Степень сжатия дизельного двигателя — что это такое?
В этой статье речь пойдет об процессах, происходящих внутри камер сгорания мотора. Наверное, большинство из Вас имеет хотя бы общее приставление о принципе работы двигателя, но дело в том, что данный элемент не является универсальным устройством и на сегодняшний день выделяют несколько его видов: бензиновый, дизельный, газовый, газодизельный, роторно-поршневый.
Еще до недавнего времени, наиболее распространенными были первых два варианта, но с ростом цен на соответствующие топливо, довольно большое количество автолюбителей, перевели свои автомобили на газовое потребление.
Однако, говорить о том, что газ полностью вытеснил бензин и дизельное топливо, конечно же не приходится, а значит информация касающееся работы таких моторов не будет лишней. Говоря конкретнее, речь пойдет о процессе сжатия, которое происходит внутри камеры сгорания конкретно дизельного двигателя. Начнем с теоретической стороны этого вопроса.
- Изучаем теорию – что происходит внутри камеры сгорания
- Степень сжатия на практике – как это происходит
- Изменение степени сжатия – как улучшить показатели
Изучаем теорию – что происходит внутри камеры сгорания
Дизельный двигатель внутреннего сгорания (дизель) являет собой поршневую систему, работающую благодаря воздействию сжатого воздуха на распыленное топливо, которое впоследствии самовоспламеняется.
В качестве такого топлива используют довольно широкий вариативный ряд веществ: продукты нефтеперегонки (керосин, мазут), а также некоторые продукты имеющие природное происхождение, в том числе: фритюрный жир, пальмовое и рапсовое масла. В теории дизельный двигатель может работать даже на сырой нефти, но гарантировать полную успешность этого процесса сложно.
Давайте же посмотрим каким образом дизтопливо заставляет мотор работать. Весь процесс деятельности дизельного двигателя можно разделить на четыре взаимосвязанных этапа (четырехтактная система): этап впрыска (впуска), этап сжатия, этап расширения (его еще называют «рабочий ход»), этап выпуска отработанного газа. Повторение, раз за разом, такого цикла обеспечивает движение автомобиля. Но сегодня мы не будем детально разбирать каждый этап и сосредоточим свое внимание в основном лишь на процессе сжатия.
В теории, степень сжатия характеризуется соотношением объемов пространства над рабочим поршнем, в процессе прохождения им нижней и верхней мертвой точки.
Иными словами, данное понятие выражает разницу давления в камеры сгорания, когда топливо впрыскивается в цилиндр, соответственно относится исключительно к поршневым двигателям, обладающими такой камерой. Степень сжатия чем то схоже с понятием «компрессии», некоторые их даже путают, хотя на деле они совершенно разные.
Компрессия характеризуется размеренностью давления и ее можно измерить в Атмосферах, Барах или Паскалях, чего нельзя сказать про степень сжатия, так как это величина относительная, представляющая собой соотношение объема полного цилиндра и объема камеры сгорания. Данный параметр не меняется на протяжении всего строка службы двигателя и чаще всего его указывают в технических характеристиках.
Практически измерить степень сжатия невозможно, но многие автолюбители прибегают для этого к математическим расчетам (например 10:1). Оптимальным соотношением для дизельных двигателей считается 18-22:1, при котором мотор способен работать наиболее эффективно.
Со степенью сжатия напрямую связано качественное использование дизельного топлива, ведь чем выше поднимается давление в камере (повышается сжатие), тем меньше расходуется топливо, что совсем не означает снижение мощности, даже наоборот — она может увеличиваться.
Степень сжатия на практике – как это происходит
Как мы уже знаем, работа двигателя стает возможной благодаря воспламенению образующейся смеси паров топлива и воздуха. Такая горючая смесь расширяется, толкая поршень, который, в свою очередь, вращает каленной вал. Давление в камере при этом значительно возрастает и двигатель совершает один такт работы.
Если степень сжатия возрастает — увеличивается и сила давления на поршень, заставляя мотор совершать больше полезной работы. На дизельных двигателях, для большей эффективности использования высокой степени сжатия, не используют дроссельную заслонку.
Вместо этого, мощность мотора регулируется количеством топлива, которое впрыскивается в цилиндр.
Это способствует сильному сжатию воздуха в цилиндре, даже при низкой мощности (например когда в камеру сгорания впрыскивается незначительное количество топлива), при чем выделяется достаточное количество тепла для воспламенения и очень обедненной смеси.
Однако, увеличив степень сжатия Вы не всегда сможете добиться увеличения мощности. В случае, когда статистическая степень сжатия находится близко к пределу детонации для конкретно используемого топлива, то продолжение возрастания сжатия способно ухудшить надежность и мощность двигателя.
Казалось бы, что происходящие процессы должны влиять на безопасность окружающих, так как получающаяся смесь обладает повышенной взрывоопасностью, но на практике практически ничто и никогда не взрывается, как же так? Все дело в том, что в камеру сгорания топливо впрыскивается после того как в ней сжимается чистый воздух, при чем общее количество топлива в топливно-воздушной смеси не меняется, а за счет большого количества воздуха оно сгорает со значительно высоким уровнем коэффициента полезного действия.
Сегодня производители практически сняли с производства дизельные двигатели, имеющие низкую степень сжатия, так как в условиях нынешней рыночной экономики все большее количество людей стремятся к накоплению денежных средств, а расход большего количества топлива никак этому не способствует. Их место заняли высокооборотные дизельные двигатели с возможностью большей степени сжатия. Также практически исчезло из рынка низкооктановое топливо, так как потребность в нем отпала вместе с ограничением выпуска моторов для которых оно было предназначено.
Изменение степени сжатия – как улучшить показатели
Понятно, что смесь, попадающая в камеру сгорания должна равномерно гореть сопровождая процесс движения поршня вниз и ни в коем случае не взрываться, ведь только при соблюдении подобного условия, можно говорить про максимально эффективный расход топлива и равномерное изнашивание деталей поршневой системы. Проблема состоит в скорости, с которой такая смесь сгорает, так как это происходит быстрее, чем поршень успевает пройти свой путь.
В этом кроется главная сложность увеличения степени сжатия, встающая на пути водителей, задавшихся этой целью. В такой ситуации, увеличение давления повлияет на самопроизвольное возгорание смеси (преждевременное воспламенение), когда поршень еще не успел полностью завершить начатую фазу сжатия. Энергия, при этом, образует ненужное сопротивление и попусту растрачивается.
Еще одной проблемой можно назвать выделение слишком большого количества энергии, что приводит к взрыву (детонации). О том, какие последствия может иметь это явление говорить, лишний раз, не приходится.
Как видите, увеличение степени сжатия не только сложный, но и опасный процесс, тем не менее находятся смельчаки, которые все же решаются на это. Делается это двумя основными способами:
Устанавливается более тонкая прокладка двигателя, но так как при этом клапана и поршни могут столкнуться, необходимо все тщательно рассчитать. Возможен, также, вариант установки новых поршней с большими углублениями для клапанов.
Растачиваются цилиндры двигателя, при чем поршни нужно будет заменить. Такой метод не только повышает степень сжатия, но и увеличивает рабочий объем двигателя. Благодаря соотношению прежнего объема камеры (он не меняется) и увеличеного объема цилиндра в большую сторону меняется степень сжатия.
Повысив степень сжатия, Вы не всегда можете получить желаемую прибавку в мощности. Чем под большую степень сжатия двигатель настроен изначально, тем меньшей будет прибавка. Другими словами, повышение мощности Вашего автомобиля, с изначальным показателем сжатия 8 будет более эффективным, чем у Вашего соседа, обладающим двигателем с аналогичным показателем в 13.
Если самостоятельно страшно вносить какие либо изменения в работу двигателя, а увеличить общую мощность автомобиля все-таки хочется, на помощь Вам придет альтернативный вариант повышения давления в камере сгорания и называется он «турбо-нагнетатель».
Установив на транспортное средство такое устройство, объем камеры сгорания не изменится, но мощность существенно увеличится (иногда на 50% от изначальных показателей).
Еще одним преимуществом данного изобретения является относительная легкость монтажа, не требующее вмешательства специалистов, а значит не придется совершать лишние растраты. Правда, многие автолюбители все же предпочитают обращаться в сервисные центры, что может самое верное решение.
Принцип работы всех нагнетателей базируется на подачи большего количества воздуха и горючего на впуске, при чем объем камеры сгорания не меняется. Благодаря этому, при сгорании увеличивается количество энергии и возрастает мощность двигателя.
Как бы не хотелось увеличить степень сжатия дизельного двигателя своего автомобиля, всем автолюбителям стоит учитывать и дополнительную нагрузку на детали, которая возрастает вместе с увеличением количества энергии тепла. В следствии этого быстрее изнашиваются клапаны, прогорают поршни и выходит из строя система охлаждения.
Также, несмотря на то, что турбонадув можно установить самостоятельно, демонтировать его, даже профессионалы не всегда смогут Вам помочь, а в особо тяжелых случаях двигатель может просто взорваться, причем страховка тут уже не поможет.
Так что, стоит или не стоит вмешиваться в предусмотренную производителем конструкцию мотора — решать Вам, но всегда помните о возможных последствиях. Тем более, на многих, выпускаемых сегодня, автомобилях устанавливают интеркулеры, позволяющие увеличивать наполнение цилиндров до 20%, что также значительно повышает мощность.
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.
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.
Важность степеней сжатия и способы их измерения
Команды NHRA Top Fuel и Funny car заменяют их после каждого прохода в гонке и каждого второго квалификационного прохода.
Команды Pro Stock меняют их примерно через каждые 40 проходов, а воины выходного дня меняют их каждые 12–18 месяцев, и раньше, если их двигатели работают с закисью азота. При замене поршней обычно возникают вопросы по изменению характеристик, особенно по степени сжатия.
Рон Бобьен из Diamond Piston объясняет: «Степень сжатия двигателя рассчитывается путем деления общего рабочего объема (с поршнем в нижней мертвой точке) на общий сжатый объем (с поршнем в верхней мертвой точке). Например, если общий рабочий объем 632-кубового автомобиля Chevrolet с большим блоком составляет 1380,34 см3 (куб.cc степень сжатия будет указана как 15,92:1».
Чтобы найти общую рабочую площадь двигателя в кубических дюймах, можно применить следующую формулу: 0,7854 x диаметр отверстия x диаметр отверстия x длина хода x количество цилиндров. Чтобы перевести кубические дюймы в кубические сантиметры, умножьте их на 16,39. Использование бюретки является лучшим методом измерения сжатого объема (объем камеры плюс объем поршня).
Коэффициенты сжатия часто определяются сводом правил. Также КПД двигателя является решающим элементом в их составе. Более высокие коэффициенты сжатия не всегда лучше всего рассчитаны на успех. Когда вы чрезмерно сжимаете цилиндр, вы вызываете «потерю накачки» — для сжатия содержимого цилиндра требуется лошадиная сила.
Кит Уилсон из Wilson Manifolds, который на протяжении тридцати лет отличился среди ведущих гоночных команд в достижении лучшего распределения воздуха и топлива и наполнения цилиндров, комментирует: «Эффективное наполнение цилиндров позволяет нам сохранять днища поршней как можно более плоскими — мы попробуй не стрелять нашим огнем за бугор! «Кроме того, — говорит специалист по индукции из Форт-Лодердейла, — когда вы исследуете впускной канал собранного двигателя с отрегулированными клапанами, градуировкой кулачков и т. д. и видите, что впускной клапан приоткрыт, необходимо, чтобы смесь вытекала и обтекала его. клапан быстро в цилиндр в те ранние моменты подъема клапана.
Поступающей воздушной смеси не должна мешать неуклюжая форма поршня. Любое обременение повредит способности двигателя производить мощность».
Кроме того, чрезмерно усердствовать с опережением зажигания тоже не всегда рекомендуется. Как утверждает Чак Лоуренс из Jon Kaase Racing Engines, «более раннее включение зажигания заставляет двигатель работать с большей нагрузкой, так как поршень поднимается в такте сжатия, и ему приходится преодолевать преждевременные направленные вниз силы расширяющихся газов».
Точный расчет степени сжатия важен по крайней мере по трем причинам. «Во-первых, — говорит Боб Фокс, глава Diamond, — часто требуются поршни с более высокой степенью сжатия, чем это физически возможно обеспечить. Во-вторых, некоторые санкционирующие органы устанавливают строгие ограничения на коэффициенты сжатия, и если они не рассчитаны точно, гонщик может либо растратить мощность, которую он мог законно генерировать, либо невольно быть уличенным в жульничестве. В-третьих, если гоночный двигатель спроектирован в соответствии со строгими спецификациями, в том числе для работы на конкретном гоночном топливе, то правильно рассчитать степень сжатия стоит».
Тем не менее, когда производители или поставщики поршней запрашивают информацию, необходимую для изготовления их поршней в соответствии с правильными спецификациями, важные данные неизменно опускаются. Неспособность заполнить специальную форму информации о поршне, как правило, является самой большой трудностью, с которой они сталкиваются. И почему эта утомительная проблема повторяется с такой быстротой? Трудно сказать, так как это может привести к неприятным последствиям для гонщика. Однако известно, что две главные проблемы связаны с высотой палубы блоков и объемом камеры.
Объем камеры измеряется путем переворачивания головки блока цилиндров на верстаке (в комплекте с двумя клапанами и установленной свечой зажигания), помещения в нее куска толстого акрилового пластика (с отверстием диаметром 1/4 дюйма или 3/8 дюйма) над камерой сгорания, наполнив 100-миллилитровую бюретку, градуированную в кубических сантиметрах, окрашенной жидкостью и передав эту жидкость в камеру сгорания.
Этот процесс измерения дублируется для определения объема поршня.
Высота платформы блока цилиндров измеряется от осевой линии коленчатого вала до платформы блока цилиндров, обычно с помощью штангенциркуля. Знание точной высоты деки блока имеет решающее значение, поскольку она используется для проверки четырех важных измерений: половины размера хода, длины штока, высоты сжатия и расстояния между поршнем и декой.
Расстояние между поршнем и декой – это расстояние от плоскости поршня до поверхности деки – должно ли оно располагаться на нуле (заподлицо с поверхностью деки блока) или располагаться немного ниже канала ствола? Большинство производителей двигателей требуют, чтобы расстояние от поршня до платформы составляло 0,005 дюйма или 0,010 дюйма по каналу ствола. Этот небольшой фактор выдумки дает им возможность снять колоду с колоды позже, если это необходимо.
Компрессионная высота поршня, также называемая компрессионным расстоянием, измеряется от осевой линии поршневого пальца до лыски на верхней части поршня.
Как только эти размеры будут установлены точно, поршень будет расположен на точной высоте в цилиндре, и степень сжатия будет точно такой, как требуется.
Однако, когда некоторые из этих жизненно важных измерений опущены — возможно, пробелы оставлены пустыми или в них есть слово Stock — обычно следует горе.
Предположим, что желаемая степень сжатия гонщика составляет 11,9:1, а высота колоды блоков принята за стандартную. Далее предположим 10.720? представляет акции. Но когда-то в прошлом, неизвестном нынешнему владельцу, блок посетил механический цех, где палубы были «зачищены», а высота на самом деле 10.700? а не 10.720?. В результате .020? разница в расстоянии сжатия приведет к тому, что поршень окажется выше в отверстии, что приведет к гораздо более высокой и нежелательной степени сжатия около 12,5: 1.
Опытные производители поршней, имеющие опыт работы с различными категориями гоночных двигателей, скажут вам, что компрессия — очень интригующая тема, и что иметь больше поршней не всегда выгодно.
«Когда преобладают лучшие конструкции головки блока цилиндров и впускного коллектора, — говорит Боб Фокс, — требуется меньшее сжатие, потому что они обеспечивают лучшее заполнение цилиндра. Следовательно, он сжимает больше воздуха в данной области. Но если головка блока цилиндров и система впуска менее эффективны, требуется большее сжатие, потому что в цилиндре меньше воздуха».
Тогда возникает вопрос, сколько воздуха мы всасываем в цилиндр? А пока, вот как предоставить Diamond и другим производителям поршней жизненно важную информацию, которая часто отсутствует в форме заказа поршня.
Источники:
Diamond Pistons
23003 Diamond Drive,
Clinton Township, MI 48035
бесплатно (877)
9 Гоночные двигатели, Inc.
735 West Winder Ind. Parkway,
Winder, GA 30680
(770) 307-0241
www.JonKaaseRacingEngines.com
Wilson Manifolds
4700 N.E. 11th Avenue,
Oakland Park,
Флорида 33334
(954) 771-6216
www.wilsonmanifolds.com
Ennie Elliott Inc
2367 elliTITITITIOTTIOTTISTON967 2367 elliTITITITIOTTISTOM 3 2367.0002 GA 30534(706) 265-1346
Теги: Технические примечания
Распечатать
Вам также может понравиться
Как точно измерить степень сжатия | Статьи
[Примечание редактора: эта статья изначально была опубликована в выпуске Grassroots Motorsports за октябрь 2008 г., но мы сочли, что метод измерения степени сжатия заслуживает упоминания еще раз.]
Вскоре следует вопросов: Какой распредвал вы использовали? Как вы думаете, какую мощность он дает? Почему уже течет масло? К сожалению, вы можете не знать ответа на один из самых важных вопросов: какова степень сжатия вашего двигателя?
Почему важно знать степень сжатия вашего двигателя? Двигатель — это система, и хорошо разбираться в системе жизненно важно, когда дело доходит до принятия решений, касающихся вашего автомобиля.
Степень сжатия является абсолютно ключевым элементом системы. Он расскажет вам, какие типы повышения производительности вы сможете установить в будущем, например, может ли он работать с нагнетателем или турбонаддувом. Также важно, чтобы ваша степень сжатия соответствовала идеальной степени вашего распределительного вала; это позволит вам узнать, какой бензин использовать.
Суть проста: нужно знать степень сжатия, а номер производителя поршня не всегда точен. Варианты производства — одна из причин не доверять ему, наряду с тем фактом, что любая предыдущая работа над вашим блоком или головкой может немного изменить степень сжатия. Формула для определения степени сжатия проста:
CR = (рабочий объем + клиренс)/клиренс
Рабочий объем легко вычислить:
π x (0,5 диаметра цилиндра)² x ход поршня = рабочий объем и верхней части поршня, когда он находится в верхней мертвой точке.
Вычислите эти цифры, заполнив соответствующие области жидкостью — хорошо подойдет вода или жидкость для автоматических трансмиссий.
Точность является ключевым фактором, поэтому кухонного мерного стакана недостаточно. Хотя можно пойти в магазин химии и составить комплект, несколько установок, ориентированных на сборщиков двигателей, уже доступны. Цены варьируются от 40 до более 100 долларов.
Мы использовали комплект Comp Cams Pro Head CC, который можно приобрести в Summit Racing примерно за 110 долларов. В комплект входит стеклянная бюретка на 100 мл с шагом 0,2 см3. В комплект также входит пластиковая пластина для герметизации камеры сгорания — в пластине есть небольшое отверстие, через которое жидкость попадает внутрь. Для использования просто заполните камеру сгорания жидкостью из бюретки.
Вот как мы это делаем. Сначала измеряем объем камеры сгорания головки. После этого мы доводим поршень до верхней мертвой точки и выполняем те же действия, чтобы измерить объем зазора.
Наконец, находим объем сжатой прокладки ГБЦ. Если опубликованный объем прокладки головки блока цилиндров недоступен, мы также используем этот метод.
Небольшое количество смазки уплотняет прокладку до гладкой плоской поверхности, что предотвращает просачивание воды. После этого мы можем выполнить те же основные шаги. Кстати, для этой работы лучше использовать бывшую в употреблении прокладку головки блока цилиндров, так как она будет сжиматься после небольшого износа.
Ладно, пора доставать измерительные инструменты и приступать к работе.
Этап 1
Мы начали процесс измерения степени сжатия, поставив головку вверх ногами на наш рабочий стол. Хотя мы могли бы сделать какую-нибудь причудливую подставку для головы, мы обнаружили, что два деревянных блока работают так же хорошо. В этом случае клапаны были полностью установлены с пружинами и тарелками. Если бы это было не так, мы могли бы нанести небольшое количество смазки на их края, чтобы запечатать их. Мы также установили свечу зажигания, чтобы жидкость не вытекала из камеры сгорания.
Шаг 2
Затем мы убедились, что головка стоит ровно.
Этап 3
Чтобы герметизировать камеру сгорания и обеспечить точное измерение объема, мы нанесли небольшое количество смазки на внешний край камеры сгорания, следя за тем, чтобы смазка не попала внутрь. Эта смазка будет держать пластиковую пластину закрытой, предотвращая утечку жидкости. Перед тем, как приварить пластину к голове, нам нужно было придумать, где разместить заливное отверстие. Поскольку мы будем использовать воду для вытеснения воздуха из камеры, лучше всего предоставить воздуху естественный путь выхода. Наш уровень сказал нам, какой край камеры был выше, чем другие; мы разместили отверстие рядом с высоким краем.
Шаг 4
Пришло время принести нашу 100-кубовую бюретку, но сначала нам нужно было обнулить ее. Мы наполнили его водой далеко за верхнюю отметку, а затем слили, пока вода не достигла нулевой отметки. Поскольку вода имеет значительное поверхностное натяжение, мы могли видеть, как она стекает по стенкам бюретки.
Мы должны были принять решение: считать за ноль верхний край или вогнутый низ? В любом случае работает, но вы должны быть последовательны. После обнуления мы устанавливаем бюретку в положение над головой.
Шаг 5
Мы вставили кончик бюретки в отверстие пластиковой пластины и начали медленно заливать воду в камеру сгорания. По мере заполнения камеры нам иногда приходилось слегка постукивать и перемещать головку блока цилиндров, чтобы сместить небольшие воздушные карманы. Как только все пузырьки воздуха исчезнут, мы выключаем бюретку. Теперь мы могли читать бюретку, чтобы определить объем нашей камеры сгорания.
Шаг 6
Этот процесс достаточно точен и легко воспроизводим. Обычно мы повторяем это, чтобы подтвердить наши цифры. Кроме того, мы часто проверяем каждую камеру сгорания, чтобы убедиться, что результаты непротиворечивы.
Подсчитайте
После измерения объема головки цилиндров мы использовали тот же процесс для измерения объема прокладки головки и объема верхней части цилиндра.
Теперь мы можем измерить степень сжатия нашего двигателя, используя следующие данные:
диаметр цилиндра: 8,1 см
ход поршня: 8,9 см
объем головки: 38,6 см3
объем прокладки: 4,5 см3
объем поршня в блоке: 10,6 см3
рабочий объем (один цилиндр):
)2 x ход поршня
π x 4,052 x 8,9 = 458,4 см3
объем зазора (один цилиндр):
объем головки + объем прокладки + объем поршня в блоке
степень сжатия:
(рабочий объем + клиренс)/клиренс
(458,6 + 53,7)/53,7 = 9,54:1
Дополнительный кредит: работа с выдвижными поршнями
палубе блока, вам нужно сделать некоторые дополнительные расчеты, прежде чем вычислять степень сжатия двигателя. Во-первых, подсчитайте, какой объем вытесняют эти выдвижные поршни. Затем вычтите эту цифру из объема вашей камеры сгорания и прокладки головки блока цилиндров.
Для поршней с плоским верхом, которые возвышаются над декой, расчет довольно прост. Просто используйте формулу для расчета объема цилиндра:
π x (отверстие 0,5)2 x высота
Высота в данном случае — это то, насколько поршень возвышается над высотой платформы.
Для поршней неправильной формы, которые возвышаются над палубой, вы можете либо проконсультироваться с производителем поршня, либо измерить его самостоятельно с помощью надежной бюретки. Вот хитрость: установите поршень в компрессор поршневых колец так, чтобы самая высокая точка поршня находилась на одном уровне с верхней частью компрессора. С помощью бюретки определить, какой объем не заполнен поршнем. Вычтите это значение из приведенной выше формулы. (и в этом случае высота измеряется до самой высокой точки поршня над высотой деки). Эта конечная цифра представляет собой объем, вытесненный куполом поршня.
Нравится, что вы читаете? Мы рассчитываем на вашу финансовую поддержку.
Всего за 3 доллара вы можете поддержать Grassroots Motorsports, став покровителем сегодня.
Еще нравится
Комментарии
Просмотр комментариев на форумах GRM
акылекоз
Полудорк
27.03.18 18:04
Хорошая статья, теперь нам нужна статья о том, как настроить кулачок для динамического сжатия с нашими новыми найденными данными.
Пожалуйста
тэ72
Новый читатель
28.03.18 20:16
Я должен помнить об этой статье, если у меня когда-нибудь снова выйдет двигатель Supra. Очень-очень не хочется когда-нибудь его тянуть. Не то, чтобы это было слишком сложно, просто отказ двигателя обычно означает, что что-то пошло не так…
декан1484
Участник GRM+ и MegaDork
29.
03.18 00:20
На самом деле вы можете просто провести тест на сжатие и получить максимальное значение в фунтах на квадратный дюйм, а затем рассчитать фактическое сжатие двигателя. Для меня это гораздо важнее, чем теоретическое максимальное сжатие, которое может создать двигатель, если клапаны открываются и закрываются в ВМТ и НМТ
. wspohn
Придурок
29.03.18 15:43
Измерение и суммирование различных объемов — это хорошо, но я предпочитаю делать это более надежным способом.
Каждый двигатель, который я строю, устанавливается на подставку для двигателя с возможностью вращения двигателя.
Поверните двигатель так, чтобы отверстие для пробки оказалось вверху. Доведите двигатель до ВМТ с обоими закрытыми клапанами, используя циферблатный индикатор на верхней части поршня через отверстие для свечи.
С помощью бюретки налейте легкое масло в отверстие для пробки до нижней резьбы отверстия.
Это ваше общее пространство для сгорания, и его необходимо отрегулировать только с учетом наконечника свечи зажигания (выступающий наконечник уменьшает общий объем камеры, но выемка вокруг наконечника увеличивает его — обычно близко к промывке).
Это означает, что вам не нужно беспокоиться о необычной форме днища поршня, всплывающих окнах и т. д. Вы получите точное показание. Только не забудьте после этого перевернуть двигатель, чтобы слить масло из камеры. У меня был не очень быстро соображающий друг, которому я показал этот метод, выкатил его в вертикальном положении после проверки компрессии, прикрутил стартер, забыл, что одно отверстие было заполнено маслом, и провернул его на стенде. Вы можете быть поражены тем, как далеко проходит струя масла, вытекающая из цилиндра через сливное отверстие в первый раз, когда поршень достигает ВМТ. Тот, что я видел, пролетел на 10-20 футов над тремя соседними автомобилями.
snailmont5oh
Полудорк
29.
03.18 21:50
dean1484 сказал:На самом деле вы можете просто провести тест на сжатие и получить максимальное значение в фунтах на квадратный дюйм, а затем рассчитать фактическое сжатие двигателя. Для меня это гораздо важнее, чем теоретическое максимальное сжатие, которое может создать двигатель, если клапаны открываются и закрываются в ВМТ и НМТ 9.0003
Помню ли я что-то о сжатии с запуском двигателя, которое не обязательно напрямую связано с рабочим сжатием?
декан1484
Участник GRM+ и MegaDork
29.03.18 22:19
Да, есть отличия. Я думаю, что это из-за тепла и расширения газов. И вы также получаете лучшее уплотнение колец от давления в цилиндре, но, несмотря на все это, я все еще использую это, поскольку синхронизация клапанов имеет гораздо больший эффект, чем эти вещи.
процентов не знаю. Было бы интересно посмотреть.
snailmont5oh
Полудорк
29.03.18 22:36
В ответ dean1484 :
Так же поршневая заправка баллонов. И, может быть, немного «компрессии требуется время, чтобы сбросить кровь, и чем быстрее происходит что-то, тем выше будет компрессия». Я помню истории о том, как водители круговых гусениц просверливали маленькие отверстия в выпускных клапанах, чтобы компрессия при проворачивании была ниже рабочей компрессии (особенно при 8-9к).
затянут
Новый читатель
04.04.18 16:14
wspohn сказал:Измерение и суммирование различных объемов — это хорошо, но я предпочитаю делать это более надежным способом.
Каждый двигатель, который я строю, устанавливается на подставку для двигателя с возможностью вращения двигателя.
Поверните двигатель так, чтобы отверстие для пробки оказалось вверху. Доведите двигатель до ВМТ с обоими закрытыми клапанами, используя циферблатный индикатор на верхней части поршня через отверстие для свечи.
С помощью бюретки налейте легкое масло в отверстие для пробки до нижней резьбы отверстия. Это ваше общее пространство для сгорания, и его необходимо отрегулировать только с учетом наконечника свечи зажигания (выступающий наконечник уменьшает общий объем камеры, но выемка вокруг наконечника увеличивает его — обычно близко к промывке).
Это означает, что вам не нужно беспокоиться о необычной форме днища поршня, всплывающих окнах и т. д. Вы получаете точные показания. Только не забудьте после этого перевернуть двигатель, чтобы слить масло из камеры. У меня был не очень быстро соображающий друг, которому я показал этот метод, выкатил его в вертикальном положении после проверки компрессии, прикрутил стартер, забыл, что одно отверстие было заполнено маслом, и провернул его на стенде.
Вы можете быть поражены тем, как далеко проходит струя масла, вытекающая из цилиндра через сливное отверстие в первый раз, когда поршень достигает ВМТ. Тот, что я видел, пролетел на 10-20 футов над тремя соседними автомобилями.
Этот метод, конечно, звучит проще, но как вы можете быть уверены, что у вас нет пузырьков воздуха в камере сгорания, если вы не можете заглянуть внутрь, чтобы проверить? Я могу себе представить, что некоторые формы камеры сгорания могут быть более проблематичными, чем другие.
wspohn
Придурок
05.04.18 11:23
Этот метод отлично работает на двигателях с двумя верхними распредвалами, так как отверстие для пробки находится прямо вверху — пузырьков воздуха нет.
Это также работает на двигателях с верхним расположением клапанов, на которых я это делал, когда вы поворачиваете двигатель на стенде двигателя, чтобы убедиться, что отверстие для свечи находится вверху.
Это не сработает на двигателе, уже установленном в автомобиле, с отверстием для свечи обычно сбоку головы.
Не говоря уже о том, что не существует каких-то странных форм камеры, которые могут не работать, но большинство, безусловно, не должно вызывать проблем.
Кстати, когда я рассчитывал объем, используя старый метод сложения всех объемов, результат всегда отличался как минимум на 0,5 пункта сжатия от фактического.измеренного значения.
расчетная палата Volvo
UberDork
05.04.18 12:53
акылекоз сказал:Хорошая статья, теперь нам нужна статья о том, как настроить кулачок для динамического сжатия с нашими новыми найденными данными.
Пожалуйста
Я разработал электронную таблицу Excel для расчета DCR с заданными параметрами кулачка и статистикой двигателя. Я могу посмотреть, если я могу выкопать его, если вы заинтересованы.



После того как степень сжатия двигателя была увеличена путем удаления металлического слоя, становится невозможным подавать в двигатель предназначенный для него бензин.
Необходимо провести регулировку привода клапанов.
Вы можете быть поражены тем, как далеко проходит струя масла, вытекающая из цилиндра через сливное отверстие в первый раз, когда поршень достигает ВМТ. Тот, что я видел, пролетел на 10-20 футов над тремя соседними автомобилями.