имеют систему автоматической регуляции угла зажигания, которая позволяет ДВС работать на «неродном» топливе – например, 92 вместо 95, и наоборот. Система управления УОЗ помогает избежать детонации и других неприятных явлений. Если же ее нет, то, например, залив высокооктановый бензин двигатель, не рассчитанный на такое горючее, можно потерять в мощности и даже залить свечи, поскольку зажигание будет поздним. Ситуацию можно поправить ручным выставлением УОЗ по инструкции к конкретной модели автомобиля.

Начинающие автолюбители, которые только недавно обзавелись машиной, очень часто пытаются разобраться в том, что находится внутри, то есть под капотом. Особый интерес у человека вызывает двигатель, так как строение у этого агрегата очень сложное, а разбираться в этом нужно, дабы сэкономить деньги в случае поломки.

Ведь если хорошо разбираться во всем этом, то можно и самостоятельно починить свою машину, не обращаясь в сервисный центр.

Неопытные автомобилисты часто путают понятия «компрессия» и «степень сжатия», хотя они не оказывают влияние один на другой. Стоит сказать, что компрессия меняется в период эксплуатации машины, а степень сжатия – величина безразмерная и относительная.

Что такое степень сжатия?

Степень сжатия — геометрическая величина, который не имеет единицы измерения. Определить ее можно параметрами самого двигателя, так как этот параметр равен отношению полного объема цилиндра к объему камеры сгорания. Изменить степень сжатия можно только посредством вмешательства в конструкцию двигателя.


Этот параметр поменяется, если, например, изменить толщину прокладки ГБЦ, разными способами форсирования или дефорсирования мотора, которые поменяют саму геометрию мотора. Степень сжатия напрямую зависит от стойкости к детонации того горючего, которое используется для заправки этой машины. Данный параметр можно найти в инструкции по использованию машины, в разделе ТТХ.

Компрессия: что это?

Компрессия – это давление газов в цилиндрах двигателя в конце такта сжатия во время вращения вала стартером при отключенном зажигания. Именно во время вращения стартером нужно измерять компрессию, так как во время работы мотора давление меняется. Этот параметр является физической величиной, а для ее измерения используют специальный прибор – компрессометр.

В теории компрессия и степень сжатия равны между собой, а вот на практике ситуация иная: степень сжатия почти всегда меньше, чем компрессия.

На это есть свои причины. Эти величины будут равны между собой, если газ в цилиндрах сжимается бесконечно долго, изометрически. В этом случае энергия, которая выделяется в процессе сжатия газа, полностью поглощалась бы поршнем, стенками цилиндров, головкой блока и другими частями мотора, благодаря чему не менялся бы тепловой баланс. Газ, который сжимается, отдает тепло и не давит на манометр с большей силой, нежели расчетная.


На практике же все абсолютно по-другому. В реальной жизни процесс сжатия газа происходит на фоне роста температуры, то есть процесс адиабатный. Если говорить простыми словами, то все тепло, которое выделяет сжатый газ, просто не успевает поглотиться стенками цилиндров, а за счет остатка и в цилиндре создается повышенное давление.

В старых моторах компрессия будет ниже, чем у новых. Это происходит за счет герметичности: новый мотор более герметичен, нежели старый, поэтому и замки колец и остальные места цилиндров не будут пропускать достаточно большое количество тепла, чтобы компрессия существенно упала.


Если двигатель работает исправно, то зачастую компрессия больше расчетной степени сжатия в 1,2 – 1,3 раза. В теории давление газа меняется обратно пропорционально изменению объема газа в степени 1,4.

Но подобный расчет справедлив только тогда, когда нет утечек воздуха, а тепло не передается окружающими стенками. За счет того, что все это есть в реальной жизни, то и подобное соотношение справедливо (1,2 – 1,3 раза). Существует эмпирическая формула, которая связывает степень сжатия и компрессия: Е = (P+3,9)/1.55 , где Р – это измеренное давление, а Е – это степень сжатия.


Измеряют компрессию для того, чтобы оценить состояние двигателя и степень износа цилиндропоршневой группы. Чем меньше уровень компрессии, тем больше изношены клапаны и цилиндропоршневая группа. Если показатели слишком низкие (меньше 10 атм. в случае нетурбированного мотора, который работает на бензине), то можно говорить о том, что мотор находится в плачевном состоянии. Также об износе мотора может говорить и отличие в уровнях компрессии в разных цилиндрах больше, чем на 1 атм.

Самый плохой вариант – это наличие и первого, и второго «звоночков». В этом случае нужно обращаться к специалистам для проведения капитального ремонта «начинки» автомобиля.

Померять компрессию можно таким образом: двигатель нужно прогреть, потом выкрутить свечи, нажать на педаль газа, от чего стартер будет прокручивать двигатель, пока давление не станет стабильным.


Прогревать двигатель нужно для того, чтобы коленчатый вал вращался с достаточной частотой, а аккумуляторная батарея была разряженной. Чем выше будет частота вращения коленчатого вала, тем меньшим будет время контакта сжимаемых газов и стенок цилиндра, то есть компрессия будет выше. Именно поэтому и стартер, и АКБ должны быть исправными.


С помощью компрессии можно определить и то место, где мотор наиболее изношен. Это возможно за счет того, что давление газов падает из-за негерметичности клапанов и колец. Чтобы конкретизировать место утечки газа («виноваты» клапаны или кольца), нужно залить в цилиндр 10 – 30 г моторного масла, после чего нужно снова померять компрессию. За счет своей вязкой структуры, масло на определенное время герметизирует замки колец и щель между стенкой цилиндра и поршнем, то есть места, где «уходит» наибольшее количество газа.

Если показатели компрессометра не меняются, то неисправны клапаны, а если повысятся – то причиной всему изношенные кольца.

Степень сжатия и компрессия расчет

Геометрическая степень сжатия (СЖ) – это отношение полного объема пространства над поршнем, когда он находится в НМТ (нижней мертвой точке) к объему камеры сгорания. Полный объем камеры сгорания (КС) складывается из: объема КС в головке блока цилиндров, объема КС в поршне, объема отверстия под цилиндр в прокладке ГБЦ (в ее сжатом состоянии), объема, образующегося из-за недохода поршня до плоскости блока цилиндров в ВМТ. Если у поршня имеется вытеснитель, его объем в расчеты входит со знаком минус (аналогично, если поршень имеет выход из блока в ВМТ, что допустимо в некоторых случаях).

Не путайте степень сжатия с компрессией.

Не путайте геометрическую степень сжатия с динамической.

Работа двигателей внутреннего сгорания характеризуется рядом величин. Одна из них – степень сжатия двигателя. Важно не путать ее с компрессией – значением максимального давления в цилиндре мотора.

Что такое степень сжатия

Данная степень – это соотношение объема цилиндра двигателя к объему камеры сгорания. Иначе можно сказать, что значение компрессии – отношение объема свободного места над поршнем, когда тот находится в нижней мертвой точке, к аналогичному объему при нахождении поршня в верхней точке.

Выше упоминалось, что компрессия и степень сжатия – не синонимы. Различие касается и обозначений, если компрессию измеряют в атмосферах, степень сжатия записывается как некоторое отношение, например, 11:1, 10:1, и так далее. Поэтому нельзя точно сказать, в чем измеряют степень сжатия в двигателе – это «безразмерный» параметр, зависящий от других характеристик ДВС.

Условно степень сжатия можно описать также как разницу между давлением в камере при подаче смеси (или дизтоплива в случае с дизельными двигателями) и при воспламенении порции горючего. Данный показатель зависит от модели и типа двигателя и обусловлен его конструкцией. Степень сжатия может быть:

Расчет сжатия

Рассмотрим, как узнать степень сжатия двигателя.

Она вычисляется по формуле:

Здесь Vр означает рабочий объем отдельного цилиндра, а Vс – значение объема камеры сгорания. Формула показывает важность значения объема камеры: если его, например, снизить, то параметр сжатия станет больше. То же произойдет и в случае увеличения объема цилиндра.

Чтобы узнать рабочий объем, нужно знать диаметр цилиндра и ход поршня. Вычисляется показатель по формуле:

Здесь D – диаметр, а S – ход поршня.

Поскольку камера сгорания имеет сложную форму, ее объем обычно измеряется методом заливания в нее жидкости. Узнав, сколько воды поместилось в камеру, можно определить и ее объем. Для определения удобно использовать именно воду из-за удельного веса в 1 грамм на куб. см – сколько залилось грамм, столько и «кубиков» в цилиндре.

Альтернативный способ, как определить степень сжатия двигателя – обратиться к документации на него.

На что влияет степень сжатия

Важно понимать, на что влияет степень сжатия двигателя: от нее прямо зависит компрессия и мощность. Если сделать сжатие больше, силовой агрегат получит больший КПД, поскольку уменьшится удельный расход горючего.

Степень сжатия бензинового двигателя определяет, горючее с каким октановым числом он будет потреблять. Если топливо низкооктановое, это приведет к неприятному явлению детонации, а слишком высокое октановое число вызовет нехватку мощности – двигатель с малой компрессией просто не сможет обеспечивать нужное сжатие.

Таблица основных соотношений степеней сжатия и рекомендуемых топлив для бензиновых ДВС:

Сжатие Бензин
До 10 92
10.5-12 95
От 12 98

Интересно: бензиновые турбированные двигатели функционируют на горючем с большим октановым числом, чем аналогичные ДВС без наддува, поэтому их степень сжатия выше.

Еще больше она у дизелей. Поскольку в дизельных ДВС развиваются высокие давления, данный параметр у них также будет выше. Оптимальная степень сжатия дизельного двигателя находится в пределах от 18:1 до 22:1, в зависимости от агрегата.

Изменение коэффициента сжатия

Зачем менять степень?

На практике такая необходимость возникает нечасто. Менять сжатие может понадобиться:

  • при желании форсировать двигатель;
  • если нужно приспособить силовой агрегат под работу на нестандартном для него бензине, с отличающимся от рекомендованного октановым числом. Так поступали, например, советские автовладельцы, поскольку комплектов для переоборудования машины на газ в продаже не встречалось, но желание сэкономить на бензине имелось;
  • после неудачного ремонта, чтобы устранить последствия некорректного вмешательства. Это может быть тепловая деформация ГБЦ, после которой нужна фрезеровка. После того, как повысили степень сжатия двигателя снятием слоя металла, работа на изначально предназначенном для него бензине становится невозможной.

Иногда меняют степень сжатия при конвертации автомобилей для езды на метановом топливе. У метана октановое число – 120, что требует повышать сжатие для ряда бензиновых автомобилей, и понижать – для дизелей (СЖ находится в пределах 12-14).

Перевод дизеля на метан влияет на мощность и ведет к некоторой потере таковой, что можно компенсировать турбонаддувом. Турбированный двигатель требует дополнительного снижения степени сжатия. Может потребоваться доработка электрики и датчиков, замена форсунок дизельного мотора на свечи зажигания, новый комплект цилиндро-поршневой группы.

Форсирование двигателя

Чтобы снимать больше мощности или получить возможность ездить на более дешевых сортах топлива, ДВС можно форсировать путем изменения объема камеры сгорания.

Для получения дополнительной мощности двигатель следует форсировать, увеличивая степень сжатия.

Важно: заметный прирост по мощности будет лишь на том двигателе, который штатно работает с более низкой степенью сжатия. Так, например, если ДВС с показателем 9:1 тюнингован до 10:1, он выдаст больше дополнительных «лошадей», чем двигатель со стоковым параметром 12:1, форсированный до 13:1.

Возможные следующие методы, как увеличить степень сжатия двигателя:

  • установка тонкой прокладки ГБЦ и доработка головки блока;
  • расточка цилиндров.

Под доработкой ГБЦ подразумевают фрезеровку ее нижней части, соприкасающейся с самим блоком. ГБЦ становится короче, благодаря чему уменьшается объем камеры сгорания и растет степень сжатия. То же происходит и при монтаже более тонкой прокладки.

Важно: эти манипуляции могут также потребовать установки новых поршней с увеличенными клапанными выемками, поскольку в ряде случаев возникает риск встречи поршня и клапанов. В обязательном порядке настраиваются заново фазы газораспределения.

Расточка БЦ также ведет к установке новых поршней под соответствующий диаметр. В результате растет рабочий объем и становится больше степень сжатия.

Дефорсирование под низкооктановое топливо

Такая операция проводится, когда вопрос мощности вторичен, а основная задача – приспособить двигатель под другое горючее. Это делается путем снижения степени сжимания, что позволяет двигателю работать на малооктановом бензине без детонации. Кроме того, налицо и определенная финансовая экономия на стоимости горючего.

Интересно: подобное решение нередко используется для карбюраторных двигателей старых машин. Для современных инжекторных ДВС с электронным управлением дефорсирование крайне не рекомендуется.

Основной способ, как уменьшить степень сжатия двигателя – сделать прокладку ГБЦ более толстой. Для этого берут две стандартные прокладки, между которыми делают алюминиевую прокладку-вставку. В результате растет объем камеры сгорания и высота ГБЦ.

Некоторые интересные факты

Метанольные двигатели гоночных машин имеют сжатие более 15:1. Для сравнения, стандартных карбюраторный двигатель, потребляющий неэтилированный бензин, имеет сжатие максимум 1.1:1.

Из серийных образцов моторов на бензине со сжатием 14:1 на рынке присутствуют образцы от Mazda (серия Skyactiv-G), ставящиеся, например, на CX-5. Но их фактическая СЖ находится в пределах 12, поскольку в данных моторах задействован так называемый «цикл Аткинсона», когда смесь сжимается в 12 раз после позднего закрытия клапанов. Эффективность таких двигателей измеряется не по сжатию, а по степени расширения.

В середине XX века в мировом двигателестроении, особенно в США, наблюдалась тенденция к увеличению степени сжатия. Так, к 70-м основная масса образцов американского автопрома имела СЖ от 11 до 13:1. Но штатная работа таких ДВС требовала использования высокооктанового бензина, который в то время умели получать только процессом этилирования – добавлением тетраэтилсвинца, высокотоксичного компонента. Когда в 1970-х годах появились новые экологические стандарты, этилирование стали запрещать, и это привело к обратной тенденции – снижению СЖ в серийных образцах двигателей.

Современные двигатели имеют систему автоматической регуляции угла зажигания, которая позволяет ДВС работать на «неродном» топливе – например, 92 вместо 95, и наоборот. Система управления УОЗ помогает избежать детонации и других неприятных явлений. Если же ее нет, то, например, залив высокооктановый бензин двигатель, не рассчитанный на такое горючее, можно потерять в мощности и даже залить свечи, поскольку зажигание будет поздним. Ситуацию можно поправить ручным выставлением УОЗ по инструкции к конкретной модели автомобиля.

Степень сжатия — отношение полного объёма цилиндра (надпоршневого пространства цилиндра двигателя внутреннего сгорания при положении поршня в нижней мёртвой точке, НМТ) к объёму камеры сгорания (надпоршневого пространства цилиндра при положении поршня в верхней мёртвой точке, ВМТ).

ε <displaystyle varepsilon > = V h + V c V c <displaystyle ;=<frac +V_>>>> , где V h <displaystyle V_> — объём хода поршня, V c <displaystyle V_> — объём камеры сгорания.

Увеличение степени сжатия требует использования топлива с более высоким октановым числом (для бензиновых ДВС) во избежание детонации. Повышение степени сжатия в общем случае повышает его мощность, кроме того, увеличивает КПД двигателя как тепловой машины, то есть, способствует снижению расхода топлива.

Степень сжатия, обозначаемая греческой буквой ε <displaystyle varepsilon > , есть величина безразмерная. Связанная с ней величина — компрессия — зависит от степени сжатия, от природы сжимаемого газа и от условий сжатия. При адиабатическом процессе сжатия воздуха зависимость эта выглядит так:

P = P 0 ∗ ε γ <displaystyle P=P_<0>*varepsilon _<gamma >> , где γ = 1 , 4 <displaystyle gamma =1,4> — показатель адиабаты для двухатомных газов (в том числе воздуха), P = P 0 <displaystyle P=P_<0>> — начальное давление, как правило, принимается равным 1.

Из-за неадиабатичности сжатия в двигателе внутреннего сгорания (теплообмен со стенками, утечки части газа через неплотности, присутствия в нём бензина) сжатие газа считают политропным с показателем политропы n=1,2.

При ε <displaystyle varepsilon > =10 компрессия в лучшем случае должна быть 10 1,2 =15,8

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

Понятие степени сжатия не следует путать с понятием компрессия [1] , которое обозначает (при определённой конструктивно обусловленной степени сжатия) максимальное давление, создаваемое в цилиндре при движении поршня от нижней мёртвой точки (НМТ) до верхней мёртвой точки (ВМТ) (например: степень сжатия — 10, компрессия — 15,8 атм.).

Интересные факты [ править | править код ]

Двигатели гоночных автомобилей, работающих на метаноле, имеют степень сжатия, превышающую 15 [ источник не указан 2419 дней ] ; в то время как в обычном карбюраторном ДВС степень сжатия для неэтилированного бензина как правило не превышает 11,1.

В настоящее время только компания Mazda серийно производит бензиновые двигатели Skyactiv-G со степенью сжатия 14, которые устанавливаются на такие автомобили, как Mazda CX-5 и Mazda 6. Однако необходимо понимать, что это геометрическая степень сжатия, фактическая же примерно равна 12, так как двигатель работает по циклу Аткинсона, то есть смесь начинает сжиматься после позднего закрытия клапанов и сжимается в 12 раз. Эффективность такого мотора по мощности и крутящему моменту обуславливается таким понятием как степень расширения, которая обратна геометрической степени сжатия.

В 1950-60-е года одной из тенденций двигателестроения, особенно в Северной Америке, было повышение степени сжатия, которая к началу 1970-х на американских двигателях нередко достигала 11-13. Однако, это требовало соответствующего бензина с высоким октановым числом, что в те годы могло быть получено лишь добавлением ядовитого тетраэтилсвинца. Введение в начале 1970-х годов экологических стандартов в большинстве стран привело к остановке роста и даже снижению степени сжатия на серийных двигателях.

Сжатие и расширение

Термодинамика — раздел физики который имеет дело с энергией и работой системы. Термодинамика имеет дело только с крупномасштабным откликом системы, который мы можем наблюдайте и измеряйте в экспериментах. Как и братья Райт, мы больше всех интересуется термодинамикой из-за той роли, которую она играет в конструкция двигателя.

На этом слайде мы выводим два важных уравнения, которые связывают давление и температура газа до объема, который газ занимает в течение компрессионные и силовые удары двигателя внутреннего сгорания.В верхнем левом углу рисунка мы показываем компьютерный рисунок одного цилиндр двигателя Wright 1903. Движение серого поршня внутри синего цилиндр поворачивает красную часть коленчатый вал что превращает пропеллеры для создания тяги. По мере движения поршня в цилиндре объем топливовоздушной газовой смеси внутри цилиндра изменен. Это изменение объема приводит к изменению давление и температура газа, определяющие, насколько Работа поршень может поставить.При движении поршня будем считать, что тепло не передается в цилиндр. В дальнейшем мы будем игнорировать любые трение между поршнем и цилиндром и предположим, что нет потери энергии любого вида. (На самом деле есть небольшие убытки, и мы учитывать потери с помощью «коэффициента полезного действия», примененного к результату получаем без потерь.)

Мы начинаем наш вывод с определения значения фактора, который мы будем нужно позже.Из определений коэффициенты удельной теплоемкости, удельная теплоемкость при постоянном давлении сП минус удельная теплоемкость при постоянном объеме cv равна газовая постоянная R:

cp — cv = R

и мы определяем коэффициент удельной теплоемкости как число, которое мы позвонит «гамма»

гамма = cp / cv

Если мы разделим первое уравнение на cp и воспользуемся определением «гамма» мы получаем:

R / cp = 1 — (1 / гамма) = (гамма — 1) / гамма

Теперь воспользуемся полученным уравнением для энтропия газа:

s2 — s1 = cp ln (T2 / T1) — R ln (p2 / p1)

где числа 1 и 2 обозначают состояния в начале и конце процесс сжатия, с — энтропия, T — температура, p — давление, а «ln» обозначает натуральный логарифм. (гамма)

Величина (v1 / v2) — это отношение объема в состоянии 1 и состоянии 2 и называется степенью сжатия .Для v2 меньше v1 давление p2 больше п1 . С помощью этого уравнения можно определить изменение давления для данной степени сжатия. И используя предыдущий уравнение мы знаем и изменение температуры. Значение степени сжатия является функцией дизайна отверстие и ход поршня.


Деятельность:

Навигация..


Возрождение пути Райта
Руководство по воздухоплаванию для новичков
Домашняя страница НАСА
http://www.nasa.gov

Среднее эффективное давление (MEP) — x-engineer.org

Содержание

Введение

Среднее эффективное давление (MEP) — это теоретический параметр, используемый для измерения производительности двигателя внутреннего сгорания (ДВС) .Даже если он содержит слово «давление», это не фактическое измерение давления в цилиндре двигателя.

Давление в цилиндре ДВС постоянно изменяется во время цикла сгорания. Чтобы лучше понять изменение давления в цилиндре, прочитайте статью Диаграмма давление-объем (pV) и как работает ДВС.

Формула

Среднее эффективное давление можно рассматривать как среднее давление в цилиндре для полного цикла двигателя.По определению, среднее эффективное давление — это соотношение между работой и рабочим объемом двигателя:

, где:
p me [Па] — среднее эффективное давление
Вт [Дж] — работа, выполняемая за полный цикл двигателя
V d [m 3 ] — объем двигателя (цилиндра)

Из уравнения (1) мы можем записать выражение работы двигателя как:

Существует также прямая зависимость между мощностью двигателя и произведенная работа:

, где:
n r [-] — количество оборотов коленчатого вала за полный цикл двигателя (для 4-тактного двигателя n r = 2 )
P [Вт] — мощность двигателя
n e [об / с] — частота вращения двигателя

Приравнивая уравнение (2) к (3), мы получаем выражение для среднего эффективного давления , функции мощности и частоты вращения двигателя:

п мне = (n r · P) / (n e · V d )

(4)

Мощность — это произведение крутящего момента на скорость:

P = ω · T = 2 · π · n e · T

(5)

Заменяя (5) в (4), мы получаем выражение функции среднего эффективного давления крутящего момента двигателя:

p me = (2 · π · n r · T) / V d

(6)

Как видно из выражения (6), на среднее эффективное давление не влияет частота вращения двигателя.Кроме того, поскольку крутящий момент делится на мощность двигателя, параметр среднего эффективного давления может использоваться для сравнения двигателей внутреннего сгорания с различным рабочим объемом.

Для двигателя с несколькими цилиндрами необходимо учитывать общую объемную мощность. Для n c — количество цилиндров, выражение среднего эффективного давления принимает следующий вид:

p me = (2 · π · n r · T) / (n c · V d )

(7)

Вернуться назад

Типы

Среднее эффективное давление используется для первоначальных расчетов конструкции двигателя, с крутящим моментом двигателя и MEP в качестве входных данных, конструктор двигателя может рассчитать, какова требуемая объемная мощность двигателя.Помните, что среднее эффективное давление — это только параметр для измерения производительности двигателя и не отражает фактическое давление внутри отдельной камеры сгорания.

Существуют различные «разновидности» среднего эффективного давления:

  • указанное среднее эффективное давление (IMEP)
  • среднее эффективное давление тормоза (BMEP)
  • среднее эффективное давление трения (FMEP)

указанное среднее эффективное давление ( IMEP) — среднее эффективное давление, рассчитанное с указанной мощностью (работой).Этот параметр не учитывает КПД двигателя.

Среднее эффективное давление в тормозной системе (BMEP) — это среднее эффективное давление, рассчитанное на основе мощности (крутящего момента) динамометра. Это фактическая мощность двигателя внутреннего сгорания на коленчатом валу. Среднее эффективное давление в тормозной системе учитывает КПД двигателя.

Среднее эффективное давление трения (FMEP) — это показатель среднего эффективного давления двигателя, потерянного из-за трения, и это разница между указанным средним эффективным давлением и средним эффективным давлением тормоза.

Если мы знаем среднее эффективное давление трения из уравнения (7), мы можем вычислить момент трения T f [Нм] как:

T f = (n c · V d · FMEP) / (2 · π · n r )

(9)

Если мы рассмотрим механический КПД двигателя η м [-] , мы можем записать среднее эффективное торможение функция давления среднего эффективного давления:

, из которого мы можем переписать выражение механического КПД как:

η м = 1 — (FMEP / IMEP)

(11)

Назад

Пример

Давайте рассмотрим пример .Для 4-тактного двигателя внутреннего сгорания со следующими параметрами:

S = 97 мм (ход поршня)
B = 85 мм (диаметр цилиндра)
n r = 2 (количество коленчатого вала оборотов для полного цикла двигателя)
n c = 4 (количество цилиндров)
T i = 250 Нм (указанный крутящий момент)
T e = 230 Нм (эффективный крутящий момент)

рассчитывает указанное среднее эффективное давление (IMEP), среднее эффективное давление тормоза (BMEP), среднее эффективное давление трения (FMEP), момент трения (T f ) и механический КПД ( η м ).

Шаг 1 . Вычислить поверхность поршня

S p = (π · B 2 ) / 4 = 0,0056745 м 2

Step 2 . Вычислить объем (смещение) цилиндра

V d = S p · S = 0,0005504 м 3

Step 3 . Рассчитайте указанное среднее эффективное давление

IMEP = (2 · π · n r · T i ) / (n c · V d ) = 1426889.7 Па = 14,27 бар

Шаг 4 . Рассчитайте среднее эффективное давление тормоза

BMEP = (2 · π · n r · T e ) / (n c · V d ) = 1312738,6 Па = 13,13 бар

Шаг 5 . Рассчитайте среднее эффективное давление трения

FMEP = IMEP — BMEP = 114151,18 Па = 1,14 бар

Шаг 6 . Рассчитайте момент трения

T f = (n c · V d · FMEP) / (2 · π · n r ) = 20 Нм

, это также можно легко вычислить, вычитая эффективное крутящий момент от указанного крутящего момента:

Шаг 7 .Рассчитайте механический КПД

η м = 1 — (FMEP / IMEP) = 0,92 = 92%

Некоторые факты о среднем эффективном крутящем моменте тормоза (BMEP) :

  • для любого двигателя внутреннего сгорания, максимальное BMEP достигается при полной нагрузке (для определенной частоты вращения двигателя)
  • дросселирование двигателя снижает BMEP из-за более высоких насосных потерь
  • для фиксированного рабочего объема двигателя, если мы увеличиваем BMEP, мы получаем более эффективный крутящий момент на коленчатом валу
  • для такое же значение BMEP, 2-тактный двигатель внутреннего сгорания имеет почти двойной крутящий момент по сравнению с 4-тактным двигателем
  • Чем выше BMEP, тем выше механическая и тепловая нагрузка на компоненты двигателя

Вы также можете проверьте свои результаты с помощью калькулятора ниже.

Назад

Калькулятор

По любым вопросам, наблюдениям и запросам по этой статье используйте форму комментариев ниже.

Не забывайте ставить лайки, делиться и подписываться!

Что такое степень сжатия — бензиновый и дизельный двигатель?

Введение

Когда дело доходит до двигателя внутреннего сгорания, мы часто говорим о выходной мощности, более века проводились различные исследования для изучения и изменения факторов, влияющих на выходную мощность двигателя внутреннего сгорания, конфигурации двигателя внутреннего сгорания. двигатель, как CC, решается после этих различных исследований.А теперь давайте подумаем: влияет ли размер цилиндра на выходную мощность двигателя? Как конфигурация двигателя, например его объем, влияет на мощность двигателя?

Что такое степень сжатия?

Степень сжатия (CR) двигателя I C — это отношение общего объема камеры сгорания к объему, оставшемуся после полного сжатия, то есть объему зазора. Проще говоря, это соотношение между общим объемом камеры сгорания, который остается, когда поршень находится в своей нижней мертвой точке, и объемом, оставшимся внутри камеры сгорания, когда поршень перемещается в свою верхнюю мертвую точку.

Например — давайте рассмотрим двигатель с общим объемом 1000 куб. См, из которых 900 куб. цилиндр, когда поршень достиг ВМТ. Таким образом, степень сжатия этого двигателя будет 1000: 100 или 10: 1.

Установлено, что чем больше степень сжатия, тем больше выходная мощность двигателя.

Степень сжатия дизельного двигателя намного выше, чем у бензинового двигателя.то есть для бензинового двигателя CR варьируется от 10: 1 до 14: 1, а для дизельных двигателей CR варьируется от 18: 1 до 23: 1.

Также читайте:

Какова потребность в степени сжатия?

Степень сжатия (CR) двигателя I C — это критерий проектирования, который должен определяться командой разработчиков при проектировании двигателя; CR выбирается в соответствии с потребностью двигателя в мощности, поскольку он напрямую влияет на мощность двигателя, а также на общий размер двигателя.

Потребность CR различна для дизельных и бензиновых двигателей, а именно:

1. Бензиновый двигатель-

Если мы говорим о 4-тактном бензиновом двигателе, степень сжатия имеет свое собственное значение, которое составляет-

  • Как мы все знаем, в бензиновом двигателе воздушно-топливная смесь поступает в камеру сгорания во время такта всасывания, и для правильного перемешивания и для правильного сгорания этой воздушно-топливной смеси требуется сжатие этой смеси, которое выполняется двигателем в его такт сжатия, поэтому для правильного сгорания топливовоздушной смеси требуется хорошая степень сжатия бензинового двигателя, что, в свою очередь, обеспечивает лучший тепловой КПД.
  • Давление внутри цилиндра увеличивается во время такта сжатия, что, в свою очередь, повышает температуру топливовоздушной смеси, что приводит к полному или правильному сгоранию топлива, когда свеча зажигания создает искру, что, в свою очередь, обеспечивает лучшую экономию топлива, а также предотвращает двигатель от различных дефектов вроде стук.
  • Бензиновый двигатель с надлежащим CR обеспечивает сбалансированное количество мощности и скорости.
  • Бензиновый двигатель обычно имеет степень сжатия от 10: 1 до 14: 1 в зависимости от области применения и требований конструкции.

2. Дизельный двигатель-

Когда дело доходит до дизельных двигателей, степень сжатия имеет большее значение, так как-

  • В дизельном двигателе требуется высокий CR, поскольку дизельный двигатель не имеет любая свеча зажигания, поэтому сгорание топлива полностью зависит от сжатия воздуха, обеспечиваемого тактом сжатия дизельного цикла, из-за чего дизельный двигатель также известен как двигатель с воспламенением от сжатия.
  • Дизельный двигатель с высокой степенью сжатия обеспечивает двигатель с высокой степенью сжатия, т.е. обеспечивает высокий рост давления, который требуется для повышения температуры сжимаемого воздуха до уровня температуры самовоспламенения топлива, которое должно распыляться с помощью топливные форсунки, которые, в свою очередь, обеспечивают полное или правильное сгорание топлива.
  • Дизельные двигатели известны тем, что обеспечивают высокую выходную мощность, что связано с высокой степенью сжатия дизельного двигателя, поскольку мы знаем, что чем выше CR, тем выше будет тепловой КПД или рабочая мощность.
  • Дизельный двигатель с высоким CR обеспечивает высокую экономию топлива благодаря более высокому тепловому КПД, обеспечиваемому сгоранием с высокой степенью сжатия.
  • Дизельные двигатели обычно имеют более высокую степень сжатия, которая варьируется от 18: 1 до 23: 1 в зависимости от области применения и требований к конструкции.

Также читайте:

Критерии проектирования, от которых зависят степени сжатия
1. Длина хода —

Длина хода двигателя — это длина камеры сгорания или расстояние между ВМТ и BDC цилиндра двигателя, степень сжатия зависит от длины хода, поскольку чем больше длина хода цилиндра двигателя, тем выше будет его CR.

2. Диаметр отверстия —

Форма цилиндра двигателя — цилиндрическая, поэтому диаметр отверстия двигателя — это диаметр или внутренний диаметр цилиндра двигателя, внутри которого движется поршень. Степень сжатия двигателя зависит от Диаметр цилиндра Чем больше диаметр отверстия двигателя, тем выше степень сжатия.

3. Квадратный двигатель —

Это двигатели типа , в которых длина хода цилиндра равна диаметру внутреннего отверстия цилиндра двигателя, что обеспечивает надлежащий баланс мощности и скорости вращения.

Примечание — Практически ни один двигатель не является квадратным в этом мире, но двигатели формулы 1 сделаны примерно квадратными.

4. Число цилиндров —

Число цилиндров также влияет на CR двигателя, поскольку двигатель с большим числом поршней обеспечивает более высокую степень сжатия.

Таким образом, из приведенных выше критериев проектирования можно сделать вывод, что двигатели большего размера имеют более высокую степень сжатия, чем двигатели небольших размеров.

В связи с более высокими требованиями к габаритам рядных двигателей с высоким CR вводятся двигатели V-образной формы, обеспечивающие высокую степень сжатия при компактных размерах двигателя.

В этой статье мы узнали, что такое степень сжатия и как она влияет на мощность двигателя. Мы также обсудили факторы, от которых зависит CR. Если вам нравится эта информация, не забудьте поставить лайк и поделиться ею.

% PDF-1.6 % 733 0 объект > эндобдж xref 733 791 0000000016 00000 н. 0000018238 00000 п. 0000018441 00000 п. 0000018570 00000 п. 0000018606 00000 п. 0000028617 00000 п. 0000028652 00000 п. 0000028813 00000 п. 0000028958 00000 п. 0000029118 00000 п. 0000029262 00000 п. 0000029509 00000 н. 0000029670 00000 п. 0000030868 00000 п. 0000032060 00000 п. 0000033258 00000 п. 0000034446 00000 п. 0000035270 00000 п. 0000036453 00000 п. 0000036613 00000 п. 0000036774 00000 п. 0000037044 00000 п. 0000037582 00000 п. 0000038151 00000 п. 0000038283 00000 п. 0000039002 00000 п. 0000039600 00000 п. 0000039689 00000 п. 0000039942 00000 н. 0000040446 00000 п. 0000040731 00000 п. 0000041297 00000 п. 0000041319 00000 п. 0000050774 00000 п. 0000059324 00000 п. 0000067485 00000 п. 0000074128 00000 п. 0000079890 00000 н. 0000085508 00000 п. 0000086766 00000 п. 0000092173 00000 п. 0000098434 00000 п. 0000145822 00000 н. 0000272252 00000 н. 0000327956 00000 н. 0000381790 00000 н. 0000381898 00000 н. 00003

00000 н. 00003

00000 н. 0000394291 00000 н. 0000394546 00000 н. 0000394957 00000 н. 0000396881 00000 н. 0000396963 00000 н. 0000397035 00000 п. 0000397094 00000 п. 0000397155 00000 н. 0000397253 00000 н. 0000452846 00000 н. 0000453109 00000 п. 0000453693 00000 н. 0000453776 00000 н. 0000454388 00000 п. 0000454652 00000 п. 0000454735 00000 н. 0000455325 00000 н. 0000455587 00000 п. 0000456059 00000 н. 0000456318 00000 п. 0000456730 00000 н. 0000457416 00000 н. 0000457599 00000 н. 0000457894 00000 н. 0000458072 00000 н. 0000458691 00000 п. 0000458874 00000 н. 0000459056 00000 н. 0000459662 00000 н. 0000459845 00000 н. 0000460456 00000 п. 0000460638 00000 п. 0000460821 00000 н. 0000461004 00000 н. 0000461187 00000 н. 0000461369 00000 н. 0000461552 00000 н. 0000461733 00000 н. 0000461916 00000 н. 0000462099 00000 н. 0000462281 00000 н. 0000462464 00000 н. 0000462646 00000 п. 0000462829 00000 н. 0000463012 00000 н. 0000463195 00000 п. 0000463378 00000 н. 0000463561 00000 н. 0000463743 00000 н. 0000463925 00000 н. 0000464107 00000 н. 0000464288 00000 н. 0000464469 00000 н. 0000464652 00000 н. 0000464835 00000 н. 0000465018 00000 н. 0000465200 00000 н. 0000465383 00000 п. 0000465566 00000 н. 0000465748 00000 н. 0000465930 00000 н. 0000466111 00000 п. 0000466293 00000 п. 0000466476 00000 н. 0000466658 00000 н. 0000466841 00000 н. 0000467023 00000 п 0000467206 00000 н. 0000467389 00000 п. 0000467571 00000 н. 0000467753 00000 н. 0000467936 00000 н. 0000468119 00000 п. 0000468300 00000 п. 0000468482 00000 н. 0000468666 00000 н. 0000468849 00000 н. 0000469034 00000 н. 0000469219 00000 п. 0000469403 00000 п. 0000469589 00000 н. 0000469774 00000 п. 0000470379 00000 п. 0000470563 00000 н. 0000470746 00000 н. 0000471331 00000 н. 0000471514 00000 н. 0000472108 00000 н. 0000472292 00000 н. 0000472866 00000 н. 0000473049 00000 н. 0000473234 00000 н. 0000473418 00000 н. 0000473600 00000 н. 0000473784 00000 н. 0000473966 00000 н. 0000474150 00000 н. 0000474334 00000 н. 0000474517 00000 н. 0000474701 00000 н. 0000474885 00000 н. 0000475068 00000 н. 0000475252 00000 н. 0000475434 00000 н. 0000475617 00000 н. 0000475801 00000 н. 0000475985 00000 п. 0000476169 00000 н. 0000476353 00000 н. 0000476536 00000 н. 0000476719 00000 н. 0000476901 00000 н. 0000477083 00000 н. 0000477266 00000 н. 0000477450 00000 н. 0000477634 00000 п. 0000477818 00000 н. 0000478000 00000 н. 0000478184 00000 н. 0000478368 00000 н. 0000478551 00000 н. 0000478734 00000 н. 0000478916 00000 н. 0000479099 00000 н. 0000479282 00000 н. 0000479465 00000 н. 0000479649 00000 н. 0000479832 00000 н. 0000480016 00000 н. 0000480200 00000 н. 0000480384 00000 п. 0000480567 00000 н. 0000480751 00000 н. 0000480935 00000 п. 0000481119 00000 н. 0000481303 00000 н. 0000481487 00000 н. 0000481671 00000 н. 0000481855 00000 н. 0000482038 00000 н. 0000482220 00000 н. 0000482403 00000 н. 0000483030 00000 н. 0000483214 00000 н. 0000483396 00000 н. 0000483577 00000 н. 0000483761 00000 н. 0000483943 00000 н. 0000484126 00000 н. 0000484309 00000 н. 0000484493 00000 н. 0000484675 00000 н. 0000484859 00000 н. 0000485042 00000 н. 0000485225 00000 н. 0000485408 00000 н. 0000485592 00000 н. 0000485775 00000 н. 0000485959 00000 н. 0000486140 00000 н. 0000486324 00000 н. 0000486508 00000 н. 0000486691 00000 н. 0000486874 00000 н. 0000487058 00000 н. 0000487241 00000 н. 0000487423 00000 н. 0000487606 00000 н. 0000487789 00000 н. 0000487971 00000 н. 0000488153 00000 н. 0000488337 00000 н. 0000488519 00000 н. 0000488703 00000 н. 0000488887 00000 н. 0000489071 00000 н. 0000489254 00000 н. 0000489437 00000 н. 0000489621 00000 н. 0000489805 00000 н. 00004

00000 н. 00004

00000 н. 00004

00000 н. 0000491338 00000 н. 0000491916 00000 н. 0000492098 00000 н. 0000492280 00000 н. 0000492850 00000 н. 0000493032 00000 н. 0000493214 00000 н. 0000493396 00000 н. 0000493578 00000 н. 0000493761 00000 н. 0000493942 00000 н. 0000494124 00000 н. 0000494304 00000 н. 0000494485 00000 н. 0000494666 00000 н. 0000494847 00000 н. 0000495029 00000 н. 0000495211 00000 н. 0000495392 00000 н. 0000495573 00000 н. 0000495756 00000 н. 0000495938 00000 н. 0000496119 00000 п. 0000496301 00000 п. 0000496481 00000 н. 0000496663 00000 н. 0000496844 00000 н. 0000497025 00000 н. 0000497207 00000 н. 0000497387 00000 н. 0000497567 00000 н. 0000497749 00000 н. 0000497930 00000 н. 0000498112 00000 н. 0000498294 00000 н. 0000498476 00000 н. 0000498659 00000 н. 0000498842 00000 н. 0000499025 00000 н. 0000499208 00000 н. 0000499391 00000 н. 0000499574 00000 н. 0000499758 00000 п. 0000499941 00000 н. 0000500124 00000 н. 0000500305 00000 н. 0000500486 00000 н. 0000500669 00000 н. 0000500852 00000 н. 0000501034 00000 н. 0000501217 00000 н. 0000501399 00000 н. 0000501581 00000 н. 0000501765 00000 н. 0000501946 00000 н. 0000502129 00000 н. 0000502312 00000 н. 0000502495 00000 н. 0000502678 00000 н. 0000502861 00000 н. 0000503043 00000 н. 0000503224 00000 н. 0000503407 00000 н. 0000503589 00000 н. 0000503773 00000 н. 0000503956 00000 н. 0000504138 00000 н. 0000504320 00000 н. 0000504503 00000 н. 0000504685 00000 н. 0000504868 00000 н. 0000505051 00000 н. 0000505234 00000 н. 0000505416 00000 н. 0000505599 00000 н. 0000505783 00000 н. 0000505967 00000 н. 0000506150 00000 н. 0000506332 00000 н. 0000506515 00000 н. 0000506697 00000 н. 0000506880 00000 н. 0000507063 00000 н. 0000507246 00000 н. 0000507428 00000 н. 0000507608 00000 н. 0000507790 00000 н. 0000507974 00000 н. 0000508156 00000 н. 0000508339 00000 н. 0000508521 00000 н. 0000508704 00000 н. 0000509258 00000 н. 0000509444 00000 н. 0000509987 00000 н. 0000510172 00000 п. 0000510723 00000 н. 0000510909 00000 н. 0000511446 00000 н. 0000511631 00000 н. 0000511818 00000 н. 0000512362 00000 н. 0000512548 00000 н. 0000512732 00000 н. 0000513258 00000 н. 0000513443 00000 н. 0000513970 00000 н. 0000514156 00000 н. 0000514685 00000 н. 0000514870 00000 н. 0000515057 00000 н. 0000515243 00000 н. 0000515429 00000 н. 0000515613 00000 н. 0000515798 00000 н. 0000515984 00000 н. 0000516170 00000 н. 0000516353 00000 п. 0000516538 00000 н. 0000516724 00000 н. 0000516908 00000 н. 0000517094 00000 н. 0000517279 00000 н. 0000517463 00000 н. 0000517648 00000 н. 0000517833 00000 н. 0000518018 00000 н. 0000518204 00000 н. 0000518388 00000 н. 0000518573 00000 н. 0000518758 00000 н. 0000518942 00000 н. 0000519127 00000 н. 0000519313 00000 н. 0000519499 00000 н. 0000519685 00000 н. 0000519871 00000 н. 0000520057 00000 н. 0000520243 00000 н. 0000520427 00000 н. 0000520611 00000 н. 0000520797 00000 н. 0000520983 00000 н. 0000521169 00000 н. 0000521354 00000 н. 0000521540 00000 н. 0000521725 00000 н. 0000521910 00000 н. 0000522093 00000 н. 0000522279 00000 н. 0000522463 00000 н. 0000522649 00000 н. 0000522834 00000 п. 0000523019 00000 п. 0000523203 00000 н. 0000523388 00000 н. 0000523574 00000 н. 0000523758 00000 п. 0000523944 00000 н. 0000524129 00000 н. 0000524314 00000 н. 0000524497 00000 н. 0000524683 00000 н. 0000524868 00000 н. 0000525053 00000 н. 0000525239 00000 н. 0000525425 00000 н. 0000525609 00000 н. 0000525794 00000 н. 0000525980 00000 н. 0000526166 00000 н. 0000526351 00000 п. 0000526533 00000 н. 0000526717 00000 н. 0000526902 00000 н. 0000527087 00000 п. 0000527272 00000 н. 0000527457 00000 н. 0000527642 00000 н. 0000527826 00000 н. 0000528011 00000 н. 0000528197 00000 н. 0000528381 00000 п. 0000528565 00000 н. 0000528750 00000 н. 0000528934 00000 н. 0000529120 00000 н. 0000529306 00000 н. 0000529492 00000 н. 0000529678 00000 н. 0000529864 00000 н. 0000530050 00000 н. 0000530236 00000 н. 0000530422 00000 н. 0000530606 00000 н. 0000530790 00000 н. 0000530976 00000 н. 0000531162 00000 н. 0000531348 00000 н. 0000531534 00000 н. 0000531719 00000 п. 0000531904 00000 н. 0000532089 00000 н. 0000532274 00000 н. 0000532459 00000 н. 0000532644 00000 н. 0000532827 00000 н. 0000533013 00000 н. 0000533197 00000 н. 0000533381 00000 п. 0000533565 00000 н. 0000533751 00000 п. 0000533936 00000 н. 0000534120 00000 н. 0000534304 00000 н. 0000534490 00000 н. 0000534675 00000 н. 0000534858 00000 п. 0000535043 00000 н. 0000535227 00000 н. 0000535413 00000 н. 0000535599 00000 н. 0000535785 00000 н. 0000535971 00000 п. 0000536156 00000 п. 0000536342 00000 п. 0000536528 00000 н. 0000536714 00000 н. 0000536895 00000 н. 0000537080 00000 п. 0000537265 00000 н. 0000537451 00000 п. 0000537635 00000 п. 0000537821 00000 н. 0000538006 00000 н. 0000538192 00000 п. 0000538377 00000 п. 0000538561 00000 п. 0000538745 00000 н. 0000538929 00000 п. 0000539114 00000 п. 0000539299 00000 н. 0000539485 00000 н. 0000539670 00000 н. 0000539856 00000 н. 0000540041 00000 н. 0000540226 00000 н. 0000540412 00000 н. 0000540597 00000 н. 0000540783 00000 н. 0000540966 00000 н. 0000541152 00000 н. 0000541338 00000 п. 0000541523 00000 н. 0000541708 00000 п. 0000541893 00000 н. 0000542079 00000 н. 0000542265 00000 н. 0000542449 00000 н. 0000542633 00000 н. 0000542819 00000 п. 0000543003 00000 н. 0000543188 00000 п. 0000543374 00000 н. 0000543560 00000 н. 0000543746 00000 н. 0000543932 00000 н. 0000544118 00000 н. 0000544303 00000 н. 0000544488 00000 н. 0000544673 00000 н. 0000544859 00000 н. 0000545042 00000 н. 0000545228 00000 п. 0000545413 00000 н. 0000545599 00000 н. 0000545783 00000 н. 0000545966 00000 н. 0000546150 00000 н. 0000546333 00000 п. 0000546518 00000 н. 0000547056 00000 п. 0000547240 00000 н. 0000547769 00000 н. 0000547951 00000 п. 0000548135 00000 н. 0000548669 00000 н. 0000548853 00000 п. 0000549379 00000 н. 0000549561 00000 н. 0000549746 00000 н. 0000549930 00000 н. 0000550114 00000 н. 0000550297 00000 н. 0000550480 00000 н. 0000550663 00000 н. 0000550847 00000 н. 0000551031 00000 н. 0000551215 00000 н. 0000551398 00000 н. 0000551582 00000 н. 0000551765 00000 н. 0000551949 00000 н. 0000552132 00000 н. 0000552316 00000 п. 0000552498 00000 н. 0000552681 00000 п. 0000552865 00000 н. 0000553049 00000 н. 0000553233 00000 н. 0000553416 00000 н. 0000553600 00000 н. 0000553783 00000 н. 0000553966 00000 н. 0000554150 00000 н. 0000554334 00000 н. 0000554518 00000 п. 0000554702 00000 н. 0000554886 00000 н. 0000555070 00000 н. 0000555253 00000 н. 0000555437 00000 н. 0000555621 00000 н. 0000555804 00000 н. 0000555988 00000 н. 0000556171 00000 п. 0000556355 00000 п. 0000556537 00000 н. 0000556721 00000 н. 0000556903 00000 н. 0000557087 00000 п. 0000557271 00000 н. 0000557455 00000 п. 0000557638 00000 п. 0000557822 00000 н. 0000558004 00000 н. 0000558188 00000 п. 0000558372 00000 п. 0000558556 00000 н. 0000558740 00000 н. 0000558924 00000 н. 0000559108 00000 п. 0000559292 00000 н. 0000559476 00000 н. 0000559660 00000 н. 0000559844 00000 н. 0000560028 00000 н. 0000560212 00000 н. 0000560395 00000 н. 0000560578 00000 н. 0000560762 00000 н. 0000560946 00000 н. 0000561129 00000 н. 0000561312 00000 н. 0000561495 00000 п. 0000561678 00000 п. 0000561862 00000 н. 0000562046 00000 н. 0000562230 00000 н. 0000562414 00000 н. 0000562598 00000 н. 0000562782 00000 н. 0000562966 00000 н. 0000563150 00000 н. 0000563334 00000 п. 0000563518 00000 п. 0000563702 00000 н. 0000563886 00000 п. 0000564070 00000 п. 0000564254 00000 н. 0000564438 00000 н. 0000564621 00000 н. 0000564805 00000 н. 0000564989 00000 н. 0000565173 00000 н. 0000565357 00000 н. 0000565541 00000 н. 0000565725 00000 н. 0000565909 00000 н. 0000566093 00000 н. 0000566277 00000 н. 0000566461 00000 н. 0000566645 00000 н. 0000566829 00000 н. 0000567013 00000 п. 0000567195 00000 н. 0000567379 00000 н. 0000567563 00000 н. 0000567745 00000 н. 0000567929 00000 н. 0000568112 00000 н. 0000568296 00000 н. 0000568479 00000 н. 0000568662 00000 н. 0000568844 00000 н. 0000569028 00000 н. 0000569211 00000 п. 0000569394 00000 н. 0000569577 00000 н. 0000569759 00000 п. 0000569943 00000 н. 0000570127 00000 н. 0000570311 00000 н. 0000570494 00000 н. 0000570676 00000 н. 0000570860 00000 н. 0000571044 00000 н. 0000571228 00000 н. 0000571412 00000 н. 0000571596 00000 н. 0000571779 00000 н. 0000571962 00000 н. 0000572145 00000 н. 0000572327 00000 н. 0000572509 00000 н. 0000572692 00000 н. 0000572875 00000 н. 0000573058 00000 н. 0000573242 00000 н. 0000573425 00000 н. 0000573609 00000 н. 0000573792 00000 н. 0000573976 00000 н. 0000574160 00000 н. 0000574344 00000 п. 0000574527 00000 н. 0000574710 00000 н. 0000574892 00000 н. 0000575075 00000 н. 0000575258 00000 н. 0000575441 00000 н. 0000575624 00000 н. 0000575808 00000 н. 0000575992 00000 н. 0000576176 00000 н. 0000576359 00000 н. 0000576543 00000 н. 0000576727 00000 н. 0000576911 00000 н. 0000577095 00000 н. 0000577277 00000 н. 0000577461 00000 п. 0000577644 00000 н. 0000577828 00000 н. 0000578012 00000 н. 0000578195 00000 н. 0000578379 00000 н. 0000578563 00000 н. 0000578747 00000 н. 0000578930 00000 н. 0000579114 00000 п. 0000579298 00000 н. 0000579482 00000 н. 0000579665 00000 н. 0000579849 00000 н. 0000580032 00000 н. 0000580216 00000 н. 0000580400 00000 н. 0000580584 00000 н. 0000580768 00000 н. 0000580951 00000 п. 0000581135 00000 н. 0000581319 00000 н. 0000581503 00000 н. 0000581687 00000 н. 0000581871 00000 н. 0000582055 00000 н. 0000582239 00000 н. 0000582423 00000 н. 0000582607 00000 н. 0000582791 00000 н. 0000582975 00000 н. 0000583158 00000 н. 0000583342 00000 н. 0000583526 00000 н. 0000583710 00000 н. 0000583894 00000 н. 0000584078 00000 н. 0000584261 00000 н. 0000584444 00000 н. 0000584628 00000 н. 0000584812 00000 н. 0000584996 00000 н. 0000585180 00000 н. 0000585364 00000 н. 0000585548 00000 н. 0000585731 00000 н. 0000585915 00000 н. 0000586098 00000 н. 0000586282 00000 п. 0000586466 00000 н. 0000586650 00000 н. 0000586834 00000 н. 0000587017 00000 н. 0000587201 00000 н. 0000604832 00000 н. 0000604954 00000 н. 0000605236 00000 п. 0000605456 00000 п. 0000605572 00000 н. 0000605883 00000 н. 0000605989 00000 п. 0000606276 00000 н. 0000606720 00000 н. 0000606772 00000 н. 0000610149 00000 п. 0000610570 00000 п. 0000610622 00000 н. 0000611146 00000 п. 0000611407 00000 н. 0000611458 00000 н. 0000611881 00000 п. 0000613003 00000 н. 0000613562 00000 н. 0000613614 00000 н. 0000614304 00000 н. 0000615729 00000 н. 0000616483 00000 н. 0000616535 00000 н. 0000617277 00000 н. 0000617500 00000 н. 0000617551 00000 п. B}; YI

Проблема с коэффициентами сжатия

15 июня 2020

В последние годы много говорилось о замене обычных транспортных средств электромобилями и гибридными автомобилями, чтобы уменьшить воздействие ископаемого топлива на окружающую среду.Однако, несмотря на то, что оборот этого аргумента может заключаться в том, что двигатели внутреннего сгорания сейчас чище и эффективнее, чем когда-либо, факт остается фактом: за исключением одной возможной технологии, двигатели внутреннего сгорания, по сути, достигли предела своего потенциала для разработки. дальше.

Это может быть правдой, что в последние годы были сделаны гигантские шаги в направлении повышения чистоты и эффективности двигателей внутреннего сгорания, но большая часть этих достижений полагается на чрезвычайно сложные, замысловатые и дорогие электронные системы управления, чтобы быть эффективными.Мы все это знаем, но, возможно, не так широко известно, что мы вот-вот столкнемся с еще одной технологией, известной как переменное сжатие, работа которой зависит от чрезвычайно сложных электронных систем управления. В этой статье мы более подробно рассмотрим эту технологию, а также проблемы, которые мы можем ожидать в ближайшее время. Начнем с констатации —

Проблема дальнейшего развития технологий внутреннего сгорания

Остается еще несколько проблем с развитием базовых технологий, лежащих в основе внутреннего сгорания.Главным из них является тот факт, что современное топливо имеет относительно низкую теплотворную способность и что большая часть теплотворной способности современного топлива теряется в виде тепла, которое выделяется в атмосферу.

Таким образом, с точки зрения проектирования и инженерии, очевидным ответом будет: а) извлекать максимальное количество энергии из доступного в настоящее время низкоэнергетического топлива и б) минимизировать или уменьшить количество тепла, которое выделяется во время извлечения энергии. процесс. Однако проблема этого подхода заключается в том, что новые конструкции двигателей должны включать меры по снижению потерь на трение, насосных потерь и серьезных паразитных потерь мощности, вызванных возвратно-поступательным движением тяжелых компонентов.Требования к смазке, а также потери, вызванные выработкой электрического тока, достаточного для питания критически важных систем, также составляют значительный процент «потраченной впустую» энергии, и все это оставляет разработчикам двигателей очень мало вариантов.

При первом чтении может показаться, что все вышеперечисленное не имеет отношения к нашей работе в качестве технических специалистов. Однако из немногих вариантов, которые разработчики двигателей оставили для повышения эффективности двигателей внутреннего сгорания, наиболее важным является степень сжатия, которая лежит в основе проблемы улучшения сгорания.

Вышесказанное говорит о многом, но чтобы понять, как степени сжатия повлияют на новые конструкции двигателей, а вместе с тем и на нашу способность диагностировать и ремонтировать двигатели с высокой степенью сжатия, нам необходимо понять, что такое сжатие в цилиндрах и как оно влияет на работу двигателя. Давайте исследуем концепцию сжатия цилиндра, задав этот вопрос —

Что такое степень сжатия?

Источник изображения: https://www.searchautoparts.com/sites/www.searchautoparts.com / files / images / Figure-1_2.png

Рассмотрим изображение выше, на котором показана осциллограмма серии пиковых давлений в цилиндрах, полученных от одного цилиндра с помощью датчика давления. Первые три пика показывают постоянное значение давления при работе двигателя на холостом ходу, в то время как резко возрастающие значения, которые следуют ниже, показывают быстрое увеличение пикового давления в цилиндрах по мере увеличения частоты вращения двигателя. Так как же это возможно на двигателе с фиксированной степенью сжатия?

Ответ прост, но чтобы понять, что мы видим на этой осциллограмме, нам нужно обсудить распространенное заблуждение о степенях сжатия —

Многие люди, в том числе некоторые механики и техники, знакомые с этим писателем, понимают термин «степень сжатия» как означающий, что соотношение, скажем, 10: 1 означает, что одно атмосферное давление сжимается, чтобы получить значение давления, равное 10 атмосферным давлениям. во время такта сжатия.Хотя в этом есть некоторый интуитивный смысл, такая интерпретация неверна, и, на самом деле, есть два типа коэффициентов сжатия, которые нам нужно обсудить, поэтому давайте начнем с —

Статическая степень сжатия

Принятое определение этого термина гласит, что степень сжатия определяется общим рабочим объемом цилиндра, когда поршень находится в НМТ, это значение делится на объем в цилиндре, когда поршень находится в ВМТ. Например, если общий объем цилиндра составляет 100 см3, когда поршень находится в НМТ, а объем цилиндра над поршнем составляет 10 см3, когда поршень находится в ВМТ, степень сжатия этого двигателя составляет 10: 1, что означает основывается исключительно на технических характеристиках двигателя и конструктивных особенностях поршня / камеры сгорания.

Тем не менее, статическая степень сжатия в значительной степени определяет тепловой КПД любого двигателя, поскольку это значение в значительной степени определяет, сколько энергии может быть извлечено из известного количества топлива в зависимости от адиабатического * нагрева воздушно-топливной смеси.

* «Адиабатический» нагрев относится к повышению температуры сжимаемого газа, например, во время такта сжатия в работающем двигателе. Однако это значение очень трудно определить количественно, потому что воздушно-топливные смеси либо поглощают некоторое количество тепла от горячих поверхностей двигателя, либо отдают его на холодные поверхности двигателя в разное время во время нормальной работы двигателя.Следовательно, это значение рассчитывается с использованием закона идеального газа (и других законов), в отличие от его прямого измерения или вывода из статической степени сжатия.

Степень динамического сжатия

С нашей точки зрения, знание статической степени сжатия двигателя имеет ограниченное значение. Более важно знать, какова степень динамического сжатия двигателя, потому что, в отличие от степеней статического сжатия, динамические степени сжатия учитывают объем газов, который иногда составляет

.
  • остаются в цилиндрах во время такта сжатия из-за плохой продувки выхлопных газов
  • покидает цилиндры во время такта сжатия из-за неисправных или негерметичных клапанов или чрезмерной / агрессивной продувки выхлопных газов
  • входят в цилиндры во время такта сжатия в результате агрессивной синхронизации клапанов, которая закрывает впускные клапаны в конце такта сжатия

Хотя знание степени динамического сжатия двигателя является полезной информацией для диагностических целей, следует отметить, что степени динамического сжатия всегда значительно ниже, чем степени статического сжатия.Основная причина этого заключается в том, что отношение удельной теплоты *, определяющее эффективность сгорания, (почти) никогда не бывает постоянным в любом двигателе во время нормальной работы двигателя.

* В простейшей форме это соотношение определяется как отношение между количеством тепла, которое газ может поглотить, если этот газ находится под постоянным давлением, и тем, сколько тепла тот же газ может поглотить, если объем газа остается постоянным.

На практике, однако, отношение удельной теплоты в работающем двигателе постоянно изменяется из-за того, что смесь сжатого воздуха и топлива выделяет некоторое количество тепла в двигатель, и изменения давления сжатия, вызванные такими факторами, как изменение фаз газораспределения, которые могут: например, увеличить / уменьшить эффективность процессов очистки выхлопных газов в различных точках рабочего диапазона двигателя.

Итак, какое отношение все это имеет к диагностике проблем с компрессией двигателя? Это просто означает, что если (и когда) нам потребуется диагностировать проблемы сжатия / сгорания в различных конструкциях двигателей с переменным сжатием, с которыми мы вскоре столкнемся, нам нужно будет знать еще одно значение давления, это —

Пиковое давление в цилиндре

Давайте проиллюстрируем это значение на практическом примере. Если, например, двигатель имеет степень статического сжатия 10: 1 и степень динамического сжатия 7.5: 1, мы можем рассчитать фактическое пиковое давление сжатия в цилиндре, умножив 7,5 1,3 (динамическое давление сжатия) на атмосферное давление.

ПРИМЕЧАНИЕ: Хотя отношение удельной теплоты атмосферного воздуха составляет 1,4, этот расчет обычно основан на значении 1,3, поскольку эта поправка учитывает переменные, которые основаны на различных конструкциях двигателя и различных материалах, используемых в конструкции двигателя различными производители. На практике меньшее значение обеспечивает единообразную основу для расчета значений давления в цилиндрах независимо от конструкции двигателя и / или конфигурации цилиндра.

С диагностической точки зрения знание разницы между фактическим и желаемым пиковым давлением в цилиндре будет иметь гораздо большее значение, чем знание одного (или обоих) статической и динамической степеней сжатия просто потому, что эффективность сгорания зависит от фактического пикового давления сжатия в цилиндре, и не от степени сжатия. Конечно, это утверждение вызывает этот вопрос —

Почему бы просто не увеличить давление в цилиндрах для повышения эффективности двигателя?

Хотя верно то, что более высокая степень сжатия и, как следствие, более высокое пиковое давление в цилиндрах приводит к улучшенному сгоранию (и, как следствие, к лучшей экономии топлива), это верно только до определенного момента, поскольку законы физики накладывают несколько ограничивающих факторов на то, как может идти высокое давление в цилиндре.Рассмотрим график ниже —

Источник изображения: https://www.searchautoparts.com/sites/www.searchautoparts.com/files/images/Figure-2_3.png

Горизонтальная ось этого графика показывает статические степени сжатия в зависимости от увеличения теплового КПД двигателя по вертикальной оси. Хотя мы знаем, что большинство современных автомобилей имеют статическую степень сжатия от примерно 10: 1 до примерно 14: 1, верхний предел этого диапазона обычно применяется к двигателям в высококлассных суперкарах и передовым конструкциям двигателей, таким как Mazda Homogenous Charge. Двигатель с воспламенением от сжатия.

Другие двигатели с высокой степенью сжатия, предназначенные для массового потребления, в настоящее время находятся в стадии разработки, но важным моментом в этом графике является резкое падение КПД двигателя при степенях сжатия выше примерно 15: 1. Это падение связано с тем, что воздух может поглощать только ограниченное количество тепловой энергии, что в конечном итоге определяет, как детонационное пламя распространяется через топливно-воздушную смесь.

Нам не нужно здесь углубляться в сложность процессов горения, достаточно сказать, что кислород в смеси служит только окислителем в процессе горения, а в стехиометрической смеси весь кислород используется для сжигания всего топлива. .С риском наложения на него слишком тонкой точки, тепло, выделяющееся во время окисления, заставляет азотный компонент топливно-воздушной смеси расширяться во время процесса сгорания, что является механизмом, который перемещает поршень вниз во время рабочего такта.

Таким образом, даже если бы конструкторы двигателей были готовы принять штрафы в стоимости и весе, которые связаны с увеличением мощности двигателя для обеспечения более высоких степеней сжатия, тот факт, что нынешнее топливо самовоспламеняется при высоких температурах, чрезвычайно затруднит реализацию стратегий контроля детонации в двигателе. применять при степенях сжатия, намного превышающих текущие.С точки зрения проектирования и инженерии стоимость контроля детонации и сопутствующего повреждения двигателя намного перевешивает небольшое увеличение эффективности двигателя, которое можно получить, нагревая воздух на несколько градусов больше, хотя и увеличивая пиковое сжатие, что вызывает этот вопрос —

Что это дает нам, как техническим специалистам?

Источник изображения: https://www.searchautoparts.com/sites/www.searchautoparts.com/files/images/Figure-4_3.png

На изображении выше показан 2.0L, четырехцилиндровый двигатель с наддувом, который в настоящее время используется в Nissan Infiniti QX50. Этот двигатель был впервые представлен в 2018 году производства, что не делает его достаточно старым, чтобы появиться во многих независимых мастерских.

Проще говоря, коленчатый вал в этом двигателе не связан напрямую с поршнями. Компонент, обведенный красным, представляет собой привод с электронным управлением, который воздействует на рычажный механизм, который имеет функцию эффективного втягивания коленчатого вала вниз в картер, тем самым втягивая поршни в отверстия цилиндра на целых 6 мм.Практический эффект от этого заключается в том, что, хотя ход двигателя остается прежним, ход происходит ниже в цилиндрах, что снижает пиковое давление в цилиндре, поскольку теперь между верхней частью поршней и головкой цилиндра имеется больший объем.

Поднятие коленчатого вала уменьшает этот объем, что увеличивает пиковое давление в цилиндре, и хотя в принципе все это звучит хорошо, фактическое положение коленчатого вала в любой момент рабочего диапазона двигателя зависит от многих параметров.К ним относятся, среди прочего, частота вращения двигателя, нагрузка на двигатель, положение дроссельной заслонки, скорость движения дроссельной заслонки и, конечно же, температура охлаждающей жидкости двигателя.

Когда эта система управления работает по назначению, можно точно контролировать пиковое давление в цилиндре, чтобы повысить пиковое давление в цилиндре при низких и средних оборотах двигателя и снизить пиковое давление в цилиндре при высоких оборотах двигателя, чтобы воспользоваться преимуществами повышенной скорости адиабатического нагрева и уменьшить последствия преждевременного или неконтролируемого возгорания топлива одновременно.На практике эта система обеспечивает повышение эффективности двигателя и экономии топлива до 27% без каких-либо потерь веса, и, хотя это хорошо для потребителей, у нас, как технических специалистов, есть серьезные недостатки.

Например, если система каким-то образом выходит из строя, и двигатель начинает пропускать зажигание или терять мощность, где вы начинаете искать неисправность? Без сомнения, будет присутствовать один или несколько кодов неисправностей, характерных для Nissan, но поскольку почти наверняка независимые СТО не будут иметь доступа к информации об услугах OEM и заводскому программному обеспечению диагностического прибора в ближайшее время, похоже, что мы не сможем для диагностики некоторых неисправностей этих двигателей.Или, если на то пошло, конструкции других производителей, которые достигают того же результата, вращая коленчатый вал в плавающих эксцентриковых корпусах коренных подшипников, или с помощью приводов и моторного масла под давлением для вращения поршневых пальцев в эксцентричных подшипниках на малых концах шатунов. , что оставляет нам это —

Заключение

Кажется, что механизмы для управления степенями сжатия и пиковыми давлениями в цилиндрах могут быть последним рубежом в развитии технологии внутреннего сгорания, но несомненно то, что все эти системы потребуют очень сложных алгоритмов и стратегий мониторинга / управления, чтобы заставить их работать. надежно в реальном мире.

Также несомненно то, что эти стратегии управления будут реализованы на более высоких уровнях интеграции с более сложными микроконтроллерами через более высокоскоростные системы связи, чем мы когда-либо видели раньше. Также кажется вероятным, что эти типы систем будут с нами во все большем количестве, по крайней мере, в ближайшем будущем. Таким образом, до тех пор, пока электромобили не станут нормой, а не исключением в наших отсеках, единственный способ диагностировать и исправить эти системы — это начать узнавать о них как можно больше, причем как можно скорее.

Как увеличение степени расширения / сжатия двигателя внутреннего сгорания влияет на его эффективность, когда степень сжатия остается постоянной?

Abstract

Основная цель этого эксперимента — изучить эффект расширения / сжатия. коэффициент эффективности двигателя внутреннего сгорания. КПД внутреннего сгорания на двигатели влияют степень сжатия, степень расширения / сжатия, внутреннее трение и многие другие факторы.Степень сжатия — фактор, влияющий на процесс сгорания топлива. в основном влияет на давление сгорания, поскольку степень сжатия увеличивается, растворимость топлива поэтому выделяемая энергия увеличивается. Расширение — это процесс преобразования производимого давления теплом в кинетическую энергию. При достаточном давлении степени расширения внутри горения камера может быть уравновешена по внешнему давлению. С оптимизацией этих двух соотношений, полезная энергия, произведенная из единицы количества топлива, может быть увеличена.Чтобы сохранить сжигание топлива эффективность и увеличение степени расширения, сначала я определил, какая степень расширения / сжатия для проверки и затем расчета объема, который необходимо уменьшить в камере сгорания, чтобы исправить степень сжатия на восемь и степень расширения увеличения. Для уменьшения объема металлические детали были привинченный к головке блока цилиндров, градуированный цилиндр крепился на топливном баке. Чтобы добиться результатов ближе к реальной эксплуатации на коленчатый вал было прикручено 2 кг цилиндрической массы. В каждом тесте было использовано одинаковое количество топлива, обороты поддерживались постоянными при каждом запуске, время регистрировалось для каждая установка.Каждая конфигурация степени расширения / сжатия проверяется четыре раза. Четыре разные временные данные для каждой конфигурации степени расширения / сжатия суммированы и разделены на четыре, чтобы получить среднее время. Чтобы рассчитать средний процент прироста эффективности, среднее время время работы для каждой конфигурации степени расширения / сжатия было разделено на среднее время конфигурации со степенью расширения / сжатия 1 и 1 была вычтена и разделена на 100. Графики показывают, что эффективность увеличивается с увеличением степени сжатия / расширения

Подобные работы

значение, измерение, увеличение мощности для определения степени сжатия

После того, как мы определились со степенью сжатия, перед нами встает вопрос, как правильно достичь степени сжатия.Для начала нужно рассчитать, на сколько нужно увеличить камеру сгорания. Это не сложно. Формула для расчета степени сжатия имеет следующий вид:
Ɛ = (VP + VB) / VB
где ɛ — степень сжатия
VP — работа
VB — объем камеры сгорания

Уравнение преобразования может быть получено получить формулу для расчета камеры сгорания при определенной степени сжатия.
VB = VP1 / ɛ
где VP1 — объем одного цилиндра

По этой формуле рассчитываем объем имеющейся камеры сгорания и вычитаем из полученной разницы желаемый (рассчитанный по той же формуле) объем и это то, что его интересует и нужно увеличивать сгорание камера.

Есть множество способов увеличить камеру сгорания, но не все из них верны. Камера сгорания современного автомобиля сконструирована таким образом, что при достижении поршня воздушная смесь поступает в центр камеры сгорания. Это, пожалуй, самый эффективный прогноз развития.

Самостоятельной доработки камеры в GBC пока далеко не многие. Это связано с тем, что можно нарушить задуманную форму камеры, а также стены могут «раскрываться» при доработке.Их толщина неизвестна. Также не рекомендуется «выдавливать мотор» толстыми прокладками. Это нарушит процессы вытеснения в камере сгорания. Самый простой и правильный способ — установить новые поршни, в которых указан необходимый объем камеры. Для турбомотора наиболее эффективной считается сферическая форма. Для этих целей лучше использовать специально разработанные и изготовленные поршни. Возможен вариант самостоятельной доработки стоковых поршней.Но здесь нужно учитывать, что толщина днища поршня не должна быть меньше 6% диаметра.

Степень сжатия в турбомоторе

Одна из важнейших и, возможно, самая сложная задача при проектировании турбомотора — это определиться со степенью сжатия. Этот параметр влияет на большое количество факторов в общей характеристике автомобиля. Мощность, КПД, такелаж, детонационная стойкость (от параметра которой сильно зависит эксплуатационная надежность двигателя в целом) — все эти факторы во многом определяются степенью сжатия.Также это влияет на расход топлива и состав выхлопных газов. По идее, степень сжатия для турбомотора не составляет большого труда.

Сначала разберем понятие «сжатие» или «геометрическая степень сжатия». Это отношение общего объема цилиндра (рабочий объем плюс пространство сжатия, остающееся над поршнем в положении в верхней мертвой точке (NTT)) к чистому пространству сжатия. Формула имеет следующий вид: ɛ = (VP + VB) / VB

Где ɛ — степень сжатия
ВП — работа
ВБ — Объем камеры сгорания

Не нужно забывать о существенном несоответствии геометрической и фактической степени сжатия даже на атмосферных моторах.В турбодвигателях смесь добавляется на тех же процессах и в предварительно сжатый компрессор. Для всех, собственно увеличения степени сжатия, это видно из следующей формулы:
Ɛeff = eGeom * k√ (PL / PO)
где ɛeff — эффективное сжатие
Ɛgeom — геометрическая степень сжатия
Ɛ = (VP + VB) / VB, PL — давление давление (абсолютное значение),
PO — давление окружающей среды,
k — адиабатический экспонент (числовое значение 1,4)

Эта упрощенная формула будет действительна при условии, что температура в конце процесса сжатия для форсунок с превосходным и не случайным образом достигает того же значения.Другими словами, чем выше контрольное давление, тем меньше возможное геометрическое сжатие. Итак, по нашей формуле для атмосферного двигателя со степенью сжатия 10: 1 при давлении 0,3 бэб, степень сжатия нужно уменьшить до 8,3: 1, при давлении 0,8 бар до 6,6: 1. Но, спасибо Боже, это теория. Все современные двигатели с турбонаддувом не работают с таким большим количеством низких значений. Правильная степень сжатия для работы определяется комплексными термодинамическими расчетами и всесторонними испытаниями.Все это из области высоких технологий и сложных расчетов, но многие тюнинговые моторы собираются на основе определенного опыта, как собственного, так и привезенного, например, от известных производителей автомобилей. Эти правила в большинстве случаев будут справедливыми.

Есть несколько важных факторов, влияющих на расчет сжатия, и они должны быть приняты во внимание при проектировании. Перечислю самые важные. Конечно, это желаемый контроль, октановое число топлива, форма камеры сгорания, эффективность промежуточного охладителя и, конечно же, меры, позволяющие снизить температурные напряжения в камере сгорания.Угол опережения зажигания (VN) также может частично компенсировать повышенные нагрузки. Но это темы для отдельного разговора, и мы обязательно затронем их позже в следующих статьях.

Читатели журнала Биргалеев из города Салавата и Филеев из Удомли Калининской области. спросите, какая степень сжатия, как измерить это двухтактный мотор, какова величина степени сжатия современных двигателей, и как рассчитать, на сколько нужно отрезать головку блока, чтобы увеличить мощность мотора? Другим читателям задают аналогичные вопросы.

Фактическая эффективная мощность двигателя В дополнение к другим параметрам определяется величина теплового КПД η T, который напрямую зависит от степени сжатия ε. Как видно из графика, с увеличением ε, η t растет, а следовательно, и мощность на валу двигателя.

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


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

В литературе Lux для двухтактных двигателей, помимо геометрической степени сжатия (или просто степени сжатия), определяемой по приведенной выше формуле, введено понятие действительная (фактическая, истинная) степень сжатия ε д . При его определении учитывается, что до этого момента сжатие не начинается; Пока поршень не перекрывает финальное окно. Следовательно, фактическая степень сжатия всегда менее геометрическая.

Фактическая степень сжатия определяется по формуле:


или


где а — высота выхлопного окна, см; D — диаметр цилиндра, см; S — ход поршня, см.

Пример расчета:

D = 50 мм = 5 см; S = 44 мм = 4.4 см; ε = 6,0; V c = 17,2 см 3; А = 23 мм = 2,3 см.


или


Следует отметить, что для четырехтактных двигателей при определении степени фактического сжатия можно было бы учитывать объем, описываемый поршнем, в течение которого выпускной клапан В мастерской, плюс объем, описываемый поршнем с впуском клапан на компрессию. Однако для упрощения оценки и расчетов как двухтактных, так и четырехтактных двигателей принято учитывать геометрическую степень сжатия, т.е.е. отношение общего объема цилиндра к объему камеры сгорания.

При использовании технической литературы по двухтактному двигателю (книги, журналы, каталоги и проспекты) необходимо учитывать, что в Японии принято приводить реальную степень сжатия, а в Европе — геометрическую.

Отечественные серийные двигатели имеют, как правило, невысокую степень сжатия (ε = 6,0 ÷ 7,0 для двухтактных и 6,0 ÷ 6,5 для четырехтактных). Объясняется это тем, что большинство подвесных моторов было создано много лет назад и рассчитано на использование бензина с низким октановым числом.

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

Для современных четырехтактных двигателей ε = 8,0 ÷ 10,5 (с цилиндром 600 ÷ 50 см 3 соответственно). Использование высокой степени сжатия требует топлива с октановым числом 88-98 единиц.

Степень сжатия увеличена для увеличения мощности и снижения расхода топлива. Однако увеличить ее можно только до определенного предела, который ограничен появлением детонации — Чрезвычайно быстрое, в виде взрыва, горение рабочей смеси со скоростью распространения пламени 2000 ÷ 2500 м / с. с (при нормальном горении эта скорость составляет всего 20 ÷ 40 м / с).Детонация сопровождается резким (ударным) повышением давления, передаваемым на все части кривошипно-шатунного механизма, перегревом поршня и клапанов, потерей мощности и появлением черного дыма из выхлопной системы. Сильная детонация приводит к разрушению поршня.


Чем выше степень сжатия и ниже октановое число используемого бензина, тем выше вероятность детонации при прочих равных условиях. Детонации подвержены быстроходные двигатели с большим диаметром цилиндров, с большим коэффициентом избытка воздуха A в рабочей смеси (наиболее подвержена детонации смесь при α = 0.85 ÷ 0,95; увеличение количества остаточных газов снижает склонность к детонации). Детонация возможна при большом давлении смеси в начале сжатия, поэтому при использовании наблюдения степень сжатия обычно снижается. На антидетонационные свойства двигателя влияют форма камеры сгорания и расположение свечи зажигания — чем меньше путь пламени от электродов свечи до удаленной точки камеры сгорания, тем меньше наклон двигателя к детонация.Поэтому для форсирования за счет увеличения степени сжатия наиболее подходят двигатели с полусферической камерой сгорания и со свечой, расположенной в ее центре.

У двухтактного двигателя сжатие рабочей смеси происходит не только в отделении пространства, но и в картере при перемещении поршня от НМТ к НМТ. Обычно давление в картере не превышает 1,5 кгс / см2. Это зависит от степени сжатия по Картеру ε до , т.е.е., из отношения общего объема Carter V K, когда поршень находится в NMT, к объему картера, когда поршень расположен в NMT.


, где V h — рабочий объем цилиндра, см. 3.

Значение εk обычно находится в диапазоне 1,29 ÷ 1,40 (меньшее значение относится к гоночным двигателям, а большее — к серийным, коммерческим).

При работе С. конкретного двигателя Рабочий объем определяется расчетным методом по формуле:


Объем камеры сгорания из-за ее сложной формы быстрее и точнее определяется следующим методом.Поршень установлен в ВМТ. Из мензурки (или другой емкости с делениями) в цилиндр через свечное отверстие (до середины его высоты) заливается моторное масло, слегка разведенный бензин. Количество налитого масла и будет равно объему камеры сгорания.

Степень сжатия двухтактного двигателя с полусферической камерой сгорания можно увеличить до 8,5 ÷ 9,0, но при этом придется использовать топливо с октановым числом 93 и выше. При способе увеличения сжатия среднее эффективное давление в цилиндрах и, соответственно, силы, действующие на все детали цилиндра, неизбежно увеличиваются поршневой группой и кривошипно-шатунным механизмом.Частота вращения коленчатого вала увеличивается. Эти причины неизбежно приводят к сокращению количества испытаний двигателя и снижению надежности двигателя.

Пример расчета для определения размера блока заголовка блока. Есть двигатель с параметрами D = 5 см; S = 4,4 см; V c = 17,2 см 3; ε = 6,5 (начальная степень сжатия). Необходимо увеличить его до ε t = 8,5.

Рабочий объем цилиндра.

Характеризуется рядом значений.Один из них — степень сжатия двигателя. Важно не путать это с компрессией — значением максимального давления в цилиндре мотора.

Какова степень сжатия

Эта степень представляет собой отношение цилиндра двигателя к объему камеры сгорания. В противном случае мы можем сказать, что величина сжатия — это отношение количества свободного пространства над поршнем, когда он находится в нижней мертвой точке, к аналогичному объему, когда поршень находится в верхней точке.

Выше упоминалось, что сжатие и степень сжатия не являются синонимами. Разница касается и обозначений, если сжатие измеряется в атмосферах, степень сжатия записывается как некоторое соотношение, например, 11: 1, 10: 1 и так далее. Поэтому нельзя точно сказать, какая степень сжатия в двигателе измеряется как «безразмерный» параметр, зависящий от других характеристик FRO.

Условно степень сжатия можно описать как разницу между давлением в камере при подаче смеси (или дизельного топлива в случае дизельных двигателей) и при валянии порции топлива.Этот показатель зависит от модели и типа двигателя и обусловлен его конструкцией. Степень сжатия может быть:

Расчет компрессии

Рассмотрим, как узнать степень сжатия двигателя.

Рассчитывается по формуле:

Здесь VP означает рабочий объем одного цилиндра, а Vc — объем камеры сгорания. Формула показывает важность значений объема камеры: если его, например, уменьшить, то параметр сжатия станет больше.То же произойдет и в случае увеличения цилиндра.

Чтобы узнать рабочий объем, нужно знать диаметр цилиндра и ход поршня. Цифра рассчитывается по формуле:

Здесь d — диаметр, а S — ход поршня.

Иллюстрация:


Поскольку камера сгорания имеет сложную форму, ее объем обычно измеряется методом впрыска жидкости. Узнав, сколько воды помещено в камеру, можно определить ее объем.Для определения удобно использовать воду из-за удельного веса в 1 грамм на куб. Посмотрите, сколько граммов, столько «кубиков» в цилиндре.

Альтернативный способ определить степень сжатия двигателя — обратиться к соответствующей документации.

На что влияет степень сжатия

Важно понимать, на что влияет компрессия двигателя: от этого зависит компрессия и мощность. Если сделать компрессию больше, то силовой агрегат получит больший КПД, так как уменьшится удельный расход топлива.

Степень сжатия бензинового двигателя Определяет топливо с каким октановым числом он будет потреблять. Если топливо низкосортное, это приведет к неприятному явлению детонации, а слишком высокое октановое число вызовет нехватку мощности — двигатель с малой компрессией просто не сможет обеспечить нужную компрессию.

Таблица основных соотношений степеней сжатия и рекомендуемых топлив для бензина ДВС:

Компрессия Бензиновый
Кому 10 92
10.5–12 95
начиная с 12. 98

Интересно: бензиновые двигатели с турбонаддувом работают на сгорании с большим октановым числом, чем аналогичные DVS без наддува, поэтому их степень сжатия выше.

Еще у нее дизели. Поскольку в дизельных двигателях развивается высокое давление, этот параметр также будет выше. Оптимальная степень сжатия дизельного двигателя находится в диапазоне от 18: 1 до 22: 1 в зависимости от агрегата.

Изменить коэффициент сжатия

Зачем менять степень?

На практике такая необходимость возникает нечасто. Может потребоваться изменение сжатия:

  • при желании доработать двигатель;
  • , если необходимо адаптировать силовой агрегат для работы на нестандартном для него бензине, с отличным от рекомендованного октановым числом. Так поступали, например, советские автовладельцы, потому что комплектов для переоборудования машины в продаже не нашлось, а желание сэкономить на бензине было;
  • после неудачного ремонта для устранения последствий неправильного вмешательства.Это может быть термическая деформация ГБЦ, после которой необходима фрезеровка. После увеличения компрессии двигателя за счет снятия металлического слоя работа над изначально предназначенным для него родом становится невозможной.

Иногда меняют степень сжатия при переоборудовании машин для езды на метановом топливе. Октановое число метана — 120, что требует увеличения компрессии для ряда бензиновых автомобилей и меньшего — для дизельных двигателей (ЧЭ находится в пределах 12-14).

Перевод дизельного топлива на метан влияет на мощность и приводит к некоторым таким потерям, которые могут компенсировать турбонагнетатель.Двигатель с турбонаддувом требует дополнительного снижения степени сжатия. Возможно потребуется доработка электрики и датчиков, замена жиклеров дизеля на свечу зажигания, новый комплект цилиндро-поршневой группы.

Усилитель двигателя

Чтобы снять большую мощность или получить возможность ездить на более дешевых разновидностях топлива, двигатель можно форсировать, изменив объем камеры сгорания.

Для дополнительной мощности двигатель следует форсировать за счет увеличения степени сжатия.

Важно: Заметное увеличение мощности будет только на моторе, который работает с меньшей степенью сжатия. Например, если двигатель с индикатором 9: 1 настроен до 10: 1, он даст больше дополнительных «лошадей», чем двигатель со стоковым параметром 12: 1, форсированный до 13: 1.

Возможные следующие методы увеличения степени сжатия двигателя:

  • установка тонкой прокладки СНС и доработка головки блока;
  • цилиндр расточка.

Под доработкой GBC подразумевается фрезерование его нижней части, контактирующей с самим блоком. GBC становится короче, благодаря чему уменьшается объем камеры сгорания и увеличивается степень сжатия. То же самое происходит при установке более тонкой прокладки.

Важно: Эти манипуляции могут также потребовать установки новых поршней с увеличенными выемками клапана, так как в некоторых случаях существует риск встречи поршня и клапана.Настроен запрос на газораспределение.

Расточка БК также приводит к установке новых поршней под соответствующий диаметр. В результате рабочий объем растет и компрессия становится все больше.

Обозначение под низкотопливное топливо

Такая операция проводится, когда мощность второстепенная, и основная задача — адаптировать двигатель на другое топливо. Делается это за счет снижения степени сжатия, что позволяет двигателю работать на малоалтановом бензине без детонации.Кроме того, есть определенная экономия финансовых средств за счет топлива.

Интересно: Подобное решение часто используется для карбюраторных двигателей старых автомобилей. Для современных топливных коробок с электронным управлением настоятельно рекомендуется Defininging.

Основной способ снизить компрессию двигателя — сделать прокладку GBC. Толстый. Для этого берут две стандартные прокладки, между которыми делается алюминиевая прокладка. В результате увеличивается объем камеры сгорания и высота GBC.

Интересные факты

Двигатели на метаноле, гоночные машины. Имеют компрессию более 15: 1. Для сравнения: стандартный карбюраторный двигатель, потребляющий неэтилированный бензин, имеет максимальную компрессию 1,1: 1.

Из серийных образцов моторов на бензине с компрессией 14: 1, есть образцы от Mazda (SkyActiv-G), например, на CX-5. Но их фактическая SE находится в пределах 12, поскольку в этих двигателях задействован так называемый «цикл Аткинсона», когда смесь сжимается в 12 раз после последнего закрытия клапанов.Эффективность таких двигателей измеряется не степенью сжатия, а степенью расширения.

В середине 20 века в мире двигателей, особенно в США, существовала тенденция к увеличению степени сжатия. Так, к 70-м годам основная масса образцов американского автопрома имела СЖ от 11 до 13: 1. Но для полноценной работы таких ИКА требовалось использование высокооктанового бензина, который в то время был может получить только процесс этилирования — за счет добавления тетраэтилсвина, высокотоксичного компонента.Когда в 1970-е годы появились новые экологические нормы, этилирование стали запрещать, и это привело к обратной тенденции — снижению СЗХ у серийных образцов двигателей.

Современные двигатели имеют систему автоматического регулирования угла зажигания, которая позволяет двигателю работать на «нестандартном» топливе — например, 92 вместо 95, и наоборот. Система управления «Узень» помогает избежать детонации и других неприятных явлений. Если его нет, то, например, отсек высокооктанового бензинового двигателя, не рассчитанного на такое топливо, может потерять мощность и даже залить свечи, так как зажигание будет поздно.Исправить ситуацию можно ручным выставлением МКС по инструкции к конкретной модели автомобиля.

Компрессия в цилиндрах двигателя — один из существенных факторов его работы. Он обозначает максимальное давление во время холостого хода двигателя. Отдельно взятые модели силовых агрегатов предполагают различные показатели степени сжатия. Об этом далее в статье.

Компрессия у автомобилистов считается диагностическим фактором для оценки состояния поршневой группы и работоспособности двигателя автомобиля.Сжатие — это наибольшее давление в цилиндре, которое создается поршнем в конце такта сжатия. Компрессию двигателя можно измерять в разных единицах, но наибольшую популярность приобрели измерения в атмосфере.

Компрессия — важный момент при диагностике двигателя автомобиля

Высокая степень сжатия защищает картер двигателя от чрезмерного попадания газа, в результате чего газы отправляются на выполнение полезной работы. Это влечет за собой уменьшение расхода топлива и масла, следовательно, увеличивается мощность агрегата и его КПД.В условиях малой компрессии мощность мотора падает, динамика автомобиля ухудшается, увеличивается расход горюче-смазочных материалов.

Степень сжатия

Не очень опытные автовладельцы иногда путают понятие «степень сжатия» с понятием «сжатие», но на самом деле это разные вещи. Степень сжатия — это отношение объема цилиндра силового агрегата к объему камеры сгорания.

Степени сжатия и сжатия, чем определяется их зависимость

В отличие от сжатия, степень сжатия — это постоянная величина, которая указывается производителем в технической документации. Он не измеряется в единицах, поэтому нет смысла сравнивать его с компрессиями. Также этот параметр напрямую влияет на мощность мотора. Чем больше, тем выше давление над поршнем, а значит, и крутящий момент.

На сжатие влияет время в результате постепенного износа компонентов поршневой группы и, как следствие, снижения давления в цилиндре.Стоит отметить, что компрессия в двигателе напрямую зависит от степени сжатия, эта связь значений отображается в расчетных параметрах для каждого типа силового агрегата.

Стол компрессионный от бензиновых автомобилей

Показатели компрессии в автомобилях ВАЗ при исправности всех систем и агрегатов:

  • ВАЗ 2106-2107 — компрессия 11 кг / см2.
  • ВАЗ 2109 — компрессия 11 кг / см2.
  • ВАЗ 2110 — компрессия 12 кг / см2.
  • ВАЗ 2112 — компрессия 12,6 кг / см2.

Компрессионные Бензиновые двигатели Другие модели транспорта разных производителей:

Как рассчитать компрессию автомобиля

Для определения сжатия используйте следующую формулу:

Компрессия = коэффициент x x к степени сжатия

Показатель компрессии можно найти в технической документации двигателя, при этом у каждой модели автомобиля степень сжатия своя.Что касается коэффициента X, то он также определяется отдельно для каждой группы моторов, например, у четырехтактных бензиновых силовых агрегатов с искровой системой зажигания коэффициент 1,2-1,3.

Какая компрессия у дизелей

Показатель компрессии B. В дизельных двигателях значительно выше, чем в бензиновых, потому что воспламенение топливных смесей В дизельных агрегатах не от искры, а от сжатия под сильным давлением. До температуры воспламенения топливо нагревается под давлением около 35 кг / см2.Естественно, индикатор конечного давления, которого достаточно для воспламенения дизельного топлива, также зависит от определенных условий, таких как состояние самого двигателя или температура окружающей среды. Однако можно сделать вывод, что в процессе снижения компрессии в результате износа поршня автомобиль с дизельным двигателем становится все труднее заводиться.

Специалисты определили величину компрессии дизельного двигателя, достаточную для его запуска в условиях различной внешней температуры:

  • 40 — силовой агрегат запускается при температуре до -35 градусов.
  • 36 — автомобиль становится при температуре до -30 градусов.
  • 32 — запускается после длительной стоянки при температуре до -25 градусов.
  • 28 — мигает топливо после длительной стоянки при -15 градусах.
  • 25 — Мотор без проблем заводится после длительной стоянки в теплом помещении при -15 градусах.
  • 22-23 — без охлаждения силовым агрегатом запускается сразу, длительная стоянка возможна только в гараже при положительных температурах.
  • меньше 18 — даже прогретый двигатель ни при каких условиях не заведется.

Таблица сжатия дизельных автомобилей обычно

Значения ниже будут достоверными при пуске исправных двигателей, на транспорте, где работают все системы. При наличии неисправностей эти показатели способны не соответствовать действительности.

Величина компрессии дизельных двигателей некоторых моделей автомобилей:

  • КАМАЗ Евро-0 — компрессия 29-35 кг / см2.
  • КАМАЗ Евро-1 — компрессия 29-35 кг / см2.
  • КАМАЗ Евро-2 — компрессия 29-35 кг / см2.
  • КАМАЗ Евро-3 имеет сжатие 32-37 кг / см2.
  • КАМАЗ Евро-4 имеет сжатие 32-39 кг / см2.
  • ЯМЗ 236 — Компрессия 33-38 кг / см2.
  • ЯМЗ 236 турбо — компрессия 33-38 кг / см2.
  • ЯМЗ 238 — Компрессия 33-38 кг / см2.
  • ЯМЗ 238 турбо — компрессия 33-38 кг / см2.
  • ЯМЗ 240 — сжатие 33-38 кг / см2.
  • ЯМЗ 240 турбо — компрессия 33-38 кг / см2.
  • Д240-245 (МТЗ80-82) — сжатие 24-32 кг / см2.
  • MAN F90 / 2000 — Компрессия 30-38 кг / см2.

Как правильно измерить компрессию двигателя:

Показатель компрессии оказывает влияние на техническое состояние. Блок питания и условия, при которых проводятся измерения, поэтому компрессию всегда следует измерять одним и тем же методом и в одном и том же режиме.

условия измерения компрессии

Обычно измерения проводят в таких условиях:

  1. Хороший стартер.
  2. Аккумулятор заряжен.
  3. Отсоединенный топливный шланг.
  4. От катушек отключены низковольтные провода.
  5. Во всех цилиндрах закручены свечи.
  6. Дробильный воздушный фильтр.
  7. Открыть дроссельную заслонку.
  8. Предварительно нагретый до необходимой температуры силового агрегата.

измерение компрессии с помощью компрессометра и свечного ключа

Процедура измерения компрессии выполняется с помощью подсвечника и компрессометра.Компрессометр следует вставить в отверстие от закрученной свечи за один раз с запуском силового агрегата на холостом ходу и держать до тех пор, пока показания на шкале не перестанут расти. Такие манипуляции нужно проводить со всеми цилиндрами мотора.

Почему полученные данные могут отличаться от паспортных

Информация, полученная при замере компрессии, как правило, отличается от цифр, заявленных производителем автомобиля в технической документации.Несоответствие значений из-за износа поршневой группы, возникающего в результате штатной эксплуатации автомобиля. С увеличением износа элементов компрессия в цилиндрах силового агрегата уменьшается.

Несомненно, с небольшими отклонениями от написанных цифр автовладелец может и дальше использовать ТС, не ремонтируя поршневую группу. Допускается расхождение до десяти процентов. При увеличении разрыва показателей компоненты мотора считаются сильно изношенными.

Причины снижения компрессии

  1. Внешний вид Нагара из-за износа маслозащитных колпачков.
  2. Дефект распредвала распредвала.
  3. Отметка или деформация клапана.
  4. Поршень выжимной.
  5. Трещина в перемычке поршня.
  6. Сели поршневые кольца в канавках поршня — наиболее частая причина снижения компрессии.

Чем грозит машина при работе с пониженной компрессией

Как правило, по этим причинам снижение компрессии происходит только в одном цилиндре, поэтому капремонт мотора не требуется.В этом случае достаточно очистить камеру сгорания от нагара и заменить детали.

Если компрессия снизилась одновременно во всех цилиндрах, скорее всего, была нарушена герметичность камеры сгорания, что могло привести к капитальному ремонту мотора. При нарушении герметичности камеры сгорания нужны зазоры, а также газораспределительный механизм.

В дизельных силовых агрегатах причиной снижения компрессии является износ зеркала цилиндров.Признак снижения компрессии в дизелях — появление в выхлопной трубе синего дыма в результате неполного сгорания дизельного топлива в условиях невысокой температуры.

Иногда неисправность сторонних элементов может привести к снижению давления в цилиндрах, например, плохому разбрызгиванию топлива в результате неисправности форсунки.

Как поднять компрессию

Для устранения проблемы низкой компрессии силового агрегата необходимо произвести замену или ремонт поврежденных деталей и агрегатов, после чего мощность двигателя снова увеличится.

Советы Плюсы: Добавка для сжатия двигателя, нравится или нет

Несомненно, специальные присадки способны повысить компрессию силового агрегата, так как обладают массой положительных комплексных свойств. Однако нужно понимать, что не стоит ожидать от присадок существенного эффекта, если двигатель сильно изношен. Кстати, среди автовладельцев есть ряд отрицательных отзывов после использования. В любом случае выбор за вами.

Степень сжатия двигателя (CR — Compression Ratio) определяется как отношение внутреннего объема цилиндра над поршнем, расположенным в нижней мертвой точке, к внутреннему объему цилиндра над поршнем, расположенным в верхней мертвой точке. .При ремонте двигателя по типовой передаточной технологии выполняются следующие операции механической обработки:

  1. Цилиндры устанавливаются на больший диаметр и в двигатель ставятся ремонтные поршни увеличенного размера. Выращивание цилиндров приводит к увеличению рабочего объема и степени сжатия, так как объем цилиндра увеличивается, а объем камеры сгорания остается неизменным, в результате чего увеличивается количество сжимаемой топливно-воздушной смеси. .
  2. Опорные поверхности блока цилиндров повторно обработаны. Эта операция механической обработки называется шлифовкой пластины блока цилиндров и приводит к увеличению степени сжатия, так как после нее головка блока цилиндров опускается ниже днищ поршней.
  3. Нижняя плоскость головки (ОК) блока цилиндров повторно полируется, что также приводит к увеличению степени сжатия. Вот вроде бы просто, и можно измерить степень сжатия.

Для поддержания степени сжатия двигателя на уровне паспортного значения, установленного для серийного двигателя. В большинстве ремонтов используются ремонтные поршни, которые короче стандартных по величине в диапазоне от 0,015 дюйма до 0,020 дюйма. Так измеряется степень сжатия двигателя в автомобиле.

Для расчета точного значения степени сжатия необходимо точно измерить диаметр цилиндра, ход поршня и объем камеры сгорания.

Какая степень сжатия имеет, например, восьмицилиндровый V-образный двигатель автомобиля Chevrolet. 350 м.куб. дюймов, после единственного изменения в его конструкцию — вместо ГБЦ с камерой сгорания 74 см были установлены новые, с камерой сгорания 62 см, с объемом камеры сгорания?

  • диаметр цилиндра 4000 дюймов, ход поршня 3,480 дюйма, количество цилиндров 8,
  • объем камеры сгорания до замены головки CV = 74 см3 = 4.52 куб. в дюймах
  • объем камеры сгорания после замены головки CV = 62 см3 = 3,78 куб. дюймы.
  • Gv = диаметр цилиндра x диаметр цилиндра x 0,7854 x x толстая прокладка = 4000 дюймов x x 4000 дюймов x 0,7854 x 0,020 дюйма = 0,87 кубометра. дюймы.

Чтобы не усложнять расчет, а просто показать, на какое влияние влияет объем камеры его сгорания, мы полагаем, что поршни имеют плоское днище и зазор от днища поршня, расположенного в НТК, до нижнего. пластина блока цилиндров нулевая.

Достаточно было изменить объем камеры сгорания — с 74 см3 до 62 см3, так как степень сжатия увеличилась с 9,1: 1 до 10,4: 1. Так как для современного бензина степень сжатия составляет 10,4: 1, как Правило, делать это не рекомендуется, такая модернизация допустима только для гоночных двигателей, которые будут работать на трассе в автономном режиме или на горючем с использованием специальных присадок.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *