Повышенная компрессия в цилиндрах: Повышенная компрессия в двигателе: причины

Сказав это, вы не сможете выполнить такое сильное сжатие на маленьком блоке Chevy , используя старые железные головки 70-х годов прошлого века. Мы не будем вдаваться во все подробности, почему, но достаточно сказать, что старые камеры сгорания не были рассчитаны на такое сжатие. Техника внутреннего сгорания прошла долгий путь, чтобы достичь этих более высоких степеней статического сжатия и по-прежнему работать на топливе с октановым числом 91-93.

Поскольку мы мало что знаем о вашем маленьком блоке 350, мы предположим, что в нем используется типичная плоская вершина с четырьмя поршнями для производства бровей. С составом прокладка головки блока цилиндров , поршень на 0,020 дюйма под днищем и камера сгорания объемом 76 куб. Это действительно неплохо. Стандартный 290-сильный 350-сильный двигатель Chevy, который вы можете купить, не так уж и хорош. В литературе Chevy говорится, что это двигатель со степенью сжатия 8:1, и это то, что мы обнаружили, измерив один из этих двигателей пару лет назад. В этом двигателе используется выпуклый поршень объемом 13 куб. см, что снижает компрессию.

Одним из размеров, который нелегко изменить, является расстояние от верхней части поршня до платформы. В моем уравнении степени сжатия я предположил, что поршень находится на 0,020 дюйма ниже поверхности блока цилиндров, что является чрезмерным, но мы можем использовать это в своих интересах. Если поршни

Конечно, это означает снятие головок блока цилиндров , чтобы сделать это улучшение, и именно здесь многие парни не хотят прилагать усилий. Вот как это работает. Предположим, что в вашем двигателе в настоящее время используется прокладка головки блока цилиндров. Это качественные прокладки головки блока цилиндров, но обычно их толщина составляет 0,041 дюйма. Добавление высоты деки 0,020 дюйма к прокладке головки блока цилиндров толщиной 0,041 дюйма создает расстояние 0,061 дюйма между верхней частью поршня и плоской частью головки блока цилиндров. Это называется зоной закалки.

Интересно, что многие энтузиасты упускают из виду камеру сгорания как место для увеличения мощности двигателя. Зона закалки — это плоская часть поршня, которая соответствует плоской части камеры сгорания на головке блока цилиндров клинового типа.

Когда поршень достигает верхней мертвой точки (ВМТ), это создает очень малый зазор между плоской частью поршня и плоской частью головки. Эта область называется пространством закалки или иногда называется сплющиванием, что действительно хорошо описывает ее назначение. Зона гашения предназначена для выдавливания воздуха и топлива из этой зоны и выталкивания их в камеру сгорания, создавая турбулентность. Ключом к качественному сгоранию является смешивание воздуха и топлива или их гомогенизация. Зона гашения помогает этому процессу, который имеет тенденцию стабилизировать скорость сгорания после зажигания свечи зажигания.

Чем плотнее вы можете сделать эту зону охлаждения или зазор между поршнем и головкой, тем лучше будет работать двигатель. Перемещение поршня ближе к поверхности деки также увеличивает статическую степень сжатия. Также существует ограничение на зазор между поршнем и головкой. Как правило, для уличного двигателя с низкими оборотами вы можете быть в безопасности при 0,040 дюйма или немного больше. Гоночные двигатели с высокими оборотами со стальными стержнями будут соответствовать тому же зазору, но двигатели с алюминиевыми стержнями должны использовать больший зазор (возможно, около 0,050 дюйма), чтобы приспособиться к росту алюминиевых стержней.

Поскольку разобрать двигатель и установить блок не получится, есть альтернатива. Fel-Pro производит стальную прокладку головки регулировочной прокладки с очень тонким резиновым покрытием для 4,00-дюймового отверстия 350 толщиной всего 0,015 дюйма. При добавлении к высоте деки 0,020 дюйма это дает зазор между поршнем и головкой 0,035 дюйма. Это немного тесновато, но должно подойти для мягкого уличного двигателя, который не работает на оборотах выше 6500 об/мин.

Хорошей новостью является то, что эта прокладка повысит статическую степень сжатия до 8,97:1 или, по сути, до 9:1, что соответствует примерно половине балла при сжатии. Эмпирическое правило для двигателя состоит в том, что полная точка сжатия соответствует примерно 3-4 процентам мощности двигателя. Если предположить, что ваш двигатель имеет мощность 300 лошадиных сил, половина точки сжатия, вероятно, стоит почти 2 процента, что составляет всего 6 лошадиных сил. Это звучит как много работы для минимального улучшения, но я предполагаю, что крутящий момент на низких скоростях также улучшится, по крайней мере, настолько, если не немного больше.

Вот фото маленького блока мощностью 290 лошадиных сил с выпуклыми поршнями. Если в вашем двигателе есть эти поршни, ожидайте, что компрессия будет около 8,0: 1, что как минимум на 1,5 отношения меньше, чем должно быть. Самый простой способ улучшить сжатие — использовать набор железных головок Vortec для 64-кубовых цилиндров и прокладку головки блока цилиндров 0,015, которая повысит степень сжатия до 9,0:1

Еще одна рекомендация — добавить набор коллекторов средней длины. на двигатель. Это сделает больше, чтобы добавить мощности, чем любая другая вещь, которую вы можете сделать. Добавление заголовков на 29Маленький блок мощностью 0 лошадиных сил стоил 30 футо-фунтов. крутящего момента и 30 л.с. к этому стандартному двигателю. Мое предложение состояло бы в том, чтобы сделать как прокладку головки блока цилиндров, так и коллекторы , а затем вам обязательно нужно будет перенаправить карбюратор немного богаче, если только он не был чрезмерно богатым с самого начала — что также возможно.

Теория степени сжатия и ее расчет в Powersports

Toggle Nav

Поиск

Если вы покупаете поршни для мотоцикла, квадроцикла или UTV, вы, скорее всего, увидите варианты с разной степенью сжатия. При проектировании поршней для различных степеней сжатия учитывается множество факторов. Здесь мы рассмотрим, как рассчитывается степень сжатия, и как она может повлиять на ваш двигатель и требования к гоночному топливу.

Формула проста — сжатие дает силу, и иногда теория «чем больше, тем лучше» имеет некоторые основания. Но прежде чем мы начнем вслепую увеличивать степень сжатия, лучше узнать больше о том, как этого добиться. Степень сжатия для любого двигателя или отдельного цилиндра определяется как отношение между рабочим объемом цилиндра с поршнем в нижней мертвой точке (НМТ) и объемом с поршнем в верхней мертвой точке (ВМТ). Если, например, отношение объема НМТ в 13 раз больше объема в ВМТ, то степень сжатия равна 13:1.

Степень сжатия играет важную роль в создании мощности, поскольку именно это сжатие воздушно-топливной смеси улучшает процесс сгорания и создает мощность. Конечно, более высокая степень сжатия также предъявляет более высокие требования к октановому числу топлива, поэтому важно помнить об этом. В качестве примера мы будем использовать одноцилиндровые двигатели для внедорожных мотоциклов. Степень сжатия двигателя серийного мотоцикла для бездорожья с годами увеличилась до текущих диапазонов от 12,5: 1 до 13,5: 1, но при этом все еще способна сжигать насос премиум-класса 9.Бензин с октановым числом 1/93. Это достигается за счет улучшенной конструкции камеры сгорания, а также улучшенного контроля соотношения воздух-топливо за счет электронного впрыска топлива (EFI).

Как рассчитывается степень сжатия?

Было бы неплохо просмотреть, как рассчитывается сжатие. Это вопрос разбиения на ряд небольших областей, для которых необходимо рассчитать их отдельные объемы. Затем эти меньшие тома можно сложить вместе, чтобы создать общий охватываемый том. Например, площадь верхней части поршня в ВМТ должна учитывать отдельные объемы камеры, верхней части поршня (конструкция головки), прокладки головки и высоты поршня над или под декой. цилиндр.

Нажмите здесь, чтобы прочитать о том, как рассчитать сжатие и рабочий объем для автомобильных двигателей.

Объем цилиндра

Первым шагом является определение объема цилиндра на основе диаметра цилиндра и хода поршня. Если вы помните из школьной геометрии, объем цилиндра = Pi x радиус в квадрате x высота (в данном случае — ход). С диаметром цилиндра 77 мм и ходом поршня 53,6 мм получается цилиндр объемом 249 литров.куб.см. Это только сам цилиндр.

Далее нам нужно узнать объем камеры сгорания. Проще всего измерить это мерным цилиндром или бюреткой. Большинство бюреток имеют градуировку в миллилитрах, а один миллилитр равен одному кубическому сантиметру (см), так что пусть вас это не смущает. Объем камеры напрямую влияет на степень сжатия, поэтому его измерение важно для точности. Квадратная крышка из плексигласа, покрытая смазкой, с небольшим отверстием, просверленным в ней, чтобы вы могли заполнить камеру медицинским спиртом, смешанным с небольшим количеством пищевого красителя, хорошо работает в качестве измерительной жидкости.

В приведенном ниже примере мы используем автомобильную головку блока цилиндров, но тот же процесс можно выполнить для одно- или многоцилиндровых двигателей мотоциклов.

Объем поршня

Также необходимо измерить объем поршня. Это важно, так как поршень редко бывает идеально плоским. Если бы это было так, объем поршня был бы по существу равен 0, то есть тому, что не добавляется и не вычитается из степени сжатия. Однако большинство днищ поршней содержат некоторую комбинацию клапанных клапанов, тарелки или куполообразной конфигурации, которые составляют заданный объем. Предположим, что этот поршень имеет небольшой купол, но также включает разгрузку поршневого клапана. Общий объем купола поршня необходимо рассчитать для достижения точной степени сжатия. Ваш производитель поршней должен иметь этот объем в наличии, когда он вам понадобится. JE Pistons записывает эту информацию для каждой конструкции поршня.

Имейте в виду, что даже, казалось бы, небольшие изменения могут иметь прямое влияние на сжатие. Например, увеличение диаметра отверстия даже всего на 2 мм — например, с 96 до 98 мм — без каких-либо других изменений в поршне увеличит степень сжатия с 13,58:1 до 14,05:1 просто потому, что площадь поршня теперь больше.

Объем купола также учитывает так называемый объем щели, или крошечный объем, находящийся между верхней кромкой поршня над кольцевой площадкой и стенкой цилиндра. Это измерение наиболее важно выполнить, если поршень был модифицирован для добавления дополнительного зазора клапана или если были выполнены другие модификации верхней части поршня.

Этот объем очень минимален, но JE учитывает это при расчете сжатия, чтобы гарантировать сохранение высокой точности.

Прокладка головки блока цилиндров

Толщина прокладки головки блока цилиндров также влияет на сжатие, так как это также создает объем, который необходимо учитывать при расчете. Толстая прокладка головки существенно увеличивает объем камеры, а более тонкая прокладка уменьшает его. Расчет объема такой же, как у цилиндра, только очень короткий. Чаще всего внутренний диаметр прокладки имеет круглую форму, поэтому вычислить объем довольно просто: объем = Пи х радиус в квадрате х высота.

Высота платформы

Необходимо также учитывать высоту платформы. Если поршень в ВМТ недотягивает до поверхности цилиндра, то этот объем добавляется к объему камеры сгорания, уменьшая степень сжатия. Если верхняя часть поршня превышает верхнюю часть цилиндра на заданную величину, этот объем необходимо вычесть из объема камеры сгорания, что увеличит степень сжатия. Это положение поршня также напрямую влияет на зазор между поршнем и головкой, поэтому внимательно следите за ним, чтобы не выходить за пределы спецификации.

Когда все эти размеры определены, мы можем выполнить простую математику, разделив объем цилиндра с поршнем в нижней части своего хода на объем цилиндра с поршнем в верхней части своего хода. Мы включили всю математическую формулу здесь внизу этой страницы, но она слишком длинная и сложная, и на самом деле нет причин повторять все это, если вы действительно не любите расчеты от руки! Более простой вариант — использовать один из множества бесплатных онлайн-калькуляторов коэффициента сжатия.

Нам нравится версия, предлагаемая Performance Trends (Performancetrends.com), поскольку она проста в использовании и ее можно загрузить бесплатно. Входные данные для этой программы могут даже быть изменены с английского на метрические, если вы предпочитаете, и входные данные настолько просты, что вы можете попробовать десятки различных комбинаций, чтобы удовлетворить свое любопытство.

Важно отметить, что, хотя сжатие играет важную роль в создании мощности, добавление сжатия не является чисто линейным предложением. Общепринятым показателем увеличения сжатия является то, что одна полная точка сжатия может добавить от 3 до 4 процентов мощности. Итак, если двигатель развивает мощность 50 лошадиных сил, а мы добавим полную точку сжатия (например, с 11 до 12:1), это потенциально может увеличить мощность до 51,5 лошадиных сил. Однако при текущих коэффициентах сжатия гоночных двигателей уже на уровне 13:1 добавление полной точки сжатия не обязательно может добавить целых три процента, поскольку закон убывающей отдачи играет роль при коэффициентах, близких к 14:1 или выше. Положительный прирост все равно будет, но он, скорее всего, будет не таким большим, как прирост, например, от 9:1 до 10:1.

Другим примером могут служить поршни JE CRF450R 2017-18 годов. Стандартное сжатие, поршень 13,5: 1 (справа) имеет очень плоский купол, не занимающий лишнего объема в камере сгорания. Поршень 14,5: 1 (слева) имеет более высокий купол, чтобы уменьшить объем камеры сгорания, когда поршень находится в ВМТ.

Щелкните здесь, чтобы узнать больше о наших поршнях серии Pro.

Должен ли я использовать гоночный газ?

Поскольку большинство новых мотоциклетных двигателей в настоящее время имеют статическую степень сжатия 13:1, эти двигатели используют очень точно настроенные комбинации, позволяющие им работать на насосном газе с октановым числом от 91 до 93. Один вопрос, который часто задают, заключается в том, принесет ли гоночный бензин пользу. Есть несколько факторов, влияющих на гоночный бензин, которые выходят далеко за рамки простого повышения октанового числа. Многие гонщики считают, что увеличение октанового числа также добавит мощности. Хотя это может быть правдой, ответы могут быть трудными для расшифровки.

Октановое число само по себе не является функцией топлива, которая увеличивает мощность. Октан добавляют в топливо для предотвращения детонации. Если двигатель страдает от детонации или детонации из-за использования бензина более низкого качества, добавление октана восстановит эту мощность. И наоборот, добавление топлива с более высоким октановым числом в двигатель, который не страдает от проблем с детонацией, не приведет к увеличению мощности. Более распространенная ситуация заключается в том, что добавление октана сверх требований двигателя обычно приводит к менее эффективному процессу сгорания, который не увеличивает мощность. В определенных ситуациях использование слишком большого октана может привести к небольшой потере мощности! Вот где теория «чем больше, тем лучше» не проходит проверку.

Как и любая другая система гоночного двигателя, правильное сочетание компонентов и топлива может привести к увеличению мощности. Например, гоночный бензин часто смешивают с оксигенатами, которые обедняют/изменяют стехиометрическое (или химически правильное) соотношение воздух-топливо в топливе. Зачастую именно эти присадки отвечают за прибавку мощности, а не октановое число. Эксперименты с топливом с разным процентным содержанием оксигенатов могут существенно повлиять на фактическое соотношение воздух-топливо.