Степень сжатия бензин: Как определить, какой бензин нужен вашему авто?

Содержание

Какой бензин заливать? Октановое число — журнал За рулем

Октановое число... Все знают: чем оно выше, тем бензин дороже и, надо полагать, лучше. Но не всем известен смысл этого числа. Желающих освежить в памяти октановую тему приглашаем к разговору.

Вряд ли из сотни опрошенных на АЗС водителей десяток назовет еще какой-либо параметр бензина, кроме октанового числа. Смолы, сера, оксигенаты — это что-то заумное и на заправочной колонке не указанное. Водитель твердо знает, что именно октановое число определяет степень пригодности топлива к использованию в том или ином двигателе. Но речь при этом идет не о том, новенький это двигатель или какой-то древний. Октановое число характеризует только возможность использования данного топлива в автомобилях с той или иной степенью сжатия. Если быть более точным — с меньшим или большим давлением в конце такта сжатия. А поскольку низких давлений сегодня, в общем-то, и не встретить, то и низкооктановый бензин невольно стал считаться чем-то второсортным. Это, мягко говоря, несправедливо.

УИТ-65

УИТ-65

УИТ-65

КАКИЕ БЫВАЮТ ОКТАНОВЫЕ ЧИСЛА?

Октановое число — это характеристика бензинов, характеризующая их детонационную стойкость, то есть способность противостоять самовоспламенению под действием волны давления, образующейся в камере сгорания при горении топлива. Его определяют, сопоставляя интенсивность детонации исследуемого топлива с эталонным, имеющим фиксированное октановое число. Для этого используют специальную одноцилиндровую установку с переменной степенью сжатия (УИТ-65 или УИТ-85). Замечу, что сегодня эта несложная, в общем-то, установка попала в разряд дефицитных приборов…

Любопытно, что по неизвестной никому причине часто говорят, что исследовательское октановое число (ОЧИ) определяют где-то в химлабораториях, а вот моторное (ОЧМ) — на полигонах и спецдорогах. На самом же деле разница в определении этих чисел состоит только в режимах работы установки УИТ. Для определения ОЧИ обороты коленчатого вала — 600 об/мин, для ОЧМ — 900 об/мин. Кроме того, при определении ОЧМ используется подогрев смеси перед двигателем. Что касается испытаний на реальных дорогах, то при этом определяют еще один вид октановых чисел — дорожное (ДОЧ). Его получают в ходе испытаний реального двигателя путем сопоставления пределов детонации на эксплутационных режимах при работе на исследуемом и эталонных бензинах.

Условно считают, что ОЧИ характеризует свойства топлива при городском цикле эксплуатации автомобиля, а ОЧМ — при шоссейном цикле.

ЧЕМ ПЛОХИ НИЗКООКТАНОВЫЕ БЕНЗИНЫ?

Сильно ли уступают 80-е и 92-е бензины по экономии и экологии своим высокооктановым коллегам?

Слышится мгновенный ответ: уступают, конечно же! Аргументация известна: ведь на них ездят всякие вонючие «москвичи» и прочие «ЗИЛы»! Это — типичный ответ дилетанта. В вонючести тех машин виновато несовершенство их конструкции, а вовсе не топливо. А вот ни одного конкретного обвинения в адрес таких бензинов видеть не приходилось.

Ежели прикинуть, сколько машин, колесящих по дорогам бывшего СССР имеет низкую степень сжатия, то получится больше 60%. И низкооктановые топлива нам реально нужны. Нет никаких оснований торопиться с запретом их применения.

А КАК ЖЕ ГРЯДУЩИЕ ЗАПРЕТЫ?

Опубликованы грядущие изменения регламента, согласно которым не только отменяется пункт, разрешающий применение высококачественных 80-х и 92-х бензинов, но и приведено «суперпредложение» вообще выбросить из контролируемых параметров показатель «октановое число»! Понять все это очень сложно. Надо полагать, что на табличке заправочной колонки будет что-то написано, но реально следить за этим теперь необязательно. Как за надписями на заборах… Мало того — обязательную сертификацию основных видов топлив предложено заменить добровольной!

Аргумент, как всегда, убойный: так делают «у них». Для нас Эксперт — это любой человек с Запада. А там, мол, все горюче-смазочные материалы подлежат добровольной сертификации — и ничего, живут… Но петрушка-то в том, что у нас все это не сработает! На Западе давно сложился абсолютно иной менталитет, а реализовать несертифицированную продукцию там нереально. Это непременно будет воспринято как попытка сбыть что-то некондиционное или же произведенное незаконно. А если потребитель, не дай бог, пожалуется на качество, то отсутствие сертификата явится отягчающим обстоятельством для производителя при разбирательстве в суде. Замечу, что суды на Западе тоже «немножко другие».

Для России куда больше подходит «обязательность». Ее можно проконтролировать и тем самым защитить массового потребителя от некачественной продукции. Но нам наносят двойной удар: предлагают убрать из контролируемых параметров показатель ОЧ, а также заменить обязательную сертификацию добровольной. А ведь мы живем в конкретной стране со сложившимися национальными особенностями.

Всех, кто ежедневно заполняет топливные баки своих автомобилей продаваемым у нас топливом, предлагаем высказаться по затронутому поводу.

Какой бензин заливать? Октановое число

Октановое число... Все знают: чем оно выше, тем бензин дороже и, надо полагать, лучше. Но не всем известен смысл этого числа. Желающих освежить в памяти октановую тему приглашаем к разговору.

Какой бензин заливать? Октановое число

Можно ли заливать 92-й бензин вместо 95-го — Российская газета

Какой бензин выбрать - 92-й или 95-й? Наверняка многие из вас задавались таким вопросом, шерстили интернет-форумы и изучали руководство по эксплуатации своего автомобиля в расчете найти нужную информацию. Неясность в вопрос о разрешенном октановом числе по-прежнему вносят и автопроизводители.

К примеру, АвтоВАЗ и Renault еще пять лет назад санкционировали 92-й бензин для так называемых "народных" моделей. Однако в последние годы обе компании взяли курс на отказ от АИ-92. Так, АвтоВАЗ рекомендует заправлять рестайлинговую Lada Granta топливом АИ-95 (до обновления допускался АИ-92).

Точно также дорестайлинговому Renault Duster предписывалось топливо не ниже АИ-92, обновленным же французскому SUV подавай как минимум АИ-95, о чем, кстати, говорится в инструкции по эксплуатации и черным по белому написано на табличках под лючком топливного бака. А вот в мануале современных Hyundai Creta и Kia Rio, равно как ряда моделей "китайцев" (Haval, Lifan, Dongfeng, Geely, FAW), говорится о допуске к АИ-92.

Стоит ли следовать рекомендациям автопроизводителей по бензину

Фото: Кирилл Каллиников/РИА Новости

Не подлежит сомнению - автомобили желательно заправлять тем топливом, которое указано в документации на машину. Это связано прежде всего с тем, что каждая компания калибрует двигатели под определенный сорт бензина. При несоблюдении регламента вы неизбежно столкнетесь с вредоносными детонациями силового агрегата.

Бензин с низким октановым числом будет воспламеняться раньше, чем предусмотрено конструкцией. А значит в цилиндрах будет происходить по сути неконтролируемый взрыв, разрушающий механику. Причем, если на городских скоростях определить такие детонации достаточно просто (под нагрузкой будет раздаваться характерный звон из-под капота), на высокой скорости детонирование вы можете и не заметить, поскольку шумы маскируются рокотом силового агрегата.

Также не стоит забывать, что при проблемах с двигателем эксперты с большой степенью вероятности проведут анализ топлива в бензобаке и камерах сгорания. Если окажется, что горючее не соответствует регламенту, это станет основанием для прекращения действия гарантии автопроизводителя. Читай - вам придется проводить ремонт силового агрегата за свой счет.

Легальный выбор между АИ-92 и АИ -95

Фото: Евгений Одиноков/ РИА Новости

Впрочем, не редки случаи, когда на лючке топливного бака вы можете увидеть надписи "не ниже АИ-92" или 92, 95. Какое топливо выбрать в такой ситуации? Здесь следует учесть, что горючее с более высоким октановым числом, как правило, рекомендуется, а с более низким - допускается.

При этом нужно понимать, что на низкооктановом бензине машина поедет хуже - отдача двигателя уменьшится, а расход топлива, напротив, возрастет. В результате в большинстве случаев экономии, на которую вы рассчитываете, вы не добьетесь. То что вы недоплатили при заправке (литр топлива АИ-92 сегодня примерно на 4 рубля ниже, чем литр бензина АИ-95), будет так и ли иначе потрачено ввиду возросшего потребления низкооктанового топлива.

Почему 95-й бензин лучше 92-го

Фото: Сергей Бобылев/ТАСС

Если производитель допускает заправку сразу двумя сортами бензина (АИ-92 и АИ-95), то, делая выбор между АИ-95 и АИ-92 в пользу первого, вы создаете благоприятные условия для работы силового агрегата. Во-первых, так вы минимизируете детонацию.

Хотя в современных впрысковых силовых агрегатах имеется датчик детонации, по сигналу которого электронные мозги делают зажигание более поздним (так снижается детонация), и нагрузка на двигатель минимизируется, мотор все же обречен на работу с увеличенной нагрузкой. В то же время при работе на рекомендованном топливе двигатель будет работать по определению мягче, тише и, что не менее важно, выходить на расчетные параметры по динамике ускорения, экономичности и экологичности (токсичности).

Что будет, если лить 92-й бензин, когда это не разрешено

Фото: Виталий Белоусов/ РИА Новости

В этом случае последствия будут напрямую зависеть от манеры езды. Негативное воздействие будет минимальным, если вы будете поддерживать средние обороты (силового агрегата не выше 2,5 тыс. об./мин.) и дозировать нажатие на педаль газа (читай - избегать резких ускорений и езды в рваном ритме).

В противном случае при больших нагрузках будет постоянно отрабатывать датчик детонации, а это чревато неустойчивой работой мотора - машина начнет дергаться и потеряет в динамике. Топливо при таком сценарии воспламеняется позже, догорая уже в выпускном тракте. Это может привести к перегреву мотора, преждевременному выходу из строя свечей зажигания, прогоранию поршней и выходу из строя катализатора. Готовьтесь также к заметному увеличению расхода бензина.

В какие двигатели точно не нужно лить 92-й бензин

Фото: Юрий Зубко/ РГ

Под запрет попадают прежде всего турбомоторы и двигатели с высокой степенью сжатия. Что касается турбированных агрегатов, турбина здесь заметно увеличивает массу сгораемой топливной смеси внутри цилиндра. Соответственно, чтобы избежать детонации, необходимо заливать только высокооктановое топливо - бензин АИ-95, АИ-95+ и АИ-98 будет предпочтительным вариантом.

С таким горючим машина с турбомотором гарантированно поедет быстрее, а расход снизится. В случае же с моторами с высокой степенью сжатия (это, к примеру, моторы Skyactive Mazda) индекс сжатия как правило, переваливает за 10,5. После этого рубежа резко повышаются требования, предъявляемые к антидетонационным свойствам топлива. Иными словами, необходимо использовать только 95-й бензин и выше. Соответственно - и наоборот: старые моторы со степенью сжатия ниже 10 вполне переварят и 92-й бензин.

Можно ли смешивать 92-й и 95-й бензин?

Фото: Валерий Матыцин/ТАСС

Еще десять лет назад ответ на этот вопрос был бы однозначным - смешивать АИ-92 и АИ-95 допускалось в любых пропорциях. Дело в том, что при производстве топлива АИ-92 и АИ-95 применялась общая основа, а конечные продукты получали с помощью однотипных химических добавок. Однако в последние годы нефтеперерабатывающие заводы усложнили производство и внедрили фирменные ноу-хау.

В результате из-за различий в используемых присадках такое смешение может ухудшить конечный состав смеси. Как вариант - некоторые добавки попросту перестанут работать. Кроме того, сорта бензина с разным октановым числом различаются по плотности. Поэтому при смешивании АИ-92 постепенно переместится на дно бака, а 95 расположится верхним слоем. А значит, залив в бак 92-й и 95-й бензин в пропорции 50:50, топливо с октановым числом 93,5 вы не получите. Как и эффект "выравнивания", на который рассчитывал водитель.

Почему нельзя заливать 92-ой - Свободная Пресса

Традиция экономить на бензине у нас ещё с СССР, когда люди заливали в «копейки» 76-й или 80-й, потому что его можно было купить у барыг в два раза дешевле. Сегодня разница в стоимости литра 92-го и 95-го — всего 3 рубля. Много сэкономить не получится, но многие пытаются.

Почему этого нельзя делать?

Потому что бензин с более низким октановым числом в цилиндрах раньше воспламеняется. Происходит детонация, которую из салона автомобиля можно услышать по характерном металлическому дребезжанию.

Чем плоха детонация?

Детонация плоха своим разрушительным действием для механики. Посудите сами. При нормальной работе двигателя топливная смесь в цилиндре взрывается в момент, когда поршень находится в своем верхнем положении. При детонации же низкооктановое топливо взрывается раньше от высокой степени сжатия, и происходит, по сути, неуправляемый взрыв с множеством отражений взрывной волны.

Эта взрывная волна толкает поршень вниз, хотя он ещё не достиг своего верхнего нормального положения. Происходят колоссальные нагрузки. Из-за этого собственно из-под капота и слышится металлический лязг. При нормальном горении вспышка распространяется со скоростью около 40 м/с, а при детонационном взрыве скорость достигает 1500 м/с.

Зачем производители так делают?

Ни для кого не секрет, что последние десятилетия разработками инженеров и автомобилестроителей движут экологи, поэтому производители вынуждены (часто против своей воли и здравого смысла) создавать моторы с высокой степенью сжатия. Чем выше степень сжатия, тем меньше расход топлива, выше мощность и тем экологичнее мотор. Но, как я уже сказал, двигатели с высокой степенью сжатия в принципе не предназначены для топлива с октановым числом ниже 95.

В какие машины можно лить 92-ой?

Условно двигатели можно разделить на две группы по степени сжатия: ниже 10,5 и выше. Так вот если у мотора степень сжатия ниже 10,5, можно смело лить 92-ой — 95-ый такому мотору ни к чему. А вот если степень сжатия выше 10,5, то 92-ым лучше не баловаться. Конечно, один раз можно залить — ничего страшного не случится. Но если в машину, предназначенную для 95-го, постоянно заливать 92-ой, можно попасть на капитальный ремонт двигателя.

Вот простой пример. У вазовской «копейки» (ВАЗ-2101) степень сжатия 8,5, поэтому в эту машину можно лить даже очень паршивый 92-ой — мотор его переварит и не поперхнется. У Lada Vesta степень сжатия 10,5. Это пограничный вариант, и производитель все еще допускает использование 92-го бензина. В то же время у Рено Логан в зависимости от двигателя степень сжатия колеблется от 9,5 до 10,7 и тем не менее производитель перестраховывается и рекомендует 95-ый. Хотя мастера и дилеры подтверждают, что на 92-ом бензине моторы тоже ездят долго и без проблем (по крайней мере, два наименее мощных в моторной линейке).

Под капотом Toyota Land Cruiser Prado устанавливаются моторы со степенью сжатия 10,2−10,4, и производитель разрешает заправляться 92-ым. Еще один показательный пример — это Mazda CX-5 с новыми двигателем с очень высокой степенью сжатия — 13−14. Этот мотор 92-ой погубит очень быстро, так что производитель его категорически запрещает и рекомендует 95−98.

Какие последствия могут быть?

Самое страшное, к чему приводит детонация — это капитальный ремонт двигателя. В результате огромных нагрузок на мотор образуются царапины на внутренних стенках цилиндров, оплавляются поршни, спекаются кольца, теряют форму шатуны. В общем, устранение последствий влетит в копеечку.

Еще одно последствие — от неправильного топлива быстро выходит из строя катализатор. Он крошится, и керамическая пыль засасывается в двигатель, а там эта пыль действует как абразив — двигатель изнашивается в 2−3 раза быстрее.

Какой вывод?

Экономя на топливе, водители подвергают себя риску потом потратить куда больше сэкономленной суммы на ремонт двигателя. Вывод — если для машины рекомендован 95-ый, нужно заправляться именно им. А еще лучше смотреть на степень сжатия, указанную в технических характеристиках ДВС.

Взрыву вопреки — Авторевю

Что позволяет современным бензиновым двигателям работать без особых проблем на топливе с разным октановым числом? Откуда такая всеядность — и почему нынешние двигатели почти равнодушны к детонации?

Детонация стала самым страшным врагом инженеров сразу после изобретения двигателя внут­реннего сгорания в XIX веке. Для большей отдачи увеличивали степень сжатия, вслед за которой росли давление и температура смеси в цилиндре в конце такта сжатия, — и после подачи искры топливовоздушная смесь детонировала. То есть воспламенялась практически мгновенно по всему объему камеры сгорания: этакий мини-взрыв, разрушающий детали двигателя.

Проблему усугубило появление наддува: сперва на авиационных моторах (в годы Первой мировой войны), а затем и на автомобильных. Чем выше давление в цилиндре, тем больше мощность — но и склонность к детонации тоже возрастает. Конструкторам пришлось уменьшать степень сжатия и применять высокооктановый бензин, но этого было недостаточно.

Oldsmobile F-85 Jetfire 1962 года — первый серийный легковой автомобиль с турбомотором: степень сжатия у двигателя V8 объемом 3,5 л уменьшать не стали, но применили систему впрыска воды (схема справа). Мощность по сравнению с атмосферником увеличилась со 188 до 218 л.с., крутящий момент — с 312 до 408 Нм

Oldsmobile F-85 Jetfire 1962 года — первый серийный легковой автомобиль с турбомотором: степень сжатия у двигателя V8 объемом 3,5 л уменьшать не стали, но применили систему впрыска воды (схема справа). Мощность по сравнению с атмосферником увеличилась со 188 до 218 л.с., крутящий момент — с 312 до 408 Нм

Оставалось регулировать угол опережения зажигания. Ведь чем позже проскакивает искра, тем медленнее растет давление в цилиндре, да и его пик меньше — а значит, снижается вероятность детонации.

Но вот незадача: мощность двигателя при этом тоже уменьшается. Так что в предельных режимах — например, на взлете, когда необходима максимальная отдача, — с детонацией боролись… с помощью обычной воды! Ее впрыскивали во впускной коллектор, она испарялась в камере сгорания, снижая температуру топливовоздушной смеси, — и предотвращала детонацию.

Тем временем химики тоже не сидели без дела. В 1921 году сотрудники компании General Motors Чарльз Кеттеринг и Томас Мидгли обнаружили, что добавление химического соединения под названием тетраэтилсвинец в бензин существенно повышает его антидетонационную стойкость — иными словами, увеличивает октановое число. Через пару лет в GM вместе с компанией DuPont наладили промышленное производство этой добавки к бензину под маркой Этил — намеренно не упоминая слова «свинец». Ведь этот тяжелый металл вызывает опасные отравления.

Экологи начали бить тревогу с конца 60-х годов, а в 1973 году в американском Агентстве по защите окружающей среды (EPA) подготовили первый акт о запрете этилированного топлива. Но его дешевизна и усилия лоббистов химичес­кой и автомобильной промышленнос­ти были настолько велики, что заметно уменьшить использование тетраэтил­свинца в Штатах удалось только к началу 90-х. Помогло то, что тетраэтилсвинец «отравлял» каталитическое покрытие сот нейтрализаторов и препятствовал их внедрению в качестве систем очистки отработавших газов.

Toyota Crown Turbo 1980 года с системой контроля детонации при помощи резонансного пьезодатчика. Рядная двухлитровая «шестерка» M-TEU с турбонаддувом и впрыском топлива развивала 147 л.с. и 211 Нм

В конце концов тетраэтилсвинец запретили. В США — с 1996 года, в Евросоюзе — с 2000. У нас этилированный бензин нельзя производить и распространять с 2003 года. К сожалению, в слаборазвитых государствах, таких, как Алжир, Ирак, Северная Корея и Афганистан, это ядовитое топливо все еще в ходу.

Да и не был этилированный бензин панацеей — двигателисты не оставляли попыток придумать иное средство для борьбы с детонацией. Например, на купе Oldsmobile F-85 Jetfire 1962 года турбомотор (!) V8 3.5 мощностью 218 л.с. с высокой даже по нынешним меркам степенью сжатия 10,25:1 был оснащен сис­темой впрыска смеси воды и метанола! Спирт был нужен, для того чтобы защитить систему от замерзания в холодное время года. В 1978 году аналогичный впрыск воды применила и шведская компания Saab, выпустившая ограниченной серией трехдверку 99 Turbo S.

Но эти модели были настоящим эксклюзивом, а большинство автолюбителей в 60-е и 70-е годы боролись с детонацией самостоятельно.

Как? Прислушиваясь. Зазвучал знакомый «металлический» детонационный звон — значит, либо на улице стало очень жарко (высокая температура окружающего воздуха — верный союзник детонации), либо бензин в баке ненадлежащего качества. Нужно было открыть капот и подкрутить специальное регулировочное колесико на трамблере — так называемый октан-корректор — в сторону уменьшения угла опережения зажигания. Если водитель все делал правильно, то детонация исчезала. А заводская настройка угла опережения зажигания, разумеется, была очень мягкой: чтобы даже в тяжелых условиях, например, в жарком климате и при полной загрузке автомобиля, исключить риск детонации.

Полная версия доступна только подписчикамПодпишитесь прямо сейчас

я уже подписан

Сколько лошадей дает увеличение степени сжатия

СТЕПЕНЬ СЖАТИЯ

Объем камеры сгорания влияет на конечную степень сжатия двигателя.

Камера сгорания, это объем образуемый головкой блока и поршнем в момент нахождения поршня в верхней мертвой точке. Степень сжатия, это отношение объемов цилиндров от максимального до минимального. Максимальный объем камеры сгорания получается, когда поршень находится в нижней мертвой точке. Минимальный при нахождении поршня в верхней мертвой точке цилиндра.

Объем цилиндра без учета камеры сгорания можно узнать, поделив паспортный рабочий объем двигателя на количество цилиндров.

Объем камеры сгорания состоит из суммы 3 объемов:

1 Объем камеры сгорания на головке блока
2 Объем, образуемый толщиной прокладки головки блока
3 Объем вогнутого пространства в днище поршня.
Справедливости ради стоит сказать, что существует масса вариантов когда поршни выпуклые и при вычислениях они не добавляют, а наоборот уменьшают пространство камеры сгорания. И это нужно учитывать при расчетах.

Степень сжатия и компрессия, это не одно и тоже и различается тем, что степень сжатия это геометрическая величина, а компрессия динамическая. Так как двигатель при вращении обладает некоторыми насосными свойствами, плюс воздух при сжатии нагревается, то величина компрессии будет отличаться от степени сжатия в большую сторону. Компрессия обычно больше в 1.4 раза чем степень сжатия.

Увеличение степени сжатия является одной из основных методик поднятия мощности двигателя, так как чем больше сжать топливовоздушную смесь, тем больше она сможет расшириться относительно сжатого объема при сгорании. Тем самым можно получить больше мощности с того же объема сгоревшего топлива. Одним словом мощность повысится, а расход останется на прежнем уровне. Возникает вопрос, а почему с завода не поднимают степень сжатия до максимально возможного уровня? Дело все в характеристиках бензина не позволяющим поднимать степень сжатия больше определенного уровня, без образования аномальных, нежелательных процессов горения (детонация и др). Октановое число как раз и является основным показателем величины детонационной стойкости топлива и чем это число выше, тем большую степень сжатия можно использовать в двигателе, без образования детонации.

То есть проще говоря, если мы значительно повысим степень сжатия то мощность у нас повысится, но придется заправляться более высокооктановым топливом, а оно стоит дороже. Но с другой стороны, двигатель теперь работает более эффективно и на той мощности на которой вы ездили раньше, он будет потреблять меньше топлива и разность в цене как бы нивелируется! Но правда все же такова, что вы не будете ездить на малой мощности. Иначе зачем нужно было все это затевать?

Степень сжатия можно повысить двумя самыми эффективными способами:

1 установка более тонкой прокладки головки блока, либо спиливание нижней части головки блока. При таком варианте, клапана приближаются к поршню и необходимо делать или увеличивать выборки под них. Изменяются фазы работы ГРМ так как высота цепи или ремня, ответственная за синхронизацию распредвала изменяется на величину, уменьшения высоты позиционирования головки блока. При верхневальном двигателе (распределительный вал находится в головке блока). Настроить работу распределительного вала можно с помощью резрезной шестерни, либо шестерни с несколькими позициями под шпонку. При нижневальном, когда распредвал стоит внизу (в блоке цилиндров) и связь с клапанами происходит посредством толкателей также изменяется кинематика клапанного механизма без гидроусилителей, а с гидроусилителями может не хватить их хода и придется ставить меньшие по длине толкатели. При использовании метода на V образном двигателе при спиливании головок изменится расстояние между посадочными отверстиями впускного коллектора, что потребует его подгонки.

2 Растачивание цилиндров под больший по диаметру поршень. Такая процедура требует замены поршней, но этот метод увеличивает рабочий объем двигателя и одновременно повышает степень сжатия, так как камера сгорания остается прежней но объем цилиндра увеличивается. Отношение возросшего цилиндра к прежней камере сгорания покажет большую величину степени сжатия. Метод кроме замены поршней и расточки цилиндра не требует больше каких либо переделок и более предпочтителен для увеличения степени сжатия.

Прибавка мощности за счет степени сжатия тем выше, чем под более низкую степень сжатия изначально настроен двигатель. Простыми словами, повышение мощности более эффективно при поднятии степени сжатия с 8 до 9 чем с 13 до 14.

Примеры прибавок в процентах:

с 8 до 9 = 2.0 % прибавка мощности
с 9 до 10 = 1.7 % прибавка мощности
с 10 до 11 = 1.5 % прибавка мощности
с 11 до 12 = 1.3 % прибавка мощности
с 12 до 13 = 1.2 % прибавка мощности
с 13 до 14 = 1.1 % прибавка мощности
с 14 до 15 = 1.0 % прибавка мощности
с 15 до 16 = 0.9 % прибавка мощности
с 16 до 17 = 0.8 % прибавка мощности
Промежуточные результаты суммируются, например поднятие степени сжатия с 8 до 14 даст прибавку 8.7 %

Примеры перехода на более высокооктановое топливо при повышении (СС)

менее 8 - 76 бензин
от 8 до 9 - 80 бензин
от 9 до 10.5 - 92 бензин
от 10 до 12.5 - 95 бензин
от 12 до 14.5 - 98 бензин
от 13.5 до 16 - 102 бензин
от 15.5 до 18 - 109 бензин
Минимальное октановое число топлива применяемое в каждом конкретном двигателе зависит не только от степени сжатия но и в некоторой степени от конструкции формы камеры сгорания, алгоритма работы клапанного механизма, системы зажигания итд. Поэтому более совершенные двигатели могут работать с большими величинами степени сжатия без повышения качества топлива.

  Главная

Какой бензин подходит для вашего автомобиля | Автохитрости

Здравствуйте уважаемые читатели! На днях пришлось заправляться на сомнительной заправке, напоминающей по возрасту заправку из фильма "королева бензоколонки" 🙂 еще и бензин только 92.

Езжу я на автомобиле Lada Калина, и в инструкции по эксплуатации написано, что необходимо заправляться 95 бензином. Ну я и задался вопросом, что влияет на октановое число требуемого бензина, и что будет если заправиться бензином с октановым числом ниже (не 95, а 92).

Давайте разбираться...

Немного теории

Октановое число — показатель, который указывает на детонационную стойкость топлива (не относится к дизельному топливу).

Проще говоря, чем выше у бензина октановое число, тем более высокую степень сжатия он сможет выдержать.

Для тех, кто не знает как определить степень сжатия (или в простонародье компрессию), она определяется специальным прибором — компрессометром. Который вставляется вместо свечи зажигания и замеряет степень сжатия между поршнем и клапанами (если вкратце).

А теперь давайте рассмотрим таблицу, в которой показано отношение октанового числа к степени сжатия.

Как видите из таблицы — какой бензин заливать напрямую зависит от степени сжатия вашего двигателя.

У меня в книге по эксплуатации написано, что заправляться необходимо 95-м бензином. Но двигатель стоит 21114. И из характеристик видно, что степень сжатия в нем составляет 9,6. Так что можно спокойно заправляться и 92-м бензином. Но я всё равно стараюсь лить 95-й по возможности 🙂

Вывод

Почитав в интернете на эту тему нашел интересный комментарий, что производители специально завышают требования к октановому числу, зная, что качество бензина у нас в стране оставляет желать желать лучшего, учитывая постоянно растущее количество мелких заправок в малонаселённых пунктах.

Из собственного опыта могу сделать заключение, что лучше всё таки заправляться тем бензином, который указан в литературе к вашему авто, так как именно на него и рассчитаны все узлы и программа вашего автомобиля. А если учитывать качество, то лучше немного переплатить, чем сэкономить и довести двигатель до "капиталки".

Тем более на 95-м бензине у меня увеличилась мощность (незначительно), и упал расход где-то на 0,5-0,7 литра.

Спасибо, что дочитали до конца! Если вам понравилась статья, то подписывайтесь на канал и ставьте лайки! 😉

Степень сжатия двигателя | Drive51

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.
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.
Взят здес: http://turbonsk.ru/index.pl?module=article_det;p1=234

Факт № 940: 29 августа 2016 г. Расходящиеся тенденции в отношении степени сжатия двигателя и октанового числа бензина

Вы здесь

Главная »Факт № 940: 29 августа 2016 г. Расходящиеся тенденции в отношении степени сжатия двигателя и октанового числа бензина

ПОДПИСАТЬСЯ на Факт недели

С 1920-х по 1970-е годы эволюция двигателей (измеряемая степенью сжатия) и эволюция топлива (измеряемая октановым числом) происходили одновременно.Улучшение октанового числа бензина в этот период (красные маркеры на графике ниже), вероятно, было связано с усовершенствованием технологии нефтепереработки и добавлением свинца, который защищает двигатель от детонации. В 1973 году Агентство по охране окружающей среды (EPA) потребовало сокращения содержания свинца в бензине и в конечном итоге запретило использование свинца в топливе для дорожных транспортных средств. С тех пор в качестве кислородсодержащих соединений топлива для контроля детонации в двигателе использовались другие источники, и среднее октановое число бензина оставалось довольно постоянным и составляло около 88-90 AKI (антидетонационный индекс).

Степень сжатия двигателя новых легковых автомобилей и легких грузовиков (черные маркеры ниже) улучшилась так же, как и октановое число с 1920-х по 1970-е годы. После этого средняя степень сжатия продолжала улучшаться благодаря усовершенствованной конструкции двигателя и средствам управления, отклоняясь от октанового тренда. Есть некоторые опасения, что в будущем автопроизводители достигнут предела технологического увеличения степени сжатия без дальнейшего повышения октанового числа топлива.

Средняя степень сжатия двигателя по сравнению со средним октановым числом бензина, 1925-2015 гг.

Примечание: AKI = антидетонационный индекс.

Факт № 940 Набор данных

Дополнительная информация
Средний коэффициент сжатия двигателя по сравнению со средним октановым числом бензина, 1925-2015 гг. 900 900 1992 2007
Год Средний коэффициент сжатия для новых легких транспортных средств Среднее октановое число (AKI) Год Средний коэффициент сжатия для новых легких транспортных средств Среднее октановое число (AKI)
1925 недоступно недоступно 1971 8.64 90,08
1926 недоступен недоступен 1972 8,46 90,25
1927 4,44 недоступен 1973 8,13 90,13
1928 4,53 отсутствует 1974 8,34 89,67
1929 4.57 недоступен 1975 8,32 89,71
1930 4,63 61,44 1976 8,27 89,62
1931 4,72 61,46 1977 8,28 89,63
1932 4,87 62,10 1978 8,29 89.43
1933 5,10 64,46 1979 8,30 89,49
1934 5,35 68,47 1980 8,40 88,97
5,66 70,46 1981 8,50 89,01
1936 5,98 70,46 1982 8.58 88,80
1937 6,13 71,02 1983 8,66 88,04
1938 6,22 72,16 1984 8,69 88,25
1939 6,28 72,76 1985 8,81 88,25
1940 6,28 74.05 1986 8,95 88,10
1941 6,26 77,32 1987 8,98 88,22
1942 6,38 76,53 9,02 88,40
1943 недоступен 75,01 1989 9,04 88,45
1944 недоступен 74.11 1990 9,00 88,27
1945 недоступен 72,27 1991 9,00 88,19
1946 6,47 77,83 9,10 88,24
1947 6,49 77,54 1993 9,10 88,25
1948 6.49 77,79 1994 9,30 88,26
1949 6,47 78,17 1995 9,30 88,26
1950 6,86 79,86 1996 9,30 88,10
1951 6,90 81,19 1997 9,30 88.05
1952 7,04 80,52 1998 9,35 88,10
1953 7,34 81,54 1999 9,39 88,04 900 7,52 82,33 2000 9,42 87,87
1955 7,92 83,48 2001 9.53 87,86
1956 8,49 85,15 2002 9,58 87,88
1957 8,98 85,88 87 9,64
1958 9,24 86,61 2004 9,70 87,75
1959 9,06 87.02 2005 9,76 87,66
1960 8,91 87,81 2006 9,87 87,61
1961 8,84 88 9,94 87,59
1962 9,07 88,26 2008 10,04 87,54
1963 8.91 88,46 2009 10,09 87,55
1964 8,79 88,72 2010 10,22 87,53
1965 9,02 2011 10,26 87,52
1966 9,20 89,24 2012 10,34 87.57
1967 9,26 89,77 2013 10,39 87,59
1968 9,43 89,84 2014 10,50 87.60 9,48 90,02 2015 10,52 87,65
1970 9,52 90,05

Примечание. тома.
Источники:
Frontiers in Mechanical Engineering, «Исторический анализ совместной эволюции октанового числа бензина и двигателей с искровым зажиганием», 6 января 2016 г.
2014-15 Среднее октановое число рассчитано по данным Управления энергетической информации, Refiner Motor Gasoline Объемы продаж, по состоянию на 29 июня 2016 г.
2015 Средняя степень сжатия рассчитана из Ward's Auto, «Доступность и характеристики двигателей для легких транспортных средств в Северной Америке, 2014», по состоянию на 29 июня 2016 г.

Вернуться к 2016 г.

неделя

Какая связь между степенью сжатия и экономией топлива?

Как мы узнали на предыдущей странице, статическая компрессия двигателя измеряется, когда впускной клапан двигателя полностью закрыт.Однако в реальной эксплуатации этого почти никогда не происходит. Двигатель работает так быстро, что может потребоваться снова открыть впускной клапан до того, как поршень завершит свой полный ход вверх и вниз. Когда это происходит, часть давления внутри цилиндра падает, что снижает эффективность. По сути, здесь больше места для воздуха, поэтому двигатель теряет часть мощности из-за сгорания топлива и воздуха.

Динамические степени сжатия учитывают движение впускного клапана. Инженеры могут настроить двигатель так, чтобы впускной клапан закрывался раньше, что помогает нарастить давление в цилиндре.Двигатель также можно настроить так, чтобы клапан закрывался позже, но это позволяет выпустить немного воздуха и снизить эффективность использования топлива двигателем.

Вычислить динамическую степень сжатия на самом деле довольно сложно. Для этого вы используете длину хода и длину шатуна, чтобы определить положение поршня, когда клапан полностью закрыт. Поскольку это соотношение обнаруживается, когда поршень находится в середине своего хода, оно всегда ниже, чем степень статического сжатия. Как и при статическом сжатии, более высокая степень сжатия означает более эффективное использование топлива и лучшую экономию топлива.

Сегодняшние высокоэффективные двигатели на многих современных автомобилях во многом обязаны своей экономией топлива своей высокой степени сжатия. Но у двигателя с высокой степенью сжатия есть и недостатки. Чтобы он работал безупречно, вам нужно использовать высокооктановый газ, который дороже, чем обычный неэтилированный газ. Если вы пропустите премиальный газ, со временем в двигателе может появиться детонация. Детонация двигателя - это когда сгорание топливовоздушной смеси не происходит в оптимальное время хода поршня.Использование низкооктанового топлива в двигателе с высокой степенью сжатия может повысить вероятность детонации, поэтому, если вы приобретете новый, экономичный автомобиль с высокой степенью сжатия, убедитесь, что вы используете тип газа, рекомендованный в руководстве пользователя, чтобы получить большинство из этого.

Ищете дополнительную информацию о степени сжатия двигателя и экономии топлива? Просто перейдите по ссылкам на следующей странице.

Степень сжатия | Автопедия | Fandom

Степень сжатия двигателя внутреннего сгорания или двигателя внешнего сгорания - это величина, которая представляет собой отношение объема его камеры сгорания; от самой большой емкости до самой маленькой емкости.Это фундаментальная спецификация для многих распространенных двигателей внутреннего сгорания.

В поршневом двигателе это соотношение между объемом цилиндра и камеры сгорания, когда поршень находится в нижней части своего хода, и объемом камеры сгорания, когда поршень находится в верхней части своего хода.

Представьте цилиндр с поршнем в нижней части его хода, содержащий 1000 см3 воздуха. Когда поршень переместился в верхнюю часть своего хода внутри цилиндра, а оставшийся объем внутри головки или камеры сгорания был уменьшен до 100 см3, тогда степень сжатия будет пропорционально описана как 1000: 100 или с частичным уменьшением. , степень сжатия 10: 1.

Желательна высокая степень сжатия, поскольку она позволяет двигателю извлекать больше механической энергии из заданной массы топливовоздушной смеси из-за его более высокого теплового КПД. Высокие соотношения помещают доступные молекулы кислорода и топлива в уменьшенное пространство вместе с адиабатической теплотой сжатия, вызывая лучшее смешивание и испарение капель топлива. Таким образом, они позволяют увеличивать мощность в момент воспламенения и извлекать больше полезной работы из этой мощности за счет расширения горячего газа в большей степени.

Однако более высокая степень сжатия делает бензиновые двигатели подверженными детонации двигателя, также известной как детонация, и это может снизить эффективность двигателя или даже физически повредить его.

Дизельные двигатели, с другой стороны, работают по принципу воспламенения от сжатия, поэтому топливо, которое сопротивляется самовоспламенению, вызовет позднее воспламенение, что также приведет к детонации в двигателе.

Коэффициент рассчитывается по следующей формуле:

, где
= отверстие цилиндра (диаметр)
= длина хода поршня
= объем камеры сгорания (включая прокладку головки).Это минимальный объем пространства, в котором топливо и воздух сжимаются до воспламенения. Из-за сложной формы этого пространства его обычно измеряют напрямую, а не рассчитывают.

Типичные степени сжатия [править | править источник]

Бензин / бензиновый двигатель [редактировать | править источник]

Из-за звона (детонации) CR в бензиновом / бензиновом двигателе обычно не будет намного выше 10: 1, хотя некоторые серийные автомобильные двигатели, построенные для высокопроизводительных двигателей с 1955 по 1972 год, имели степень сжатия до 12.5: 1, который мог безопасно работать на доступном в то время высокооктановом этилированном бензине.

Техника, используемая Audi для предотвращения возникновения детонации, - это двигатель с сильным «завихрением», который заставляет всасываемый заряд совершать очень быстрое круговое вращение в цилиндре во время сжатия, что обеспечивает более быстрое и полное сгорание. Недавно, с добавлением датчиков изменения фаз газораспределения и детонации для задержки момента зажигания, один мировой производитель строит бензиновые двигатели CR 10,8: 1, которые используют топливо 87 MON (с октановым числом).

В двигателях с датчиком «пинг» или «детонация» и электронным блоком управления CR может достигать 13: 1 (BMW K1200S 2005 года). В 1981 году Jaguar выпустил головку блока цилиндров, которая допускала сжатие до 14: 1; но довольствовался 12,5: 1 в серийных автомобилях. Конструкция головки блока цилиндров была известна как головка «огненного шара».

Бензиновый / бензиновый двигатель с наддувом [редактировать | править источник]

В бензиновых двигателях с турбонаддувом или наддувом CR обычно изготавливается с соотношением сторон 9: 1 или ниже.

Бензиновый / бензиновый двигатель для гонок [редактировать | править источник]

Двигатели для гонок на мотоциклах могут использовать степень сжатия до 14: 1, и нередко встречаются мотоциклы со степенью сжатия выше 12,0: 1, рассчитанные на топливо с октановым числом 86 или 87.

Гоночные двигатели, сжигающие метанол и этанол, часто превышают CR 15: 1. (Потребители могут заметить, что «бензин» или 90% бензина с 10% этанола дает более высокое октановое число - рейтинг подавления детонации.)

Газовый двигатель [править | править источник]

В двигателях, работающих исключительно на СНГ или СПГ, CR может быть выше из-за более высокого октанового числа этих видов топлива.

Дизельный двигатель [править | править источник]

В дизельном двигателе с самовоспламенением (без электрической свечи зажигания - горячий воздух сжатия зажигает впрыскиваемое топливо) CR обычно превышает 14: 1. Соотношение более 22: 1 является обычным явлением. Соответствующая степень сжатия зависит от конструкции головки блока цилиндров. Обычно это значение составляет от 14: 1 до 16: 1 для двигателей с непрямым впрыском и от 18: 1 до 20: 1 для двигателей с прямым впрыском.

Диагностика и диагностика [править | править источник]

Измерение давления сжатия двигателя с помощью манометра, подключенного к отверстию свечи зажигания, дает представление о состоянии и качестве двигателя.

Если задана номинальная степень сжатия двигателя, давление в цилиндре перед воспламенением можно оценить с помощью следующего соотношения:

где - давление в цилиндре в нижней мертвой точке (НМТ), которое обычно составляет 1 атм, - это степень сжатия и - отношение удельных теплоемкостей рабочего тела, которое составляет около 1,4 для воздуха и 1,3 для метановоздушной смеси.

Например, если двигатель, работающий на бензине, имеет степень сжатия 10: 1, давление в цилиндре в верхней мертвой точке (ВМТ) равно

Однако эта цифра также будет зависеть от кулачка (т.е.е. клапана) ГРМ. Как правило, давление в цилиндре для обычных автомобильных конструкций должно составлять не менее 10 бар или, по приблизительной оценке в фунтах на квадратный дюйм (psi), в 15-20 раз больше степени сжатия, или в этом случае от 150 до 200 psi, в зависимости от кулачок синхронизации. Специально построенные гоночные двигатели, стационарные двигатели и т. Д. Будут давать цифры за пределами этого диапазона.

Факторы, включающие позднее закрытие впускного клапана (относительно профиля распределительного вала, выходящего за пределы типичного диапазона серийных автомобилей, но не обязательно в области двигателей соревнований), могут привести к обманчиво низкому значению в этом тесте.Чрезмерный зазор в шатуне в сочетании с чрезвычайно высокой производительностью масляного насоса (редко, но не невозможно) может привести к образованию достаточного количества масла, чтобы покрыть стенки цилиндра достаточным количеством масла, чтобы облегчить разумное уплотнение поршневого кольца, искусственно давая обманчиво высокий показатель на двигателях с нарушенным кольцевым уплотнением.

Это действительно может быть использовано для некоторого небольшого преимущества. Если испытание на сжатие дает низкое значение и было установлено, что это не связано с закрытием впускного клапана / характеристиками распределительного вала, то можно различить причину, связанную с проблемами уплотнения клапана / седла и кольцевым уплотнением, путем впрыскивания моторного масла в искру. отверстие плунжера в количестве, достаточном для распределения по днищу поршня и по окружности контакта верхнего кольца и тем самым срабатывания упомянутого уплотнения.Если вскоре после этого будет проведено второе испытание на сжатие и новое показание будет намного выше, проблематичным будет кольцевое уплотнение, тогда как если наблюдаемое испытательное давление на сжатие останется низким, это будет уплотнение клапана (или, реже, прокладка головки, или прорыв поршня, или более редкое повреждение стенки цилиндра).

Если имеется значительная (> 10%) разница между цилиндрами, это может быть признаком протечки клапанов или прокладок головки цилиндров, износа поршневых колец или трещин в блоке.

Если есть подозрение на проблему, то более подробный тест с использованием тестера утечки может определить местонахождение утечки.

Saab Variable Compression Engine [править | править источник]

Поскольку диаметр отверстия цилиндра, длина хода поршня и объем камеры сгорания почти всегда постоянны, степень сжатия для данного двигателя почти всегда постоянна, пока износ двигателя не сказывается.

Единственным исключением является экспериментальный двигатель Saab Variable Compression Engine (SVC). В этом двигателе, разработанном Saab Automobile, используется технология, которая динамически изменяет объем камеры сгорания (V c ), что с помощью приведенного выше уравнения изменяет степень сжатия (CR).

Чтобы изменить V c , SVC «опускает» головку блока цилиндров ближе к коленчатому валу. Это достигается путем замены типичного блока цилиндров, состоящего из одной части, на блок, состоящий из двух частей, с коленчатым валом в нижнем блоке и цилиндрами в верхней части. Два блока шарнирно соединены с одной стороны (представьте себе книгу, лежащую на столе, а передняя обложка находится примерно на дюйм выше титульного листа). Поворачивая верхний блок вокруг точки петли, V c (представьте себе воздух между передней обложкой книги и титульной страницей) можно изменить.На практике SVC регулирует верхний блок в небольшом диапазоне движений с помощью гидравлического привода.

Двигатели с переменной степенью сжатия (VCR) [править | править источник]

SAAB SVC - это усовершенствованное и работоспособное дополнение к миру двигателей для видеомагнитофонов, первое из которых было построено и испытано Гарри Рикардо в 1920-х годах. Эта работа привела к тому, что он разработал систему оценки октанового числа, которая используется до сих пор. SAAB недавно участвовал в работе с «Офисом передовых автомобильных технологий» над созданием современного бензинового двигателя видеомагнитофона, который показал эффективность, сопоставимую с эффективностью дизельного двигателя.Многие компании проводят собственные исследования двигателей для видеомагнитофонов, включая Nissan, Volvo, PSA / Peugeot-Citroën и Renault, но до сих пор без публично продемонстрированных результатов.

Цикл двигателя Аткинсона был одной из первых попыток переменного сжатия. Поскольку степень сжатия - это соотношение между динамическим и статическим объемами камеры сгорания, метод цикла Аткинсона по увеличению длины рабочего хода по сравнению с тактом впуска в конечном итоге изменил степень сжатия на разных этапах цикла.

Расчетная степень сжатия, как указано выше, предполагает, что цилиндр герметизирован в нижней части хода (нижняя мертвая точка - НМТ), и что сжатый объем является фактическим объемом.

Однако: закрытие впускного клапана (уплотнение цилиндра) всегда происходит после НМТ, что приводит к тому, что часть всасываемого заряда сжимается назад из цилиндра поднимающимся поршнем на очень низких скоростях; сжимается только процент хода после закрытия впускного клапана.Эта «скорректированная» степень сжатия обычно называется «степенью динамического сжатия ».

Это соотношение выше при более консервативном (т.е. раньше, вскоре после НМТ) времени впускного кулачка и ниже при более радикальном (т.е. позже, намного позже НМТ) времени впускного кулачка, но всегда ниже, чем статическое или «номинальное» коэффициент сжатия.

Фактическое положение поршня можно определить тригонометрическим методом, используя длину хода и длину шатуна (измеренную между центрами).Абсолютное давление в цилиндре является результатом показателя степени динамического сжатия. Этот показатель степени представляет собой политропное значение для отношения переменной теплоты воздуха и подобных газов при существующих температурах. Это компенсирует повышение температуры, вызванное сжатием, а также потерю тепла в цилиндре. В идеальных (адиабатических) условиях показатель степени будет 1,4, но используется более низкое значение, обычно от 1,2 до 1,3, поскольку количество потерянного тепла будет варьироваться между двигателями в зависимости от конструкции, размера и используемых материалов, но дает полезные результаты для в целях сравнения.1,3 × атмосферное давление, или 13,7 бар. (× 14,7 фунтов на квадратный дюйм на уровне моря = 201,8 фунтов на квадратный дюйм. Давление, показанное на манометре, будет абсолютным давлением за вычетом атмосферного давления, или 187,1 фунтов на квадратный дюйм.)

Две поправки на динамическую степень сжатия влияют на давление в цилиндре в противоположных направлениях, но не в равной степени. Двигатель с высокой статической степенью сжатия и поздним закрытием впускного клапана будет иметь DCR, аналогичный двигателю с более низким уровнем сжатия, но более ранним закрытием впускного клапана.

Степень сжатия по отношению к общему давлению [править | править источник]

Степень сжатия и общая степень сжатия взаимосвязаны следующим образом:

Степень сжатия 1: 1 3: 1 5: 1 10: 1 15: 1 20: 1 25: 1 35: 1
Степень сжатия 1: 1 2: 1 10: 1 22: 1 40: 1 56: 1 75: 1 110: 1

Причина этой разницы в том, что степень сжатия определяется через уменьшение объема,

,

Степень давления определяется как увеличение давления

.

Из закона комбинированного газа получаем:

Поскольку T 2 намного выше, чем T 1 (сжатие газов заставляет их работать, то есть нагревает их), CR намного ниже, чем PR .

Почему дизельные двигатели более эффективны, чем бензиновые

Термический КПД, степень сжатия и плотность топлива являются основными факторами, определяющими эффективность использования топлива - a.к.а. экономия топлива - двигателя. Если он установлен в автомобиле, пикапе, грузовике, лодке, корабле, тяжелом оборудовании и т. Д., Даже больше, переменные факторы влияют на эффективность использования топлива в двигателе. Что касается топливной экономичности двигателя, используемого для передвижения, транспорта и мобильности, то здесь играют роль такие факторы, как вес транспортного средства, рельеф местности и динамика воздушного потока. Но, хотя эти переменные играют роль в определении эффективности использования топлива, они ни в коем случае не являются самыми важными факторами.

Три переменных, которые в наибольшей степени влияют на топливный КПД двигателя, - это плотность топлива, эффективность сгорания и термический КПД. Из трех наиболее важных переменных, определяющих экономию топлива, наибольшее влияние оказывает термический КПД.

Никакая другая переменная не играет большей роли в определении экономии топлива, чем тепловой КПД. Причина в том, что тепловой КПД является побочным продуктом всех других переменных, связанных с сгоранием, включая плотность топлива, плотность энергии топлива, степень сжатия двигателя и соотношение воздуха и топлива, подаваемого в двигатель.

Тепловой КПД, для всех практических целей, - это «газового» пробега.

Что такое термический КПД

Как определение непрофессионала, так и строгое определение термического КПД - два самых простых объяснения в физике для понимания. Термический КПД - это процент энергии (топлива), который производит работу. Dictionary.com объясняет: «Определение термической эффективности, отношение производимой работы теплового двигателя к подводимой теплоте, выраженное в тех же единицах энергии.«Термический КПД - это часть энергии, которую двигатель производит во время сгорания, которая толкает автомобиль по дороге, раскручивает гребной винт на лодке, поднимает стрелу и ковш экскаватора с обратной лопатой и т. Д.

Что касается двигателей внутреннего сгорания, термический КПД - это мера того, какой процент тепла - тепла, являющегося синонимом энергии / топлива - вложено в двигатель, который тот же самый двигатель может преобразовать в работу. Тепловая энергия - это мера процента тепла в галлоне топлива, которое двигатель может использовать, чтобы толкать транспортное средство по дороге или выполнять некоторые другие механические задачи, такие как подъем ковша или стрелы, процент энергии в топливе, который двигатель не тратит впустую.

Другой взгляд на тепловую энергию

Тепловая энергия также может рассматриваться как количество энергии, которое использует двигатель, по сравнению с количеством энергии, которое он тратит впустую, сколько энергии в галлоне газа идет на движение и сколько тепла уходит в выхлоп или теряется. окружающей среде, окружающей двигатель.

Чтобы понять основы термического КПД двигателя, необходимо понимать основы двигателей внутреннего сгорания.

Тепловой КПД дизельных двигателей по сравнению с бензиновыми двигателями

Двигатели внутреннего сгорания также называют «тепловыми двигателями». Двигатели внутреннего сгорания преобразуют энергию - энергию топлива - в тепло, а тепло создает работу. Но только небольшая часть тепла / энергии / топлива становится работой, гораздо меньше половины.

В транспортных средствах и механизмах используются два типа двигателей внутреннего сгорания: двигатели с искровым зажиганием и двигатели с воспламенением от сжатия. Дизельные и биодизельные двигатели - это двигатели сжатия, а двигатели, работающие на бензине, этаноле и пропане, - это двигатели с искровым зажиганием.

Механика искрового двигателя

Электродвигатели с искровым зажиганием воспламеняют топливовоздушную смесь небольшим электрическим зарядом. Когда поршень начинает опускаться после такта выпуска - хода, в котором поршень выталкивает выхлопные газы из предыдущего цикла выпуска из цилиндра, - форсунки заполняют цилиндр топливовоздушной смесью. С нижней точки своего хода поршень начинает подниматься, сжимая топливовоздушную смесь. В верхней части поршневого цикла зажигается искра, воспламеняющая смесь.

Механика компрессорного двигателя

В отличие от двигателей с искровым зажиганием, которые добавляют топливовоздушную смесь в нижней части поршневого цикла, только воздух находится в цилиндре в нижней части поршневого цикла в двигателе сжатия. Поршень поднимается и сжимает воздух, повышая температуру внутри цилиндра, а в верхней части хода поршня форсунки впрыскивают дизельное топливо в горячий сжатый воздух. Температура воздуха настолько высока, что вызывает возгорание дизельного топлива.

Хотя и компрессионные двигатели, и двигатели с искровым зажиганием на удивление неэффективны, дизельные двигатели значительно более эффективны, чем бензиновые.

Тепловые двигатели - особенно бензиновые, этанольные и газовые двигатели - чрезвычайно неэффективны. Даже самые термически эффективные бензиновые двигатели теряют около 70 процентов производимой ими энергии. По данным GreenCarReports, хотя и немного лучше, даже самые термически эффективные дизельные двигатели по-прежнему теряют от 50 до 60 процентов.com. «Эффективность, с которой они это делают, измеряется термином« тепловой КПД », и большинство бензиновых двигателей внутреннего сгорания в среднем составляют около 20 процентов теплового КПД. Дизель обычно выше - в некоторых случаях приближается к 40 процентам ».

Почему тепловые двигатели неэффективны

Существуют различные типы двигателей внутреннего сгорания - дизель, бензин, этанол, природный газ, пропан, биодизель и т. Д. Но все двигатели внутреннего сгорания в разной степени неэффективны. Причина неэффективности двигателей внутреннего сгорания универсальна.Просто технологии двигателей, необходимые для преобразования 100 процентов тепла, производимого двигателем во время сгорания, не существуют.

Очень большая часть тепла, выделяемого при сгорании, выдувается через выхлопную трубу. Конвекция и теплопроводность несут ответственность за оставшуюся потерю тепла; тепловые двигатели производят то, что не превращается в механическую энергию. Блок двигателя впитывает тепло, потому что охлаждающая жидкость в радиаторе сохраняет двигатель холодным, поэтому он не перегревается и не заедает. Воздух за пределами двигателя также поглощает тепло, потому что он также отбирает тепло из блока цилиндров.

Однако, честно говоря, не существует системы преобразования энергии, которая была бы эффективна на 100 процентов. Например, дровяные печи и электростанции тратят огромное количество энергии. Большая часть энергии просто выходит из дымохода или дымовой трубы.

Тепловые двигатели, однако, особенно неэффективны.

Но есть средства повышения теплового КПД двигателей внутреннего сгорания. Повышение степени сжатия двигателя внутреннего сгорания - первое средство.

Что такое степень сжатия

Именно степень сжатия в большей степени, чем любая другая инженерная характеристика двигателя, определяет тепловой КПД - или, точнее, тепловую неэффективность . Степень сжатия - это разница в объеме цилиндра между временем, когда поршень находится в нижней части своего цикла, и временем, когда поршень находится в верхней части своего цикла.

Опять же, когда поршень находится в нижней части цикла, цилиндр наполнен воздухом в случае компрессионного двигателя и заполнен воздушно-топливной смесью в случае двигателя с искровым зажиганием и когда поршень движется вверх. воздушная или воздушно-топливная смесь начинает сжиматься, и чем сильнее сжимается воздух или воздушно-топливная смесь, тем больше увеличивается температура внутри цилиндра, и как только поршень достигает вершины своего цикла, воздушно-топливная смесь сгорает.

Чем больше нагревается воздух или топливовоздушная смесь в результате сжатия перед сгоранием, тем выше термический КПД.

Как степень сжатия влияет на тепловую эффективность

Чем выше степень сжатия до определенного момента, тем выше термический КПД двигателя. Термический КПД определяется как количество тепла или теплового потенциала, то есть топлива, которое двигатель преобразует в механическую энергию, работу. Термическая эффективность, с точки зрения непрофессионала, - это процент топлива, которое двигатель использует, чтобы толкать автомобиль по дороге.

Формула теплового КПД проста. Формула теплового КПД - это количество тепла, выделяемого двигателем, деленное на количество тепла - опять же в виде топлива - затраченного на двигатель. Чем ближе две температуры, тем выше термический КПД двигателя. Если температура сжатого воздуха или топливовоздушной смеси в цилиндре такая же, как температура сгорания топлива и воздуха, тепловой КПД составляет 100 процентов.

Теоретически, сжатие воздуха или топливовоздушной смеси до тех пор, пока выделяемое тепло не сравняется с температурой сгорания топливовоздушной смеси, было бы идеальным.Однако это невозможно.

Пределы степени сжатия

Повышение степени сжатия конструкции двигателя невозможно сверх определенной степени. Инженеры могут сделать степень сжатия дизельного двигателя намного выше, чем у бензинового. Причина в том, что в цилиндре дизельного двигателя воздух находится только при подъеме поршня. Дизельное топливо впрыскивается в цилиндр, когда поршень достигает верхней точки своего хода. После впрыска дизельное топливо автоматически воспламеняется, и давление, создаваемое при сгорании дизельного топлива, толкает поршень обратно вниз, что приводит к вращению коленчатого вала.

Цилиндры бензиновых двигателей с искровым зажиганием, с другой стороны, заполняются воздушно-бензиновой смесью в нижней части поршневого цикла. Итак, когда поршень начинает подниматься, тепло, выделяемое при сжатии воздуха - в определенный момент - вызывает самовоспламенение бензина в топливовоздушной смеси.

Самовоспламенение в бензиновом двигателе - катастрофическое событие. Самовоспламенение, также известное как предварительное зажигание не следует путать с детонацией. Детонация - это когда карманы топливовоздушной смеси в цилиндре воспламеняются в разное время.Детонация вызывает свистящий звук, поэтому детонацию часто называют «стуком». Самовоспламенение полностью отличается от детонации. Детонация происходит во время хода поршня вниз. Самовоспламенение происходит при движении вверх. Нет звука, связанного с самовоспламенением. Двигатель просто взрывается. Самовоспламенение разрушает головки и штоки поршней, разрушает кольца и уплотнения и даже может выдуть свечи зажигания сбоку двигателя.

Для предотвращения самовоспламенения в двигателе с искровым зажиганием - чтобы предотвратить воспламенение бензина в топливовоздушной смеси в результате тепла, выделяемого при сжатии поршнем смеси внутри цилиндра, - инженеры должны поддерживать степень сжатия между 8: 1 и 12: 1.

Но, поскольку дизельное топливо подается в цилиндр компрессионного двигателя в конце поршневого цикла - в верхней мертвой точке - в отличие от начала поршневого цикла, поскольку топливо находится в двигателе с искровым зажиганием, степень сжатия составляет дизельные двигатели могут быть намного выше: от 14: 1 до 25: 1. Это означает, что температура внутри дизельного двигателя становится намного выше, чем у бензинового двигателя, что означает, что температура на входе и температура на выходе ближе. Таким образом, дизельные двигатели обладают гораздо более высокой термической эффективностью, чем бензиновые.

Тепловой КПД, наряду с плотностью топлива, определяет топливный КПД двигателя. Дизельные двигатели более экономичны, чем бензиновые, потому что они более термически эффективны и потому что дизельное топливо является более плотным топливом. Дизельные двигатели имеют более высокий тепловой КПД, чем бензиновые, потому что у дизельных двигателей более высокая степень сжатия. Дизельные двигатели могут иметь более высокие степени сжатия, поскольку двигатели сжатия впрыскивают топливо в цилиндр двигателя в конце поршневого цикла.

Плотность топлива и топливная экономичность

Даже без большей степени сжатия, ведущей к более высокому тепловому КПД, дизельные двигатели все равно будут значительно более экономичными. Дизельные двигатели, естественно, более экономичны, поскольку дизельное топливо имеет более высокую плотность, чем бензин. В то время как дизельное топливо и бензин имеют одинаковую плотность энергии - равную сумму энергии при измерении по весу, - дизельное топливо имеет больше энергии при измерении по объему. А жидкое ископаемое топливо продается в единицах измерения объема, галлонах или литрах.

«Теплотворная способность дизельного топлива составляет примерно 45,5 МДж / кг (мегаджоули на килограмм), что немного ниже, чем у бензина, который составляет 45,8 МДж / кг. Однако дизельное топливо плотнее бензина и содержит примерно на 15% больше энергии по объему (примерно 36,9 МДж / литр по сравнению с 33,7 МДж / литр). С учетом разницы в плотности энергии общий КПД дизельного двигателя все еще примерно на 20% выше, чем у бензинового, несмотря на то, что дизельный двигатель также тяжелее ».

Из-за одной только плотности топлива дизельный двигатель проезжает пять (5) миль на каждые четыре (4) мили бензинового двигателя сопоставимого размера.

«Газовый» пробег - и причина того, что дизельные двигатели более экономичны, чем бензиновые - является результатом теплового КПД, а тепловой КПД - производным степени сжатия. Тепловой КПД и степень сжатия в сочетании с плотностью топлива являются причиной того, что дизельный двигатель имеет на 25-35 процентов большую экономию топлива, чем бензиновый двигатель.

Влияние условий эксплуатации, степени сжатия и продукта риформинга бензина на пределы детонации двигателя SI

Аннотация
Был проведен ряд экспериментов для изучения влияния топливовоздушной смеси, давления наддува на входе, продукта риформинга топлива, обогащенного водородом, и степени сжатия на детонационное поведение двигателя.Для каждого условия измеряли влияние момента зажигания на выходной крутящий момент. Затем было найдено опережение зажигания с ограничением детонации для диапазона октановых чисел (ON) для каждого из трех типов топлива; первичные эталонные топлива (PRF), эталонные топлива на основе толуола (TRF) и испытательные бензины. Было обнаружено, что новый параметр фазирования сгорания, основанный на времени сжигания 50% массовой доли, называемый «замедление сгорания», хорошо коррелирует с характеристиками двигателя. Увеличение воздушно-топливного отношения увеличивает замедление сгорания, необходимое только для предотвращения детонации для PRF, и имеет небольшой эффект для TRF.Задержка горения также больше увеличивается с давлением на входе и уменьшается больше с добавлением продукта риформинга для PRF, чем для TRF. Оба типа топлива одинаково отреагировали на увеличение степени сжатия. Тенденции для бензина находятся примерно на полпути между PRF и TRF. Также были проведены эксперименты для определения реакции КПД при средней нагрузке на соотношение воздух-топливо, нагрузку и степень сжатия. При степени сжатия 9,8: 1 относительное чистое повышение эффективности составляет около 2,5% на единицу степени сжатия.Пиковая эффективность составляет около 14: 1 с максимальной выгодой 6-7%. Подробная химическая кинетика была объединена с методологией моделирования конечного газа на основе давления в цилиндре, чтобы успешно спрогнозировать реакцию PRF на степень сжатия и соотношение воздух-топливо, а также реакцию TRF на наддув. Также была зафиксирована разница между реакцией PRF и TRF на соотношение воздух-топливо.

(продолжение) Химическое моделирование постоянного объема показало, что водород замедляет реакции самовоспламенения алканов за счет поглощения гидроксильных радикалов в конечном газе.Риформинг 30% топлива, поступающего в двигатель, снижает требуемое качество топлива 10 ON или более, что позволяет увеличить степень сжатия или увеличить турбонаддув без увеличения задержки сгорания. Упрощенный анализ показывает, что увеличение степени сжатия и уменьшение габаритов двигателя для поддержания постоянного максимального крутящего момента повысили бы эффективность использования топлива примерно на 9%. Турбонаддув и уменьшение габаритов увеличат топливную экономичность примерно на 16%.

Описание
Диссертация (С.М.) - Массачусетский технологический институт, кафедра машиностроения, 2005 г.

Включает библиографические ссылки (стр. 133-135).

Отделение
Массачусетский Институт Технологий. Кафедра машиностроения.

Издатель

Массачусетский технологический институт

Автозапчасть | В чем разница между степенью сжатия в бензиновых и дизельных двигателях?

Каждый двигатель имеет определенную степень сжатия .Однако дизельные и бензиновые двигатели существенно различаются по степени сжатия. Первым шагом к осознанию этих различий является понимание , что такое степень сжатия .

Что такое степень сжатия?

Степень сжатия - это отношение объема цилиндра, когда поршень находится в НМТ, к объему, когда поршень находится в ВМТ. Именно это соотношение определяет степень сжатия топливовоздушной смеси перед воспламенением.

Степень сжатия в двигателях обычно составляет от 8: 1 до 10: 1.Возможно, вы слышали, что более высокая степень сжатия, например, 12: 1 или 14: 1, дает много преимуществ, включая большую мощность и большую топливную экономичность. Тем не менее, более высокая степень сжатия также может представлять значительные риски, такие как детонация. Как вы думаете, что обеспечивает более высокую степень сжатия - бензиновый двигатель или дизель?

Степень сжатия в бензиновых двигателях

Бензиновые двигатели имеют искровое зажигание и работают на летучих топливах, таких как бензин. Здесь воздушно-топливная смесь достигается после сжатия.В карбюраторе смешиваются воздух и топливо, и после сжатия смесь воспламеняется с помощью электрической искры.

Бензиновые двигатели работают на основе цикла Отто, который включает два изохорных и два изоэнтропических процесса. Вот фазы процесса сгорания в бензиновых двигателях:

  1. Впуск
  2. Компрессия
  3. Зажигание
  4. Выпуск

Какова степень сжатия бензиновых двигателей?

Степень сжатия в бензиновых двигателях за последние два десятилетия всегда составляла от 8: 1 до 12: 1.Однако в истории производства автомобилей были случаи, когда автопроизводители превышали это соотношение. Некоторые из этих случаев включают:

  • степень сжатия 13: 1 в автомобилях, выпущенных с 1955 по 1972 год; Эти автомобили были созданы для работы на высокооктановом этилированном бензине, который допускал более высокую степень сжатия.
  • Степень сжатия 14: 1 в некоторых моделях двигателей Mazda SkyActiv 2012 года выпуска; в этих двигателях улучшена очистка выхлопных газов, что позволяет реализовать это соотношение с использованием неэтилированного бензина.Благодаря продувке поддерживается низкий уровень температуры в цилиндре перед тактом впуска.
  • Степень сжатия 14: 1 в 2-дверном спортивном автомобиле Ferrari 458 Speciale

Причина, по которой не рекомендуется иметь высокую степень сжатия в двигателях, использующих низкооктановое топливо, заключается в том, что высокий CR может вызвать детонацию. Это также известно как преждевременное зажигание или детонация, когда топливо самовоспламеняется и приводит к неконтролируемому сгоранию.

Детонация снижает эффективность сгорания и может вызвать серьезные повреждения, если не установлены датчики детонации для регулировки времени.

Степень сжатия в дизельных двигателях

Создание дизельного двигателя приписывают Рудольфу Дизелю, в честь которого был назван этот тип двигателя. Это изобретение было вдохновлено неэффективностью бензиновых и паровых двигателей того времени. Вот четыре фазы, участвующие в цикле сгорания в дизельных двигателях:

  1. Впуск
  2. Компрессия
  3. Горение
  4. Выпуск

Почему у дизельных двигателей более высокая степень сжатия?

Дизельные двигатели имеют на более высокую степень сжатия , чем их бензиновые аналоги, и не требуют свечей зажигания для зажигания.Вместо этого топливо вводится в камеру сгорания, где воздух сжимается до высокой температуры. Это вызывает самовозгорание впрыскиваемого топлива.

Это означает, что компрессия должна быть достаточно высокой, чтобы повысить температуру воздуха в цилиндре до точки, при которой он воспламеняет топливо. По этой причине дизельные двигатели также называют двигателями с воспламенением от сжатия.

Воздух сжимается адиабатическим сжатием. Дизельные двигатели сжимают только воздух, но не топливо.

Какая средняя степень сжатия у дизельного двигателя?

Дизельные двигатели с прямым впрыском имеют степень сжатия в диапазоне от 14: 1 до 23: 1. Дизельные двигатели с косвенным впрыском имеют степень сжатия от 18: 1 до 23: 1. В отличие от бензиновых двигателей, которые используют цикл Отто, дизельные двигатели работают по дизельному циклу (воспламенение от сжатия).

Дизельный цикл также состоит из 4 процессов: 2 изоэнтропических процессов, процесс постоянного объема и процесс постоянного давления.

Топливо с высокой устойчивостью к самовоспламенению может вызвать позднее воспламенение. Это может привести к детонации двигателя. Хотя дизельные двигатели имеют более высокую пиковую температуру сгорания по сравнению с бензиновыми, они выделяют меньше тепла из-за большего расширения.

Мы надеемся, что это простое руководство помогло вам больше узнать о степени сжатия как в дизельных, так и в бензиновых двигателях. Вы можете прочитать нашу статью «Что такое степень сжатия в автомобильных двигателях», чтобы получить некоторую справочную информацию по этой теме.

Будьте в курсе, регулярно подписываясь на статьи нашего блога.

Сэм О.

Что такое степень сжатия в бензиновых и дизельных двигателях?

Что такое степень сжатия?

Коэффициент сжатия

- одна из основных характеристик двигателя внутреннего сгорания. Это отношение объема над поршнем, когда он находится в самом нижнем положении (НМТ), к объему над поршнем, когда он находится в самом верхнем положении (ВМТ).Он указывает на степень сжатия топливовоздушной смеси в двигателе.

Рисунок 1 - Простая диаграмма камеры сгорания и степени сжатия

Это отношение объема камеры сгорания от ее наибольшего к наименьшему объему. Это соотношение между общим объемом цилиндра и камеры сгорания, когда поршень находится в НМТ (нижней мертвой точке), к объему одной только камеры сгорания, когда поршень находится в ВМТ (верхней мертвой точке). Это соотношение является одним из основных требований для всех двигателей внутреннего сгорания.

Рабочие:

Поскольку бензин очень летуч, «степень сжатия» для бензиновых двигателей обычно ниже. Таким образом, он варьируется от 10: 1 до 14: 1. Бензиновый двигатель сжимает воздух и топливо в соотношении от 10: 1 до 14: 1. Бензиновый двигатель смешивает бензин с воздухом и сжимает эту смесь в камере сгорания. Лучшее смешивание воздуха и топлива друг с другом делает его однородным. Затем электрическая свеча зажигания воспламеняет топливно-сжатую смесь искрой.Таким образом, топливо полностью и мгновенно сгорает.

Степень сжатия

В дизельных двигателях «Степень сжатия» варьируется от 18: 1 до 23: 1, что зависит от конструкции и конструкции двигателя. В бензиновых двигателях используется метод искрового зажигания. Однако в технологиях дизельных двигателей, таких как «Direct Injection», «InDirect Injection» и «Common-Rail Direct Injection», используется метод компрессионного зажигания , , , . Однако степень сжатия остается почти одинаковой как для бензинового, так и для дизельного двигателя, соответственно, независимо от объема / рабочего объема двигателя.

Преимущества более высокой степени сжатия:

Чем выше степень сжатия, тем лучше тепловой КПД двигателя. Таким образом, двигатель может извлечь больше механической энергии из заданной массы топливовоздушной смеси. В этом контексте дизельные двигатели имеют более высокую топливную экономичность для данного количества топлива, чем бензиновые двигатели того же размера.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *