Mazda: ставка на понижение — журнал За рулем
LADA
УАЗ
Kia
Hyundai
Renault
Toyota
Volkswagen
Skoda
Nissan
ГАЗ
BMW
Mercedes-Benz
Mitsubishi
Mazda
Ford
Все марки
Компания Mazda известна своим пристрастием к альтернативным техническим решениям. Достаточно вспомнить роторные двигатели, устанавливавшиеся на многие автомобили фирмы. Сегодня в Хиросиме культивируют не столь экстравагантные, но не менее интересные технологии. В числе актуальных разработок — дизель SkyActiv-D с непривычно низкой по нынешним меркам степенью сжатия. Попробуем разобраться, в чем его преимущества…
SkyActiv-D
Mazda
Типичной для современных турбодизельных двигателей является степень сжатия порядка 16:1 — 18:1. Она позволяет достичь в конце такта сжатия достаточно высокой температуры в цилиндре, необходимой для стабильного воспламенения топлива и запуска холодного двигателя, в том числе и зимой.
Уменьшение же степени сжатия и соответствующее ему снижение температуры сжимаемого в цилиндрах воздуха дают возможность увеличить угол опережения впрыска, то есть сделать его более ранним, чем обычно. А значит, увеличить время на смесеобразование и подготовку к воспламенению топлива. Тем самым решается одна из основных проблем дизельного двигателя — необходимость за очень короткое время распределить холодное топливо в горячем воздухе так, чтобы сгорание было как можно более полным, с наименьшим количеством вредных выбросов. Уменьшив степень сжатия 2,2-литрового дизеля SkyActiv-D до 14:1, инженеры Mazda добились соответствия жестким требованиям стандарта Euro 6 даже без применения дорогостоящего селективного каталитического нейтрализатора (SCR) или накопительного нейтрализатора LNT.
Mazda
Mazda
Но высокая экологичность — не единственное достоинство нового дизеля. Ранний впрыск топлива и более раннее начало его сгорания дают и лучшую (по информации фирмы на 20%) экономичность.
Причин две. Первая — большая степень расширения рабочих газов (см. рис. внизу), а значит, и более высокая эффективность преобразования тепловой энергии в механическую. Вторая — меньшие механические потери в двигателе. Ведь меньшее давление в цилиндрах означает и снижение нагрузок, что позволило сделать мотор и его компоненты легче суммарно на 10% по сравнению с предшественником — дизелем MZR-CD того же объема. Потери на внутреннее трение снизились на 20%.
Mazda
Двойной турбонагнетатель позволяет ликвидировать турбояму и увеличить тягу на невысоких оборотах благодаря низкой инерционности малой турбины. А большая турбина увеличивает отдачу мотора на высоких оборотах
Двойной турбонагнетатель позволяет ликвидировать турбояму и увеличить тягу на невысоких оборотах благодаря низкой инерционности малой турбины. А большая турбина увеличивает отдачу мотора на высоких оборотах
Двойной турбонагнетатель позволяет ликвидировать турбояму и увеличить тягу на невысоких оборотах благодаря низкой инерционности малой турбины.
А большая турбина увеличивает отдачу мотора на высоких оборотах
А что же с пусковыми характеристиками при низких температурах, с которых мы начали? Первоначальный запуск у SkyActiv-D, как и у других дизелей, обеспечивается за счет свечей накаливания, поднимающих температуру в камере сгорания. А для стабильной — без пропусков воспламенения — работы двигателя на этапе прогрева разработчики применили систему регулировки высоты подъема клапанов (см. рис. внизу).
SkyActiv-D
Система управления выпускными клапанами не полностью закрывает их во время прогрева двигателя, «перепуская» часть выхлопных газов обратно в камеру сгорания. В результате в цилиндрах поддерживается температура, достаточная для нормальной работы мотора. После его прогрева система отключается
Система управления выпускными клапанами не полностью закрывает их во время прогрева двигателя, «перепуская» часть выхлопных газов обратно в камеру сгорания.
В результате в цилиндрах поддерживается температура, достаточная для нормальной работы мотора. После его прогрева система отключается
Система управления выпускными клапанами не полностью закрывает их во время прогрева двигателя, «перепуская» часть выхлопных газов обратно в камеру сгорания. В результате в цилиндрах поддерживается температура, достаточная для нормальной работы мотора. После его прогрева система отключается
Комментарий
Александр СтоляровАлександр Столяров, зам. главного редактора:
− Меня всегда восхищало умение решать задачи с помощью нетривиальных, даже на первый взгляд противоречащих логике методов и в итоге добиваться результатов лучших, чем при стандартном подходе. Применительно к технике это и есть настоящее инженерное искусство, которое в данном случае продемонстрировала Mazda. И здорово, что мы можем не только восхищаться этим искусством, но и пользоваться его плодами в повседневной жизни.
Mazda: ставка на понижение
Компания Mazda известна своим пристрастием к альтернативным техническим решениям. Достаточно вспомнить роторные двигатели, устанавливавшиеся на многие автомобили фирмы. Сегодня в Хиросиме культивируют не столь экстравагантные, но не менее интересные технологии. В числе актуальных разработок — дизель SkyActiv-D с непривычно низкой по нынешним меркам степенью сжатия. Попробуем разобраться, в чем его преимущества…
Mazda: ставка на понижение
Mazda: ставка на понижение
Компания Mazda известна своим пристрастием к альтернативным техническим решениям. Достаточно вспомнить роторные двигатели, устанавливавшиеся на многие автомобили фирмы. Сегодня в Хиросиме культивируют не столь экстравагантные, но не менее интересные технологии. В числе актуальных разработок — дизель SkyActiv-D с непривычно низкой по нынешним меркам степенью сжатия.
Попробуем разобраться, в чем его преимущества…Mazda: ставка на понижение
Наше новое видео
Кроссовер с замашками внедорожника: начались продажи Haval Dargo X
Подробный обзор кроссовера Mitsubishi Xpander — он уже в России
3 факта про любимый автобус из детства
Понравилась заметка? Подпишись и будешь всегда в курсе!
За рулем в Дзен
Новости smi2.ru
Степень сжатия двигателя
Работа двигателей внутреннего сгорания характеризуется рядом переменных. Одним из них является степень сжатия двигателя. Важно не путать его с компрессией, которая представляет собой максимальное давление в цилиндре двигателя.
Содержание
- Что такое степень сжатия
- Расчет сжатия
- На что влияет степень сжатия
- Изменение коэффициента сжатия
- Форсирование двигателя
- Дефорсирование под низкооктановое топливо
- Некоторые интересные факты
Что такое степень сжатия
Этот коэффициент представляет собой отношение объема цилиндра двигателя к объему камеры сгорания.
Другими словами, можно сказать, что степень сжатия — это отношение объема свободного пространства над поршнем, когда поршень находится в нижней мертвой точке, к аналогичному объему, когда поршень находится в верхней мертвой точке.
Как упоминалось выше, компрессия и степень сжатия не являются синонимами. Разница также относится к обозначениям, если компрессия измеряется в атмосферах, степень сжатия записывается как некоторое соотношение, например, 11:1, 10:1 и т.д. Поэтому невозможно точно сказать, в каком двигателе измеряется степень сжатия — это «безразмерный» параметр, который зависит от других характеристик двигателя внутреннего сгорания.
Обычно степень сжатия также может быть описана как разница между давлением в камере при подаче смеси (или дизельного топлива в случае дизельных двигателей) и при воспламенении порции топлива. Этот показатель зависит от модели и типа двигателя и является результатом его конструкции. Степень сжатия может быть:
- высокий;
- низкий.
Расчет сжатия
Рассмотрим, как узнать степень сжатия двигателя.
Он рассчитывается по формуле:
Где Vp представляет собой рабочий объем одного цилиндра, а Vc — объем камеры сгорания. Формула показывает важность объема камеры сгорания: при его уменьшении, например, степень сжатия будет выше. То же самое будет справедливо и при увеличении объема цилиндра.
Чтобы узнать рабочий объем, необходимо знать диаметр цилиндра и ход поршня. Этот показатель рассчитывается по формуле:
Здесь D — диаметр, а S — ход поршня.
Иллюстрация:
Поскольку камера сгорания имеет сложную форму, ее объем обычно измеряется путем наливания в нее жидкости. Узнав, сколько воды поместится в камеру сгорания, мы можем определить ее объем. Удобно использовать воду, поскольку ее удельный вес составляет 1 грамм на кубический сантиметр — количество «кубиков» в цилиндре равно количеству налитых в него граммов.
Альтернативным способом определения степени сжатия двигателя является обращение к его документации.
На что влияет степень сжатия
Важно понимать, что делает степень сжатия двигателя: она напрямую влияет на компрессию и мощность. Более высокая степень сжатия обеспечивает большую эффективность двигателя, что в свою очередь снижает удельный расход топлива.
Степень сжатия бензинового двигателя определяет, какое октановое число топлива он использует. Если топливо низкооктановое, это вызовет неприятное явление детонации, а слишком высокое октановое число приведет к недостатку мощности — двигатель со слишком низким октановым числом не обеспечит достаточной компрессии.
Таблица основных степеней сжатия и рекомендуемых видов топлива для бензиновых двигателей:
| Компрессия | Бензин |
| До 10 | 92 |
| 10.5-12 | 95 |
| 12 и старше | 98 |
Интересный факт: Бензиновые двигатели с турбонаддувом используют более высокооктановое топливо, чем аналогичные двигатели с наддувом, поэтому степень сжатия у них выше.
Дизельные двигатели имеют еще более высокую степень сжатия. Поскольку дизельные двигатели развивают высокое давление, они также будут показывать более высокие значения. Оптимальная степень сжатия для дизельного двигателя составляет от 18:1 до 22:1, в зависимости от автомобиля.
Изменение коэффициента сжатия
Зачем менять степень сжатия?
На практике такая необходимость возникает редко. Может потребоваться изменение степени сжатия
- если вы хотите перегрузить двигатель;
- если необходимо адаптировать устройство для работы на нестандартном для него бензине, с октановым числом, отличным от рекомендованного. Так работали, например, владельцы советских автомобилей, поскольку комплекты для перевода машины на газ в продаже не встречались, а желание сэкономить на бензине было;
- После неудачного ремонта, чтобы устранить последствия неправильного вмешательства. Это может быть термическая деформация головки цилиндра, после чего ее необходимо фрезеровать. После того как степень сжатия двигателя была увеличена путем удаления металлического слоя, становится невозможным подавать в двигатель предназначенный для него бензин.
После того как степень сжатия двигателя была увеличена путем удаления металлического слоя, становится невозможным подавать в двигатель предназначенный для него бензин.Иногда при переводе автомобилей на метановое топливо изменяется степень сжатия. Метан имеет октановое число 120, что требует увеличения степени сжатия для многих бензиновых автомобилей и уменьшения для дизелей (степень сжатия составляет от 12 до 14).
Переход с дизеля на метан влияет на выходную мощность и приводит к некоторой потере мощности, которая может быть компенсирована турбонаддувом. Двигатель с турбонаддувом требует дополнительного снижения степени сжатия. Может потребоваться модификация электрики и датчиков, замена дизельных форсунок на свечи зажигания и новый комплект цилиндровых групп и поршней.
Форсирование двигателя
Для получения большей мощности или работы на более дешевом топливе двигатель внутреннего сгорания может быть форсирован путем изменения объема камеры сгорания.
Для получения дополнительной мощности двигатель должен быть переобогащен путем увеличения степени сжатия.
Важно: явное увеличение мощности произойдет только в двигателе, который обычно работает при более низкой степени сжатия. Так, например, если двигатель внутреннего сгорания со степенью сжатия 9:1 отрегулировать до 10:1, он будет производить больше «лошадей», чем двигатель со стоковым параметром 12:1, доведенный до 13:1.
Возможные методы увеличения степени сжатия двигателя включают.
- установка тонкой прокладки головки блока цилиндров и доработка головки блока цилиндров;
- отверстия цилиндра.
Доработка головки блока цилиндров включает в себя фрезерование нижней части головки в контакте с самим блоком. Головка цилиндра становится короче, что уменьшает объем камеры сгорания и увеличивает степень сжатия. То же самое произойдет, если установить более тонкую прокладку.
Важно: эти манипуляции могут также потребовать установки новых поршней с большими отверстиями клапанов, так как в некоторых случаях существует риск столкновения поршня и клапанов.
Необходимо провести регулировку привода клапанов.Расточка БЦ также приводит к установке новых поршней правильного диаметра. Это увеличивает рабочий объем и приводит к более высокой степени сжатия.
Дефорсирование под низкооктановое топливо
Такая обработка проводится, когда вопрос мощности является второстепенным, а основной задачей является адаптация двигателя к другим видам топлива. Это достигается путем снижения степени сжатия, чтобы двигатель мог работать на низкооктановом бензине без детонации. Кроме того, это еще и финансовая экономия на расходах на топливо.
Интересный факт: этот раствор часто используется в карбюраторных двигателях старых автомобилей. В случае современных двигателей с электронным управлением впрыском переключение на повышенную передачу не рекомендуется.
Основным способом снижения степени сжатия двигателя является утолщение прокладки головки блока цилиндров. Для этого необходимо взять две стандартные прокладки и вставить между ними алюминиевую прокладку.
Это увеличивает объем камеры сгорания и высоту головки блока цилиндров.
Некоторые интересные факты
Двигатели гоночных автомобилей, работающих на метаноле, имеют степень сжатия более 15:1. Для сравнения, стандартный карбюраторный двигатель на неэтилированном бензине имеет максимальную степень сжатия 1,1:1.
На рынке существуют примеры серийных бензиновых двигателей Mazda с компрессией 14:1 (серия Skyactiv-G), устанавливаемых, например, на модели CX-5. Но их фактическая GV находится в диапазоне 12, поскольку в этих двигателях применяется так называемый «цикл Аткинсона», когда смесь сжимается 12 раз после позднего закрытия клапана. Эффективность этих двигателей измеряется не сжатием, а расширением.
В середине 20-го века в мировом двигателестроении, особенно в США, наметилась тенденция к увеличению степени сжатия. Так, к 1970-м годам большинство моделей американского автопрома имели степень сжатия от 11 до 13:1. Однако для регулярной работы таких двигателей требовался высокооктановый бензин, который в то время можно было получить только путем этилирования, т.
е. добавления тетраэтилсвинца, высокотоксичного ингредиента. Когда в 1970-х годах появились новые экологические стандарты, этилирование было запрещено, что привело к обращению вспять тенденции снижения GV в серийных двигателях.
Современные двигатели оснащены системой управления фазами зажигания, которая позволяет двигателю работать на «неродном» топливе, например, на 92 вместо 95 и наоборот. Система управления моментом зажигания помогает избежать детонации и других неприятных явлений. Если у вас его нет, то, например, заливка высокооктанового бензина в двигатель, не рассчитанный на такое топливо, может привести к потере мощности и даже залить свечи зажигания, поскольку зажигание будет происходить с опозданием. Ситуация может быть исправлена путем ручной регулировки момента зажигания в соответствии с руководством пользователя конкретной модели автомобиля.
Дизельные генераторы лучший выбор для ваших потребностей в долговечности и эффективности генератора. Почему дизель лучше подходит для вашего генератора? Мы рекомендуем дизельные двигатели из-за их: а) Долговечность. Подумайте обо всех 18-колесных грузовиках, способных проехать 1 000 000 миль до капитального ремонта. Большинство грузовиков работают на дизельном топливе. b) Низкие затраты на топливо — Дизель потребляет меньше топлива на произведенный киловатт (кВт). c) Меньшие затраты на техническое обслуживание — дизельный двигатель состоит из меньшего количества деталей. нет искровой системы, более прочный и надежный двигатель. Современные дизельные двигатели работают тихо и обычно требуют меньше обслуживания, чем газовые (природный газ или пропан) агрегаты сопоставимого размера. Общие эксплуатационные расходы обычно на тридцать-пятьдесят процентов меньше, чем у бензиновых агрегатов. Дизельные двигатели с водяным охлаждением, работающие на скорости 1800 об/мин, работают в среднем от 12 000 до 30 000 часов, прежде чем потребуется капитальный ремонт. Бензиновые двигатели, работающие со скоростью 1800 об/мин, и газовые агрегаты с водяным охлаждением обычно работают в среднем от 6000 до 10000 часов, поскольку они построены с использованием более легких блоков бензиновых двигателей. Бензиновые двигатели с частотой вращения 3600 об/мин и воздушным охлаждением обычно заменяют – без капитального ремонта через 500–1500 часов, но вам может повезти, если вы замените масло и поддержите фильтры в чистоте. Бензиновые агрегаты нагреваются сильнее из-за более высокой теплоты сгорания топлива, поэтому срок службы бензинового двигателя значительно сокращается. Дизели работают холоднее и служат дольше.
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
НАЖМИТЕ, ЧТОБЫ ЗАКРЫТЬ ОКНО 
Это тепло сжатого воздуха, которое поджигает топливо в дизельном двигателе.
Свеча накаливания представляет собой провод с электрическим подогревом (вспомните горячие провода, которые вы видите в тостере), который помогает воспламенить топливо, когда двигатель холодный, чтобы двигатель мог запуститься.
Дизельные двигатели привлекают повышенное внимание из-за более высокой эффективности и экономичности.
В бензиновом двигателе топливо и воздух вместе подаются в двигатель, а затем сжимаются. Воздушно-топливная смесь ограничивает сжатие топлива и, следовательно, общий КПД. Дизельный двигатель сжимает только воздух, и соотношение может быть намного выше. В дизельном двигателе степень сжатия составляет от 14:1 до 25:1, тогда как в бензиновом двигателе степень сжатия составляет от 8:1 до 12:1. После сгорания продукты сгорания удаляются из двигателя через выхлоп. Для запуска в холодные месяцы дополнительный нагрев обеспечивается за счет «свечи накаливания».
Теперь они тихие и требуют меньше обслуживания по сравнению с газовыми двигателями аналогичного размера.
Они находят широкое применение в локомотивах, строительной технике, автомобилях и бесчисленных промышленных приложениях. Их сфера распространяется почти на все отрасли, и их можно наблюдать ежедневно, если вы заглянете под капот всего, что проходите мимо. Промышленные дизельные двигатели и дизельные генераторы используются в строительстве, судостроении, горнодобывающей промышленности, больницах, лесном хозяйстве, телекоммуникациях, под землей и в сельском хозяйстве, и это лишь некоторые из них. Выработка электроэнергии для основного или резервного резервного питания является основным применением современных дизельных генераторов. Дополнительные примеры см. в нашей статье о различных типах двигателей и генераторов и их распространенных применениях.
Они могут быть либо основными источниками питания, либо резервными/резервными источниками питания. Они доступны в различных спецификациях и размерах. Дизель-генераторные установки мощностью 5-30 кВт обычно используются в простых бытовых и личных целях, например, в транспортных средствах для отдыха. Промышленные приложения охватывают более широкий спектр номинальной мощности (от 30 кВт до 6 мегаватт) и используются во многих отраслях промышленности по всему миру. Для домашнего использования достаточно однофазных электрогенераторов. Трехфазные электрогенераторы в основном используются в промышленных целях.Влияние Compression Cetroio на характеристики Combression On Combression.
дизельного двигателя с непосредственным впрыском (Конференция) | ОСТИ.GOVперейти к основному содержанию
- Полная запись
- Другие родственные исследования
Влияние степени сжатия на историю процесса сжигания топлива было исследовано в одноцилиндровом дизельном двигателе с непосредственным впрыском. Две степени сжатия 21,4 и 18,5 были изучены с использованием двух широких и неглубоких чаш. Двигатель работал с разными скоростями и общим соотношением воздух-топливо, но с постоянным моментом начала сгорания в верхней мертвой точке. Измеренное давление в цилиндре использовалось для определения скорости сжигания топлива. При всех условиях чаша с низкой степенью сжатия имела большую массу предварительно сгоревшего топлива и более высокую пиковую удельную скорость сгорания топлива.
Скорость горения топлива в диффузионно-регулируемой фазе горения уменьшалась с уменьшением степени сжатия. В результате продолжительность сгорания становилась больше при уменьшенной степени сжатия, и разница могла достигать 14 градусов угла поворота коленчатого вала. Для условий двигателя, рассмотренных в этом исследовании, масса топлива, присутствующего в камере сгорания при воспламенении, по-видимому, является доминирующим параметром, определяющим массу предварительно сгоревшего топлива. Ожидается, что на массу предварительно сожженного топлива также будет влиять развитие распыления в течение периода задержки воспламенения. Тем не менее, эффекты не могут быть определены в этом исследовании.
- Авторов:
- Ву, Кей Джей
- Дата публикации:
- Идентификатор OSTI:
- 5055579
- Номер(а) отчета:
- КОНФ-871142-
- Тип ресурса:
- Конференция
- Отношение ресурсов:
- Конференция: Международная встреча и выставка горюче-смазочных материалов, Торонто, Канада, 2 ноября 1987; Дополнительная информация: Технический документ 872056
- Страна публикации:
- США
- Язык:
- Английский
- Тема:
- 33 УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫЕ ДВИГАТЕЛИ; 02 НЕФТЬ; ДИЗЕЛЬНЫЕ ДВИГАТЕЛИ; КИНЕТИКА ГОРЕНИЯ; КОЭФФИЦИЕНТ СЖАТИЯ; КОНТРОЛЬ ГОРЕНИЯ; ДИЗЕЛЬНОЕ ТОПЛИВО; СИСТЕМЫ ВПРЫСКА ТОПЛИВА; СООТНОШЕНИЕ ТОПЛИВО-ВОЗДУХ; ВРЕМЕННЫЕ СВОЙСТВА; КИНЕТИКА ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ; КОНТРОЛЬ; ДВИГАТЕЛИ; ТОПЛИВНЫЕ СИСТЕМЫ; ТЕПЛОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ; ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ; КИНЕТИКА; НЕФТЯНЫЕ ПРОДУКТЫ; КИНЕТИКА РЕАКЦИИ; 330102* — Двигатели внутреннего сгорания — дизельные; 025000 — Нефть — сжигание
Форматы цитирования
- MLA
- АПА
- Чикаго
- БибТекс
Ву, К.
Дж. Влияние степени сжатия на характеристики сгорания дизельного двигателя с непосредственным впрыском . США: Н. П., 1987.
Веб.
Копировать в буфер обмена
Ву, К. Дж. Влияние степени сжатия на характеристики сгорания дизельного двигателя с непосредственным впрыском . Соединенные Штаты.
Копировать в буфер обмена
Ву, К. Дж. 1987.
«Влияние степени сжатия на характеристики сгорания дизельного двигателя с непосредственным впрыском». Соединенные Штаты.
Копировать в буфер обмена
@статья{osti_5055579,
title = {Влияние степени сжатия на характеристики сгорания дизельного двигателя с непосредственным впрыском},
автор = {Ву, К.
Дж.},
abstractNote = {Влияние степени сжатия на историю процесса сжигания топлива было исследовано в одноцилиндровом дизельном двигателе с непосредственным впрыском. Две степени сжатия 21,4 и 18,5 были изучены с использованием двух широких и неглубоких чаш. Двигатель работал с разными скоростями и общим соотношением воздух-топливо, но с постоянным моментом начала сгорания в верхней мертвой точке. Измеренное давление в цилиндре использовалось для определения скорости сжигания топлива. При всех условиях чаша с низкой степенью сжатия имела большую массу предварительно сгоревшего топлива и более высокую пиковую удельную скорость сгорания топлива. Скорость горения топлива в диффузионно-регулируемой фазе горения уменьшалась с уменьшением степени сжатия. В результате продолжительность сгорания становилась больше при уменьшенной степени сжатия, и разница могла достигать 14 градусов угла поворота коленчатого вала. Для условий двигателя, рассмотренных в этом исследовании, масса топлива, присутствующего в камере сгорания при воспламенении, по-видимому, является доминирующим параметром, определяющим массу предварительно сгоревшего топлива.