Такт двигателя: Принцип работы двигателя внутреннего сгорания

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания

Современный автомобиль, чаще всего, приводится в движение двигателем внутреннего сгорания. Таких двигателей существует огромное множество. Различаются они объемом, количеством цилиндров, мощностью, скоростью вращения, используемым топливом (дизельные, бензиновые и газовые ДВС). Но, принципиально, устройство двигателя внутреннего сгорания, похоже.

Как работает двигатель и почему называется четырехтактным двигателем внутреннего сгорания? Про внутреннее сгорание понятно. Внутри двигателя сгорает топливо. А почему 4 такта двигателя, что это такое? Действительно, бывают и двухтактные двигатели. Но на автомобилях они используются крайне редко.

Четырехтактным двигатель называется из-за того, что его работу можно разделить на четыре, равные по времени, части. Поршень четыре раза пройдет по цилиндру – два раза вверх и два раза вниз. Такт начинается при нахождении поршня в крайней нижней или верхней точке.

У автомобилистов-механиков это называется верхняя мертвая точка (ВМТ) и нижняя мертвая точка (НМТ).

 

Первый такт — такт впуска

Первый такт, он же впускной, начинается с ВМТ (верхней мертвой точки). Двигаясь вниз, поршень всасывает в цилиндр топливовоздушную смесь. Работа этого такта происходит при открытом клапане впуска. Кстати, существует много двигателей с несколькими впускными клапанами. Их количество, размер, время нахождения в открытом состоянии может существенно повлиять на мощность двигателя. Есть двигатели, в которых, в зависимости от нажатия на педаль газа, происходит принудительное увеличение времени нахождения впускных клапанов в открытом состоянии. Это сделано для увеличения количества всасываемого топлива, которое, после возгорания, увеличивает мощность двигателя. Автомобиль, в этом случае, может гораздо быстрее ускориться.

 

Второй такт — такт сжатия

Следующий такт работы двигателя – такт сжатия. После того как поршень достиг нижней точки, он начинает подниматься вверх, тем самым, сжимая смесь, которая попала в цилиндр в такт впуска.

Топливная смесь сжимается до объемов камеры сгорания. Что это за такая камера? Свободное пространство между верхней частью поршня и верхней частью цилиндра при нахождении поршня в верхней мертвой точке называется камерой сгорания. Клапаны, в этот такт работы двигателя закрыты полностью. Чем плотнее они закрыты, тем сжатие происходит качественнее. Большое значение имеет, в данном случае, состояние поршня, цилиндра, поршневых колец. Если имеются большие зазоры, то хорошего сжатия не получится, а соответственно, мощность такого двигателя будет гораздо ниже. Компрессию можно проверить специальным прибором. По величине компрессии можно сделать вывод о степени износа двигателя.

 

Третий такт — рабочий ход

Третий такт – рабочий, начинается с ВМТ. Рабочим он называется неслучайно. Ведь именно в этом такте происходит действие, заставляющее автомобиль двигаться. В этом такте в работу вступает система зажигания. Почему эта система так называется? Да потому, что она отвечает за поджигание топливной смеси, сжатой в цилиндре, в камере сгорания.

Работает это очень просто – свеча системы дает искру. Справедливости ради, стоит заметить, что искра выдается на свече зажигания за несколько градусов до достижения поршнем верхней точки. Эти градусы, в современном двигателе, регулируются автоматически «мозгами» автомобиля.

После того как топливо загорится, происходит взрыв – оно резко увеличивается в объеме, заставляя поршень двигаться вниз. Клапаны в этом такте работы двигателя, как и в предыдущем, находятся в закрытом состоянии.

 

Четвертый такт — такт выпуска

Четвертый такт работы двигателя, последний – выпускной. Достигнув нижней точки, после рабочего такта, в двигателе начинает открываться выпускной клапан. Таких клапанов, как и впускных, может быть несколько. Двигаясь вверх, поршень через этот клапан удаляет отработавшие газы из цилиндра – вентилирует его. От четкой работы клапанов зависит степень сжатия в цилиндрах, полное удаление отработанных газов и необходимое количество всасываемой топливно-воздушной смеси.

 

 

После четвертого такта наступает черед первого. Процесс повторяется циклически. А за счет чего происходит вращение – работа двигателя внутреннего сгорания все 4 такта, что заставляет поршень подниматься и опускаться в тактах сжатия, выпуска и впуска? Дело в том, что не вся энергия, получаемая в рабочем такте, направляется на движение автомобиля. Часть энергии идет на раскручивание маховика. А он, под действием инерции, крутит коленчатый вал двигателя, перемещая поршень в период «нерабочих» тактов.

РЕКОМЕНДУЕМ ТАКЖЕ ПРОЧИТАТЬ:

Такт сжатия. — Автомастер

Такт сжатия.

Подробности

После такта впуска следует так сжатия. Поршень доходя до нижней мертвой точки, прежде чем начать движение вверх, изменяет свою опору на цилиндр с левой стороны на правую – это явления называют “перекладкой”. Чем больше зазор между поршнем и юбкой, тем интенсивнее проходит перекладка, что в свою очередь не может сказаться на шумности двигателя. Так же начинает прогрессировать износ нижней части цилиндра и юбки поршня.

После того как поршень пройдет нижнюю мертвую точку, начинается непосредственно такт сжатия. Но на самом деле само сжатие фактически еще не происходит так как, не смотря на то, что поршень начал свое движение вверх и давление в цилиндре начинает повышаться, топливовоздушная смесь какое, то время по инерции продолжает поступать в цилиндр и закрывать раньше времени впускной клапан не рационально. В идеале перекрытие впускного клапана должно происходить в тот момент, когда воздушный поток, проходящий через клапан полностью прекращается, то есть нет никакого движения воздуха ни в прямом ни в обратном направлении.

На процесс наполнения цилиндра большое влияние оказывает конструкция впускной системы, частота вращения коленчатого вала двигателя и положение дроссельной заслонки. Получается, что чем выше частота вращения двигателя и угол открытия дроссельной заслонки, тем позже должен закрываться впускной клапан, при условии, что впускной тракт у нас имеет неизменную длину. На практике инженеры, как правило, приходят к компромиссному решению и выбирают нечто среднее, но это среднее выплескивается в то, что на малых оборотах происходит обратный выброс смеси, а на высоких наоборот ее нехватка. Таким образом, такие компромиссы могут привести к ухудшению основных параметров двигателя. Именно поэтому чтобы не мериться с этим, и не искать компромиссов, инженерами были воплощены в реальность следующие системы:

Но подробнее об этих системах мы поговорим отдельно. Здесь хотелось бы еще добавить, что много клапанные головки меньше подвержены вышеописанному эффекту и с ними немного попроще, в плане того что не нужно искать каких либо компромиссов.

Двигаясь вверх, при закрытом впускном и выпускном клапане, поршень создает давление в цилиндре. Величина этого давления напрямую зависит от герметичности прилегания клапанов и поршневых колец. Их износ или повреждения, а также в свою очередь риски, царапины на стенках цилиндра способствуют утечкам топливовоздушной смеси, что плохо сказывается на характеристике работы двигателя. Под действием давления и силы трения кольца прижимаются к нижней поверхности канавки поршня, а торцевой частью к стенкам цилиндра, что в свою очередь создает уплотнение. Под действием давления и силы трения кольца, канавки поршня и стенки цилиндра изнашиваются.

При приближении поршня к верхней мертвой точки, не доходя 5-30 градусов угла поворота коленчатого вала (это угол называют углом опережения зажигания, он должен обязательно регулируется при работе двигателя), на свече зажигания в цилиндре происходит искровой разряд . Начинается процесс горения смеси не мгновенно, а с определенным запаздыванием с момента искрового разряда до формирования фронта пламени.

Время формирования фронта пламени зависит от давления, температуры и от интенсивности перемешивания смеси. Чем выше данные показатели, тем быстрее идет процесс. Поэтому величина угла опережения зажигания напрямую зависит от частоты вращения двигателя и положения дроссельной заслонки.

Прежде чем произойдет воспламенением смеси в цилиндре, давление составляет 10-12 атмосфер, что в свою очередь ниже при замере компрессии, так как воспламенение происходит до прихода поршня в ВМТ. При подходе поршня к ВМТ в работу вступают вытеснители. Вытеснители образуются поверхностью днища поршня и головки, их роль вытеснять смесь в зону камеры сгорания и интенсивно ее перемешивать в момент воспламенения, что в свою очередь увеличивает скорость и полноту сгорания топлива. Чем ближе поршень подходит к головке, тем больший эффект вытеснения, расстояние между поршнем и головкой может составлять 0,5 – 1 мм.

При нахождении поршня в ВМТ, на него действует сила давления газов. Давление предается на узел соединения поршня с шатуном, поршень – палец.

Чем выше сила давления, тем выше трение в отверстии бобышек поршня и тем сложнее поршню провернуться на неподвижном пальце. Это похоже на перекладку, о которой уже шла речь выше, только с гораздо большими усилиями. Для уменьшения этих усилий и уменьшения стука при повышенном зазоре поршня в цилиндре, ось пальца на поршне смещают влево на 0,5 – 1,5 мм.

Набор прокладок 4х такт. двигателя 139QMB, 44 мм, 60 см3 скутер (2шт.:под цилиндр.+под головку)

Заказы, оформленные через сайт отправляются в этот же день или на следующий. Все заказы отправляются только после подтверждения по телефону, (менеджер позвонит вам для подтверждения заказа).

Доставка

Для вас доступны несколько способов доставки:

1. Доставка Почтой России. Удобен тем, что доставка осуществляется в любой уголок Российской Федерации. Возможность оплаты товара при получении (наложенный платеж).

2. Доставка СДЭК. Большое количество пунктов выдачи заказа. Курьерская служба.

3. Доставка транспортными компаниями. Мы доставляем ТК КИТ, Энергия, Деловые линии, ПЭК и некоторыми другими. Обычно этот способ подходит для крупногабаритных грузов. Доставка этим вариантом возможна только по ПРЕДОПЛАТЕ.

Оплата

Оплата товаров возможна следующими способами:

1. Оплата при получении на почте. Товар оплачивается в момент получения в вашем отделении почты. (Самый не выгодный способ оплаты. Т.к. почта берет процент за перевод денег нам).

2. Оплата на сайте. Вы можете оплатить заказ прямо на сайте, в момент оформления заказа. После нажатия кнопки «Подтвердить заказ», вы будете перемещены на страницу оплаты.

3. Предоплата на карту сбербанка. Если по камим-то причинам мы не можем отправить вам товар наложенным платежом или вы хотите сэкономить на стоимости товара — это самый выгодный вариант. После согласования деталей с менеджером вы оплачиваете товар и доставку на карту Сбербанка.

4. Частичная предоплата. Для тяжеловесных и дорогостоящих товаров доступен этот вариант оплаты. Вы оплачиваете часть стоимости товара как гарантию его выкупа. Остаток оплачиваете при получении на почте.

5.Товары, которые доставляются ЛЮБЫМИ транспортными компаниями или курьером отправляются только по ПОЛНОЙ предоплате.

Изучите автомобильную инженерию у инженеров-автомобилестроителей

4-тактный принцип

В 4-тактном двигателе ход поршня (движение от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке или наоборот) необходимы для завершения рабочего цикла.

Такт впуска (от ВМТ до НМТ): свежая смесь в двигателе SI (искровое зажигание) или свежий воздух в дизельном двигателе всасывается в цилиндр через впускные клапаны, которые могут открываться с небольшим опережением перед ВМТ и могут закрываться с некоторой задержкой после BDC, чтобы максимизировать введенную массу.

Такт сжатия (от НМТ до ВМТ): свежая смесь в двигателе SI или свежий воздух в дизельном двигателе сжимается при закрытых всех клапанах. Ближе к концу такта сжатия сгорание инициируется посредством искрового зажигания (двигатель с искровым зажиганием) или впрыска топлива (дизельный двигатель).

Рабочий ход (от ВМТ до НМТ): горячие сгоревшие газы расширяются, толкая поршень вниз и прикладывая к нему работу, которая в пять (или более) раз превышает работу, прилагаемую поршнем во время такта сжатия.Ближе к концу рабочего такта выпускные клапаны могут начать открываться, и часть сгоревших газов выбрасывается из цилиндра благодаря перепаду давления.

Такт выпуска (от НМТ до ВМТ): поршень удаляет оставшиеся сгоревшие газы. Ближе к концу такта выпуска впускные клапаны могут открываться, а вскоре после ВМТ выпускной клапан может закрываться, это называется перекрытием. После этого можно начинать новый цикл.

Хотя цикл завершается 4 ходами при 2 оборотах кривошипа, можно выделить 6 рабочих фаз, поскольку во время одного хода могут происходить разные фазы:

• Впуск
• Сжатие
• Горение
• Расширение
• Выхлоп (продувка)
• Выхлоп (смещение)

Следует отметить, что требуется 2 рабочих фазы для замены сгоревших газов свежей смесью.

2-тактный принцип

В 2-тактном двигателе для полного рабочего цикла требуется всего два хода поршня (т.е. 1 оборот коленчатого вала).

Чтобы получить более высокую выходную мощность, два хода, используемые для газообмена, подавляются и заменяются процессом продувки. Процесс продувки определяется вытеснением сгоревших газов, когда поршень приближается к концу рабочего такта с помощью свежего заряда, находящегося под давлением.

В простейшей конструкции давление свежего заряда создается за счет самого картера, объем которого изменяется в зависимости от объема цилиндра, так что минимальный объем картера (а затем максимальное давление) достигается, когда поршень находится в положении НМТ в главном цилиндре.

Возможна более компактная конструкция по сравнению с 4-тактным двигателем, поскольку впускные и выпускные клапаны могут быть заменены портами (отверстиями) в гильзе цилиндра, открытием и закрытием которых можно управлять непосредственно движением поршня.

Два хода следующие:

Ход сжатия : после закрытия впускного и выпускного отверстий поршень сжимает заряд цилиндра (при этом объем в картере увеличивается, втягивая свежий заряд в картер за счет нажатия) . Ближе к концу такта сжатия сгорание инициируется искровым зажиганием (двигатель SI) или впрыском топлива (дизельный двигатель).

Рабочий ход : горячие сгоревшие газы расширяются, толкая поршень вниз.Ближе к концу этого хода выпускное отверстие открывается, и часть отработавших газов удаляется из цилиндра благодаря разнице давлений. После этого отверстия продувки открываются, и свежий заряд под давлением выводит сгоревшие газы, так что новый цикл может начаться снова после того, как поршень достигнет НМТ.

Опять же, что касается 4-тактного двигателя, в течение 2-х тактов происходит 6 различных фаз:

• Уборка
• Впуск
• Сжатие
• Горение
• Расширение
• Продувка

Однако для достижения такого цикла необходим клапан с регулируемым давлением на продувочном отверстии. Если используются простые отверстия в стенках цилиндра, край впускного отверстия должен находиться ниже, чем выпускной канал, чтобы обеспечить фазу продувки. Это могло бы вызвать короткое замыкание части индуцированного свежего заряда в начале такта сжатия, поскольку выпускное отверстие остается открытым в течение некоторого времени после закрытия впускного отверстия.

Процесс продувки представляет собой ахилловую пяту двухтактного двигателя, поскольку в его простейшей компоновке с простыми отверстиями в стенках цилиндров часть свежего заряда будет течь непосредственно в выпускное отверстие, вызывает высокий расход топлива и выбросы углеводородов в SI. двигатель.

По этим причинам в использование 2-тактных двигателей SI было ограничено вспомогательными двигателями малой мощности (такими как газонокосилки, пильные цепи, подвесные двигатели для движения лодок …), где недостатки считались приемлемыми из-за высокая простота, низкая стоимость и высокая удельная мощность этих двигателей.

2-тактные двигатели также используются для больших дизелей для морских и стационарных применений (диаметр цилиндра около 1 м), где они обычно предпочтительнее 4-тактных двигателей из-за чрезмерно высоких термомеханических напряжений, которые должны выдерживать клапаны (напряжение увеличивается с увеличением диаметра клапана. , который пропорционален диаметру цилиндра).

В настоящее время нет примеров применения двухтактных двигателей в автомобильной сфере.

Romain Nicolas отзыв:

Базовые 2-тактные и 4-тактные двигатели имеют почти противоположные характеристики. Тем не менее, некоторые исследования продолжаются, чтобы использовать преимущества одного типа и применить его к другому типу двигателя, например, с прямым впрыском для двухтактного двигателя. Считаете ли вы, что 2-тактный двигатель появится в автомобильной промышленности для нетрадиционных нужд, например, для применения в качестве расширителя диапазона для серийных гибридов? Как вы думаете, будут ли устранены недостатки двухтактных двигателей, чтобы они заняли место в сегодняшнем двигателе внутреннего сгорания?

Четырехтактный двигатель — Energy Education

Рисунок 1. 4-х тактный двигатель внутреннего сгорания. 1: впрыск топлива, 2: зажигание, 3: расширение (работа выполнена), 4: выхлоп. ^[1]

Четырехтактный двигатель является наиболее распространенным типом двигателей внутреннего сгорания и используется в различных автомобилях (которые специально используют бензин в качестве топлива), таких как автомобили, грузовики и некоторые мотоциклы (на многих мотоциклах используется двухтактный двигатель). Четырехтактный двигатель обеспечивает один рабочий ход на каждые два цикла поршня (или четыре хода поршня). Справа (рис. 1) изображен четырехтактный двигатель, а ниже приводится дальнейшее объяснение процесса.

1. Такт всасывания: Поршень движется вниз к основанию, это увеличивает объем, позволяя топливно-воздушной смеси попасть в камеру.
2. Ход сжатия: Впускной клапан закрывается, и поршень перемещается по камере вверх. Это сжимает топливно-воздушную смесь. В конце этого хода свеча зажигания обеспечивает сжатое топливо энергией активации, необходимой для начала горения.
3. Рабочий ход: Когда топливо достигает конца сгорания, тепло, выделяющееся при сгорании углеводородов, увеличивает давление, которое заставляет газ давить на поршень и создавать выходную мощность.
4. Такт выпуска: Когда поршень достигает дна, выпускной клапан открывается. Оставшийся выхлопной газ выталкивается поршнем по мере его движения вверх.

Тепловой КПД этих бензиновых двигателей зависит от модели и конструкции автомобиля. Однако в целом бензиновые двигатели преобразуют 20% топлива (химическая энергия) в механическую энергию, в которой только 15% будет использоваться для движения колес (остальное теряется на трение и другие механические элементы). ^[2] Одним из способов повышения термодинамической эффективности двигателей является повышение степени сжатия. Это соотношение представляет собой разницу между минимальным и максимальным объемом в камере двигателя (на рисунке 2 обозначены как ВМТ и НМТ). Более высокое соотношение позволит входить большей топливно-воздушной смеси, вызывая более высокое давление, что приводит к более горячей камере, что увеличивает тепловой КПД. ^[2]

Цикл Отто

Рисунок 2. Реальный процесс отто-цикла, который происходит в четырехтактном двигателе. ^[3] Рисунок 3. Идеальный цикл Отто. ^[4]

Диаграмма давление-объем (PV-диаграмма), которая моделирует изменения давления и объема топливно-воздушной смеси в четырехтактном двигателе, называется циклом Отто. Изменения в них будут создавать тепло и использовать это тепло для перемещения транспортного средства или машины (поэтому это тип теплового двигателя). Цикл Отто можно увидеть на Рисунке 2 (реальный цикл Отто) и Рисунке 3 (идеальный цикл Отто). Компонент в любом двигателе, который использует этот цикл, будет иметь поршень для изменения объема и давления топливно-воздушной смеси (как показано на рисунке 1).Поршень получает движение от сгорания топлива (где это происходит, объясняется ниже) и электрического наддува при запуске двигателя.

Ниже описано, что происходит на каждом этапе фотоэлектрической диаграммы, когда сгорание рабочего тела — бензина и воздуха (кислорода), а иногда и электричества, изменяет движение поршня:

Реальный шаг цикла от 0 до 1 (идеальный цикл — зеленая линия): Именуется фазой всасывания , поршень опускается вниз, чтобы позволить объем в камере увеличиваться, чтобы он мог «всасывать» «топливно-воздушная смесь. С точки зрения термодинамики это называется изобарическим процессом.

Процессы с 1 по 2: Во время этой фазы поршень будет втянут, чтобы он мог сжимать топливно-воздушную смесь, попавшую в камеру. Сжатие вызывает небольшое повышение давления и температуры смеси, однако теплообмен не происходит. С точки зрения термодинамики это называется адиабатическим процессом. Когда цикл достигает точки 2, это происходит, когда свеча зажигания встречает топливо, которое должно воспламениться.

Процессы 2–3: Здесь происходит возгорание из-за воспламенения топлива свечой зажигания. Сгорание газа завершается в точке 3, что приводит к образованию камеры с высоким давлением и большим количеством тепла (тепловой энергии). С точки зрения термодинамики это называется изохорическим процессом.

Процессы с 3 по 4: Тепловая энергия в камере в результате сгорания используется для работы с поршнем, которая толкает поршень вниз, увеличивая объем камеры.Это также известно как силовой ток , потому что это когда тепловая энергия превращается в движение, приводящее в действие машину или транспортное средство.

Фиолетовая линия (процесс с 4 по 1 и выхлоп, фаза ): В процессе с 4 по 1 выпускной клапан открывается, и все отходящее тепло выводится из камеры двигателя. Когда тепло покидает газ, молекулы теряют кинетическую энергию, вызывая снижение давления. ^[5] Затем происходит фаза выпуска (этап от 0 до 1), когда оставшаяся в камере смесь сжимается поршнем для «выпуска» без изменения давления.

Для дальнейшего чтения

Список литературы

1. ↑ Wikimedia Commons [Online], доступно: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/dc/4StrokeEngine_Ortho_3D_Small.gif
2. ↑ ^{2,0 2,1} Р. Вольфсон, Энергия, окружающая среда и климат. Нью-Йорк: W.W. Norton & Company, 2012, стр. 106.
3. ↑ Actual and Ideal Otto Cycle — Nuclear Power », Nuclear Power, 2018. [Online]. Доступно: https://www.nuclear-power.net/nuclear-engineering/thermodynamics/thermodynamic-cycles/otto-cycle-otto -двигатель / актуальный-и-идеальный-отто-цикл /.[Доступ: 22 июня 2018 г.].
4. ↑ Wikimedia Commons [Online], доступно: https://en.wikipedia.org/wiki/Otto_cycle#/media/File:P-V_Otto_cycle.svg
5. ↑ И. Динчер и К. Замфиреску, Современные системы производства электроэнергии. Лондон, Великобритания: Academic Press — это отпечаток Elsevier, 2014, стр. 266.

Анимированные двигатели — четырехтактный

Четырехтактный двигатель

Четырехтактный двигатель был впервые продемонстрирован Николаусом Отто в 1876 ​​ ¹ , поэтому он также известен как Otto цикл .Технически правильный термин четырехтактный цикл . Четырехтактный двигатель, вероятно, является наиболее распространенным типом двигателей в настоящее время. На нем установлены почти все легковые и грузовые автомобили.

Четыре такта цикла — это впуск, сжатие, мощность и выхлоп. Каждый соответствует одному полному ходу поршня; следовательно, полный цикл требует двух оборотов коленчатого вала для полный.

Впуск

Во время такта впуска поршень движется вниз, вытягивая свежий заряд испаренной топливно-воздушной смеси.Изображенный двигатель имеет тарельчатый впускной клапан , который открывается под действием вакуума, создаваемого впускной ход. Некоторые ранние двигатели работали таким образом; однако самые современные двигатели включают дополнительный кулачок / подъемник, как показано на выхлопной клапан. Выпускной клапан удерживается закрытым пружиной (не показано здесь).

Сжатие

Когда поршень поднимается, тарельчатый клапан принудительно закрывается из-за повышенного давления. давление в баллоне. Импульс маховика движет поршень вверх, сжатие топливно-воздушной смеси.

Мощность

В верхней части такта сжатия свеча зажигания загорается, воспламеняя сжатое топливо. Когда топливо сгорает, оно расширяется, приводя в движение поршень. вниз.

Выхлоп

В нижней части рабочего такта выпускной клапан открывается механизмом кулачка / подъемника. Восходящий ход поршень вытесняет отработанное топливо из цилиндра.

---

Система зажигания

На этой анимации также показана простая система зажигания с выключателем. точки, катушка, конденсатор и аккумулятор.

Ряд посетителей написали, чтобы указать на проблему с точки прерывания на моей иллюстрации. В этой схеме зажигания свеча зажигания загорится, как только откроются точки прерывателя . Иллюстрация похоже, это наоборот.

На самом деле, иллюстрация верна; он просто движется так быстро, что это трудно увидеть! Вот кадры в точке, где розетки:

Моим первоначальным намерением было точно показать, что точки должны оставаться закрывается всего на долю секунды, называется задержкой . Автор иллюстрируя это, я непреднамеренно скрыл общую работу схема. Возможно, когда-нибудь я подготовлю более подробную иллюстрацию только система зажигания.

Более крупные четырехтактные двигатели обычно включают более одного цилиндра, имеют различные приспособления для распределительного вала (сдвоенные, верхние и т. д.), иногда с системой впрыска топлива, турбокомпрессорами, несколькими клапанами и т. д. эти усовершенствования изменяют базовую работу двигателя.

Ход впуска — обзор

13.19 Цикл Аткинсона

В двигателях с циклом Отто давление в цилиндре в конце такта расширения (рабочего хода) все еще составляет от 3 до 5 атм, когда выпускной клапан открывается. Британский инженер Джеймс Аткинсон (1846–1914) понял, что эффективность цикла Отто может быть повышена, если газы сгорания могут быть расширены до давления, близкого к атмосферному, перед тем, как они будут выпущены из двигателя. В 1882 году он изобрел поршневой двигатель, который позволял тактам впуска, сжатия, мощности и выпуска четырехтактного цикла происходить за один оборот коленчатого вала.Коленчатый вал был установлен на отдельной оси от поршневых штоков и был соединен серией рычагов, которые позволяли совершать все четыре хода цикла за один оборот коленчатого вала (рис. 13.51). Сложный коленчатый вал также произвел рабочий ход, который был длиннее, чем ход сжатия, что позволило двигателю достичь большей эффективности, чем эквивалентный двигатель цикла Отто.

Рисунок 13.51. Идеальный цикл Аткинсона состоит из следующих операций: 1-2 _с , изэнтропическое (обратимое и адиабатическое) расширение; 2 _с –3: изохорическое (постоянный объем) охлаждение; 3–4–3 ′, изобарический (постоянное давление) выпуск и впуск; 3–4 — изобарическое (постоянное давление) охлаждение; 4–5 _с , изоэнтропическое сжатие; и 5 _с –1, изохорный нагрев (горение).

Двигатели с циклом Аткинсона были немного более эффективными, чем сопоставимые двигатели с циклом Отто того времени, но они также были больше и дороже. Следовательно, двигатель Аткинсона не добился успеха на рынке и вскоре исчез.

Дополнительная работа, производимая циклом Аткинсона по сравнению с эквивалентным циклом Отто, — это область, ограниченная областью 2 a → 2 s → 3 → 4 → 2 a . Тепловой КПД холодного ASC Аткинсона определяется как

(ηT) Atkinsoncold ASC = 1 − k (ER − CR) ERk − CRk

, где ER = v _{2 s} / v ₁ — степень изоэнтропического расширения, а CR = v ₄ / v _{5 s} — степень изэнтропического сжатия.Обратите внимание, что по мере приближения степени расширения ER к степени сжатия CR тепловой КПД холодного ASC Аткинсона должен приближаться к тепловому КПД холодного ASC цикла Отто. Чтобы быть эффективным, степень расширения должна быть больше степени сжатия. Типичные значения: степень сжатия = 8: 1 и степень расширения = 10: 1.

Ilmor Engineering, фирма, совладельцем которой является Роджер Пенске и которая поставляет двигатели Honda для Indy Racing League, разрабатывает новый трехцилиндровый двигатель, имитирующий цикл Аткинсона.Два цилиндра работают в обычном четырехтактном цикле и опорожняют свой выхлоп в третий цилиндр расширения низкого давления, что позволяет процессам расширения и сжатия работать независимо. Опытный образец двигателя был впервые представлен на выставке двигателей в Штутгарте в 2009 году.

13.19.1 Современный цикл Аткинсона

В 1947 году американский инженер по имени Ральф Миллер запатентовал оригинальную вариацию оригинального цикла Аткинсона. Он понял, что вместо того, чтобы изменять фактическую длину такта впуска, можно просто отложить закрытие впускного клапана после окончания такта впуска.Затем, когда поршень возвращался вверх по цилиндру, он просто выталкивал воздух обратно во впускной коллектор. Сжатие начиналось только тогда, когда впускной клапан был окончательно закрыт, и, изменяя его при закрытии впускного клапана, можно было эффективно изменить степень сжатия двигателя.

Сегодня термин цикл Аткинсона используется для описания модифицированного четырехтактного цикла Отто Миллера, в котором впускной клапан удерживается открытым дольше обычного, чтобы поршень выталкивал часть впускаемого воздуха обратно из цилиндра.Это снижает степень сжатия, но степень последующего расширения не изменяется. Это означает, что степень сжатия меньше степени расширения, что соответствует одной из основных характеристик цикла Аткинсона.

Целью современного цикла Аткинсона является обеспечение того, чтобы давление в камере сгорания в конце рабочего такта было как можно ближе к атмосферному давлению. Это максимизирует энергию, получаемую в процессе сгорания.

Поскольку двигатель с циклом Аткинсона не сжимает столько воздуха, сколько двигатель с циклом Отто аналогичного размера, он имеет более низкую удельную мощность (выходная мощность на единицу массы двигателя).Четырехтактные двигатели с циклом Аткинсона с добавлением турбонагнетателя или нагнетателя для компенсации потери удельной мощности известны как двигатели цикла Миллера .

Хотя двигатель с циклом Отто, модифицированный для работы по циклу Аткинсона, обеспечивает хорошую экономию топлива, он имеет меньшую выходную мощность, чем традиционный двигатель с циклом Отто. Однако мощность двигателя может быть дополнена электродвигателем в периоды, когда требуется больше мощности. Это составляет основу гибридных электромобилей с циклом Аткинсона.Их электродвигатели могут использоваться независимо от двигателя с циклом Аткинсона или в сочетании с ним, чтобы обеспечить наиболее эффективные средства производства желаемой мощности. Toyota, Ford, Chevrolet, Lexus и Mercedes в последние годы производили гибридные электромобили с двигателями цикла Аткинсона. Для получения дополнительной информации см. Анимированный двигатель цикла Аткинсона по адресу http://www.animatedengines.com/atkinson.shtml.

Длина хода двигателя

Ход двигателя — это расстояние, которое поршень проходит внутри цилиндра.Длина хода определяется коленчатым валом. Он может быть указан в дюймах или миллиметрах.

Как это измеряется?

Лучший способ найти длину хода:

1. Определите коленчатый вал.
   1. Марка, модель, номер детали и / или другая информация будет выбита или выгравирована на кривошипе.
2. Посмотрите спецификации в Интернете.
   — ИЛИ —
3. Обратитесь к производителю.

Другой вариант — проверить коленчатый вал в механической мастерской.

Наконец, длину хода можно измерить с помощью набора штангенциркулей и настилочного моста. Этот метод даст вам представление о штрихе. Но это не так точно, как другие методы.

1. Установите суппорт с круговой шкалой (губками вверх) на мостик палубы.
2. С поршнем в ВМТ надеть перемычку на цилиндр.
3. Суппорты с нулевой шкалой на поршневой платформе.
4. Проверните коленчатый вал, пока поршень не достигнет НМТ.
5. Откройте суппорты с круговой шкалой до тех пор, пока стержень глубины не коснется зазора деки поршня.

** Измерение штангенциркуля — это ход. **

Как это влияет на производительность?

Длина хода влияет на топливную экономичность и выходную мощность двигателя. Длина хода также является важным показателем, используемым для расчета рабочего объема двигателя.

Удлиненный ход	Более короткий ход
Увеличивает рабочий объем	Уменьшает смещение
Увеличивает крутящий момент и мощность	Пиковая мощность при более высоких оборотах
Использует больше топлива	Использует меньше топлива
Медленнее до макс. Об / мин	Быстрее до макс. Об / мин
Работает в нижнем диапазоне оборотов

ID ответа 5001 | Опубликовано 25.05.2018 11:14 | Обновлено 12.11.2019 14:46

Четырехтактный двигатель | Автопедия | Fandom

Четырехтактный цикл, используемый в бензиновых двигателях.Правая синяя сторона — это впуск, а левая желтая сторона — выхлоп. Стенка цилиндра представляет собой тонкую гильзу, окруженную охлаждающей водой.

Сегодня в двигателях внутреннего сгорания автомобилей, грузовиков, мотоциклов, самолетов, строительной техники и многих других чаще всего используется четырехтактный цикл . Четыре такта относятся к тактам впуска, сжатия, сгорания (мощность) и выпуска, которые происходят во время двух оборотов коленчатого вала за рабочий цикл бензинового двигателя и дизельного двигателя.Менее техническое описание четырехтактного цикла звучит так: «Всасывай, Сжимай, Взрывай, Удар».

Цикл начинается в верхней мертвой точке (ВМТ), когда поршень находится дальше всего от оси коленчатого вала. Под ходом понимается полный ход поршня от верхней мертвой точки (ВМТ) до нижней мертвой точки (НМТ).

Ход 1 из 4 «Всасывание»: На впуске или впускном ходе хода поршня, поршень опускается от верхней части цилиндра к нижней части цилиндра, уменьшая давление внутри цилиндра.Смесь топлива и воздуха нагнетается атмосферным (или более высоким) давлением в цилиндр через впускной канал. Затем впускной клапан (ы) закрывается.

Ход 2 из 4 «Сжатие»: При закрытых впускных и выпускных клапанах поршень возвращается в верхнюю часть цилиндра, сжимая топливно-воздушную смесь. Это известно как ход сжатия , ход .

Ход 3 из 4 «Взрыв»: Когда поршень находится в верхней мертвой точке или близко к ней, смесь сжатого воздуха и топлива воспламеняется, обычно от свечи зажигания (для бензиновых двигателей или двигателей с циклом Отто) или от тепло и давление сжатия (для дизельного двигателя или двигателя с воспламенением от сжатия).Возникающее при сгорании сжатой топливно-воздушной смеси огромное давление с огромной силой толкает поршень обратно в нижнюю мертвую точку. Это известно как ход мощности , который является основным источником крутящего момента и мощности двигателя.

Ход 4 из 4 «Выдув»: Во время хода на выпуске поршень снова возвращается в верхнюю мертвую точку при открытом выпускном клапане. Это действие удаляет продукты сгорания из цилиндра, проталкивая отработанную топливно-воздушную смесь через выпускной клапан (ы).

расширение и отвод тепла при постоянном объеме.

Основная статья: Октановое число

Мощность двигателя внутреннего сгорания в основном возникает из-за расширения газов в рабочем такте. Сжатие топлива и воздуха в очень маленькое пространство увеличивает эффективность рабочего такта, но увеличение степени сжатия цилиндра также увеличивает нагрев топлива при сжатии смеси (согласно закону Чарльза).

Легковоспламеняющееся топливо с низкой температурой самовоспламенения может загореться до того, как цилиндр достигнет верхней мертвой точки (ВМТ), что может привести к обратному вращению поршня.В качестве альтернативы топливо, которое самовоспламеняется в ВМТ, но до того, как цилиндр начал движение вниз, может повредить поршень и цилиндр из-за чрезмерной тепловой энергии, сконцентрированной в очень маленьком пространстве без какого-либо облегчения. Это повреждение часто называется детонацией двигателя и может привести к необратимому повреждению двигателя, если оно происходит часто.

Октановое число является мерой устойчивости топлива к самовоспламенению за счет повышения температуры, при которой оно будет самовоспламеняться. Топливо с более высоким октановым числом обеспечивает более высокую степень сжатия без риска повреждения из-за самовоспламенения.

Дизельные двигатели работают от самовоспламенения. Они решают проблему повреждения двигателя, раздельно впрыскивая топливо под высоким давлением в цилиндр незадолго до того, как поршень достиг ВМТ. Воздух без топлива можно сжимать до очень высокой степени, не беспокоясь о самовоспламенении, а топливо под высоким давлением в системе впрыска топлива не может воспламениться без присутствия воздуха.

Предел выходной мощности

Четырехтактный цикл
1 = ВМТ
2 = НМТ
c: Впускной
a: Сжатие
d: Мощность
D: Выпуск

Максимальное количество мощности, вырабатываемой двигателем, составляет определяется максимальным количеством всасываемого воздуха.Количество мощности, вырабатываемой поршневым двигателем, зависит от его размера (объема цилиндра), будь то двухтактная или четырехтактная конструкция, объемный КПД, потери, соотношение воздух-топливо, теплотворная способность топлива. , содержание кислорода в воздухе и скорость (об / мин). Скорость в конечном итоге ограничена прочностью материала и смазкой. Клапаны, поршни и шатуны испытывают сильные ускоряющие силы. При высоких оборотах двигателя может произойти физическая поломка и дрожание поршневых колец, что приведет к потере мощности или даже к разрушению двигателя.Флаттер поршневого кольца возникает, когда кольца колеблются вертикально внутри поршневых канавок, в которых они находятся. Флаттер кольца нарушает уплотнение между кольцом и стенкой цилиндра, что приводит к потере давления и мощности в цилиндре. Если двигатель вращается слишком быстро, пружины клапанов не могут действовать достаточно быстро, чтобы закрыть клапаны. Это обычно называют «смещением клапана», и это может привести к контакту поршня с клапаном, серьезно повредив двигатель. На высоких скоростях смазка поверхности раздела стенок поршневого цилиндра имеет тенденцию к разрушению.Это ограничивает скорость поршня промышленных двигателей примерно до 10 м / сек.

Поток впускного / выпускного отверстия

Выходная мощность двигателя зависит от способности впуска (воздушно-топливной смеси) и выхлопных газов быстро перемещаться через отверстия клапана, обычно расположенные в головке блока цилиндров. Для увеличения выходной мощности двигателя неровности впускного и выпускного трактов, такие как дефекты литья, могут быть устранены, а с помощью стенда для измерения расхода воздуха радиусы поворотов порта клапана и конфигурация седла клапана могут быть изменены для уменьшения сопротивление.Этот процесс называется переносом, и его можно выполнить вручную или с помощью станка с ЧПУ.

Нагнетатель

Одним из способов увеличения мощности двигателя является нагнетание большего количества воздуха в цилиндр, чтобы можно было производить больше мощности за каждый рабочий ход. Первоначально это было сделано с использованием типа устройства сжатия воздуха, известного как нагнетатель, который приводится в действие коленчатым валом двигателя.

Нагнетание увеличивает пределы выходной мощности четырехтактного двигателя, но нагнетатель всегда работает.Непрерывное сжатие всасываемого воздуха требует некоторой механической энергии для достижения, поэтому нагнетатель имеет стоимость пониженной топливной эффективности, когда двигатель работает на низких уровнях мощности или когда двигатель просто разгружен и работает на холостом ходу.

Турбонаддув

Турбокомпрессор был разработан как частичный метод сжатия большего количества воздуха в головке блока цилиндров. Он состоит из двухкомпонентной высокоскоростной турбины в сборе, одна сторона которой сжимает всасываемый воздух, а другая сторона приводится в действие за счет выхода выхлопных газов.

На холостом ходу и на низких или средних оборотах турбокомпрессор не включается, и двигатель работает без наддува. Когда требуется гораздо большая выходная мощность, частота вращения двигателя увеличивается до тех пор, пока выхлопные газы не станут достаточными для «раскрутки» турбины турбонагнетателя, чтобы начать сжимать во впускной коллектор гораздо больше воздуха, чем обычно.

Турбонаддув обеспечивает более эффективную работу двигателя на низких и средних оборотах, но существует конструктивное ограничение, известное как турбо-задержка.Увеличенная мощность двигателя доступна не сразу из-за необходимости резко увеличить обороты двигателя для раскрутки турбонагнетателя, прежде чем турбо начнет производить полезное сжатие воздуха.

Передаточное отношение штока и поршня к ходу поршня

Отношение штока к ходу поршня — это отношение длины шатуна к длине хода поршня. Более длинный шток снижает боковое давление поршня на стенку цилиндра и силы напряжения, тем самым увеличивая срок службы двигателя. Это также увеличивает стоимость, высоту и вес двигателя.

«Прямоугольный двигатель» — это двигатель, диаметр цилиндра которого равен длине его хода. Двигатель, у которого диаметр отверстия больше, чем длина его хода, является двигателем с квадратным сечением, и наоборот, двигатель с диаметром отверстия, который меньше его длины хода, является двигателем с квадратом.

Передаточное отношение штока и поршня к ходу поршня

Отношение штока к ходу поршня — это отношение длины шатуна к длине хода поршня. Более длинный шток снижает боковое давление поршня на стенку цилиндра и силы напряжения, тем самым увеличивая срок службы двигателя.Это также увеличивает стоимость, высоту и вес двигателя.

«Прямоугольный двигатель» — это двигатель, диаметр цилиндра которого равен длине его хода. Двигатель, у которого диаметр отверстия больше, чем длина его хода, является двигателем с квадратным сечением, и наоборот, двигатель с диаметром отверстия, который меньше его длины хода, является двигателем с квадратом.

Энергетический баланс

Двигатели

Otto имеют КПД около 35% — другими словами, 35% энергии, генерируемой при сгорании, преобразуется в полезную энергию вращения на выходном валу двигателя, а остальная часть выделяется в виде отработанного тепла.Напротив, шестицилиндровый двигатель может преобразовывать более 50% энергии сгорания в полезную энергию вращения.

Современные двигатели часто намеренно строятся так, чтобы они были немного менее эффективными, чем они могли бы быть в противном случае. Это необходимо для контроля выбросов, таких как рециркуляция выхлопных газов и каталитические нейтрализаторы, которые уменьшают смог и другие атмосферные загрязнители. Снижению эффективности можно противодействовать с помощью блока управления двигателем, использующего методы сжигания обедненной смеси. ^[1]

См. Также

Список литературы

• Харденберг, Хорст О., Средние века двигателя внутреннего сгорания , Общество автомобильных инженеров (SAE), 1999 г.
• scienceworld.wolfram.com/physics/OttoCycle.html

Внешние ссылки

1. ↑ Загрязнение воздуха от автомобилей Асиф Фаиз, Кристофер С. Уивер, Майкл П. Уолш

Stroke Any Engine — How To

Мы стремимся к крутящему моменту, и ничто не помогает ему лучше, чем огромные кубы и большая рука. Поглаживание дает и то, и другое. Распространенные комбинации Chevy 383 и Ford 347 принесли в массы гладильные машины, но в поглаживании может быть больше творчества, чем просто покупка комплекта и его скрепление.Увеличьте ход коленчатого вала, и вы будете иметь дело с такими вещами, как высота сжатия поршня, после чего вы могли бы также рассмотреть более длинные штоки, и пока вы это делаете, почему бы не сделать все возможное с блоком с высокой декой? В этой истории мы расскажем, почему и как все эти аспекты вашей вращающейся сборки, чтобы вы могли понять внутренности вашего нового двигателя ящика большого дюйма, или чтобы вы могли создать свой собственный короткий блок дома. Благодаря сегодняшнему ассортименту послепродажных шатунов, шатунов, поршней и блоков самодельный штрокер, наконец, стал практичным.

Высота деки блока: Это расстояние от центральной линии коленчатого вала до верхней части поверхности деки (обработанной плоской части, к которой болты крепятся головки цилиндров). Чтобы приспособиться к кривошипам с ходом и более длинным шатунам, некоторые блоки двигателя послепродажного обслуживания доступны с высотой платформы, превышающей стандартную; например, стандартная высота палубы Chevy 454 составляет 9 800 дюймов, хотя блоки с высотой палубы 10 200 дюймов обычно доступны в таких компаниях, как World Products. Высота настила блока может быть уменьшена путем фрезерования (или «настила») блока.Ход: общее расстояние, пройденное поршнем при движении от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке. Он определяется диаметром круга, по которому шатунные шейки коленчатого вала проходят при вращении кривошипа. Полный ход можно рассчитать как удвоенное расстояние от центральной линии коленчатого вала до центральной линии одной шейки шатуна. Увеличение хода увеличивает рабочий объем каждого цилиндра и увеличивает рабочий объем двигателя; уменьшение хода уменьшает рабочий объем и уменьшает рабочий объем двигателя.При расчете комбинаций ударов вы часто будете иметь дело с «ходом» кривошипа, который составляет половину хода.

Диаметр цилиндра: Хотя это не совсем относится к теме хода поршня, переточка (увеличение цилиндров) всегда учитывается при создании двигателя. Диаметр цилиндра определяется как диаметр цилиндра; чем больше диаметр отверстия, тем больше объем цилиндра. Диаметр цилиндра и ход поршня — единственные два аспекта двигателя, которые влияют на рабочий объем двигателя в кубических дюймах.

Длина штока: Расстояние между центром отверстия для поршневого пальца (малый конец) и отверстием для шатуна (большой конец) шатуна.Шатуны послепродажного обслуживания доступны в различных длинах, отличных от стандартных. Например, 6-дюймовые стержни — обычная замена оригинальным 5,7-дюймовым стержням 350 Chevy.

Высота сжатия поршня: Расстояние от центра поршневого пальца до верхней части головки поршня, без учета тарелок или куполов на поршне. Более длинный ход и более длинные шатуны требуют меньшей высоты сжатия поршня, чтобы поршень оставался в пределах высоты деки блока цилиндров; меньший ход и короткая длина штока способствует большей высоте сжатия поршня.

Зазор деки поршня: Расстояние от головки поршня (без учета тарелок или куполов) до поверхности деки блока цилиндров. Серийные двигатели часто имеют зазор поршневой деки в диапазоне от 0,050 до 0,010 дюйма под декой или «в отверстии». Производительные двигатели часто обрабатываются так, чтобы иметь нулевой зазор деки, а в некоторых случаях зазор деки положительный или «вне отверстия» на целых 0,010.

Что с этой информацией делать

При рассмотрении хода вашего двигателя первое, что нужно понять, это то, что общая комбинация хода кривошипа (половина хода) плюс длина штока плюс высота сжатия поршня плюс зазор деки поршня должен равняться высоте платформы блока цилиндров.Исключение составляют случаи, когда двигатель имеет положительный зазор деки поршня, и в этом случае зазор деки поршня превышает высоту деки блока. Каждый из перечисленных элементов может быть изменен в зависимости от характеристик двигателя, которые вам нужны. Вот как.

Первым шагом обычно является определение того, каким будет ход кривошипа, и, поскольку приоритетом этой истории является максимальный крутящий момент, мы сосредоточимся на достижении максимально возможного хода. Это будет определяться пространством картера, имеющимся в блоке двигателя, поскольку длинный ход может вызвать столкновение противовесов кривошипа с нижней частью цилиндров или направляющими масляного поддона.Блоки цилиндров послепродажного обслуживания с более широкими направляющими и дополнительными гребешками коленчатого вала могут быть решением, хотя в некоторых случаях тщательная шлифовка может предоставить вам необходимое пространство. Например, блок 350 Chevy с ходом штока 3,480 дюйма обычно может соответствовать ходу 3,800 с небольшим шлифованием. Отливка небольших блоков вторичного рынка, такая как Dart Iron Eagle, имеет раздвижные направляющие (требующие уникального масляного поддона), чтобы соответствовать ходу до 4,125. Другая проблема с более длинными ходами во многих двигателях V-образной конфигурации — это столкновение шатунов с распределительным валом, особенно с шатунами с громоздким концом, такими как алюминиевые шатуны.Многие стальные стержни вторичного рынка имеют низкие профили или заточенные болты стержня для зазора, либо кулачок с малым основанием круга (доступен у большинства производителей для двигателей, где это необходимо) может быть решением. Для экстремальных ходовых двигателей доступны некоторые блоки цилиндров послепродажного обслуживания с приподнятыми положениями распредвала для обеспечения зазора коленвала. Стандартная высота кулачка Small Chevy с 4,521 дюйма может быть увеличена до 4,912 дюйма; Для этих блоков доступны более длинные цепи привода ГРМ и более короткие толкатели.

Регулировка высоты сжатия

После выбора хода кривошипа необходимо определить комбинацию длины штока и высоты сжатия поршня.Если вы собираетесь использовать шатуны стандартной длины, поршневой палец должен быть поднят (то есть высота сжатия уменьшена) на ту же величину, что и половина увеличения хода. Используя общий пример, рассмотрим 383 Chevy с ходом 3,750, оригинальными 5,7-дюймовыми штоками, высотой блока 9,025 и целевой высотой сжатия поршня 0,025 дюйма ниже деки. Вот как можно определить необходимую высоту сжатия поршня.

Высота деки — (ход / 2 + длина штока + зазор деки поршня) = высота сжатия

9.025 — (3,75 / 2 + 5,7 + 0,025) = 1,425

Следовательно, для этой комбинации 383 требуется высота сжатия поршня 1,425 (очень часто). Обратите внимание, что обычно используемая высота сжатия штатива 350 составляет 1,560; новая высота 1,425 подняла поршневой палец на 0,135 дюйма, что ровно вдвое меньше, если ход поршня увеличился с 3,48 до 3,75 дюйма. В результате положение поршня в ВМТ идентично тому, что было до увеличения хода.

Эту же формулу можно использовать, если вы решите использовать шатуны, которые длиннее штатных.В этом случае поршневой палец должен быть поднят на ту же величину, что и увеличение длины штока. Например, если вы использовали 383, описанный выше, но заменили его на штоки 6.000 дюймов, высота сжатия поршня должна быть на 0,300 дюйма меньше, потому что штоки 6.000 дюймов на 0,300 дюйма длиннее, чем штоки 5,700 дюймов. Это означает, что высота сжатия будет уменьшена с 1,425 (для стержней 5,700 дюймов) до 1,125 (для стержней 6,000 дюймов). Вы можете получить тот же ответ, используя формулу выше. В любом случае, вы можете видеть, что либо более длинный ход, либо более длинные штоки, либо и то, и другое требует уменьшения высоты сжатия поршня.

Другой сценарий заключается в том, что вы знаете желаемый ход, высоту деки и высоту сжатия стандартных поршней, которые вы хотите использовать. В этом случае вам нужно найти самые длинные удилища, которые вам подойдут. Вот как.

Предположим, у вас есть блок World Products Motown с высотой колоды 9,025 дюйма. Вы будете использовать большой ход в 4.000 дюймов, и хотя блок можно просверлить до 4.200, вы собираетесь использовать 4.165, так что вам не нужны нестандартные поршни. (Модель 4.165×4.000 дает 436 кубических сантиметров). В каталоге JE говорится, что обычные поршни диаметром 4,165 дюйма доступны с высотой сжатия 1,000, 1,062, 1,100, 1,125 и 1,425 дюйма. Обычные шатуны от Eagle или Scat имеют диаметр 5,700, 6,000, 6,125 или 6,200 дюймов.

Во-первых, определите, сколько места у вас есть в пределах высоты палубы блока для комбинации штока и поршня; для этого вычтите половину хода из высоты настила блока. В данном случае это 9,025 дюйма минус 2 дюйма, что равно 7.025 дюймов. Следовательно, сложив высоту сжатия поршня и длину штока, вы узнаете, какой зазор деки поршня вы получите. Вот формула:

(высота деки — ход / 2) — (высота сжатия поршня + длина штока) = зазор деки

(9,025 — 4/2) — (1 + 6) = 0,025

В этом случае Единственный выбор — это 6.000-дюймовые штоки и поршни с высотой сжатия 1 дюйм. Любая другая комбинация создает зазор деки поршня, который либо слишком мал (слишком далеко в отверстии), либо слишком велик (слишком далеко от отверстия).В других случаях не забывайте, что блок можно фрезеровать, чтобы уменьшить зазор деки поршня до приемлемой величины — количество, которое можно фрезеровать, полностью зависит от используемого блока.

Использование высоты деки в ваших интересах

В приведенном выше сценарии максимальная длина штока и высота сжатия поршня ограничивались высотой деки блока. Именно поэтому блоки с высокой декой доступны на вторичном рынке для применений Chevy и Mopar. GM имеет алюминиевый малый блок с калибром 9.Колода 525 (на полдюйма выше приклада), а высота Dart — 9,325. С высотой деки 9,325 в нашем примере комбинации диаметр цилиндра / ход поршня 4,165×4,00 можно использовать более длинные шатуны и поршни 6,200 с большей высотой сжатия 1,125 для зазора деки поршня 0,000. Делать математику. Это весело.

Mix and Match: До сих пор мы использовали очень распространенные примеры для простоты, но самое интересное — это поиск комбо-строкеров для необычных двигателей. Заточив коленчатый вал со смещением (это описано на иллюстрации в другом месте этой статьи), вы можете увеличить ход любого двигателя.Вы также можете обработать шейки шатунов по размеру таковых в более распространенном двигателе, чтобы вы могли получить шатуны на вторичном рынке, и, возможно, более распространенный стержень также можно сузить, чтобы он соответствовал вашей шатуне, если это необходимо. Нестандартные поршни могут быть изготовлены практически для чего угодно.

Высота сжатия по сравнению с пакетом колец: В приведенных выше описаниях мы не рассматривали практичность очень малой высоты сжатия поршня. Когда эта спецификация становится всего лишь 1 дюйм, часто требуются узкие поршневые кольца или кольцевые кнопки над поршневым пальцем.Также может потребоваться, чтобы кольца располагались ближе к верхней части поршня, чем вам может потребоваться при использовании закиси азота или при длительном использовании. Короткая высота поршня означает меньший вес, что хорошо, но также может снизить необходимую надежность. Иногда разумнее пойти на компромисс с меньшим ходом или более короткими стержнями.

Зазор между поршнем и кривошипом: В некоторых случаях с длинным ходом, короткими шатунами и большой высотой сжатия поршня юбки поршня могут задевать противовесы кривошипа. Юбку можно обрезать по размеру, но вы также можете переосмыслить комбинацию.Зазор между поршнем и головкой: при определении зазора деки поршня не забывайте расстояние от купола поршня до головки блока цилиндров, указанное производителем шатуна.

Передаточное число шатунов: Передаточное число шатуна — это длина шатуна, деленная на ход, и это индикатор углового положения штока, наблюдаемого в двигателе. Более длинные стержни имеют более высокое передаточное число (1,6: 1 и выше) и меньшую угловатость, чем низкие передаточные числа (1,4: 1), наблюдаемые в приложениях со сверхдлинным ходом. Влияние передаточного числа удилищ на производительность — тема гораздо более глубокая, чем можно охватить, даже если мы потратили на попытки весь журнал.