В каких единицах измеряется степень сжатия поршневых двс: Как рассчитать компрессию. Как рассчитать степень сжатия двигателя? На что влияет степень сжатия двигателя

Как рассчитать компрессию. Как рассчитать степень сжатия двигателя? На что влияет степень сжатия двигателя

После того как мы определились со степенью сжатия перед нами стоит вопрос как правильно добиться нужной нам степени сжатия. Для начала нужно рассчитать на сколько необходимо увеличить камеру сгорания. Это не сложно. Формула для вычисления степени сжатия имеет следующий вид:
Ɛ=(VP+VB)/VB
Где Ɛ— степень сжатия
VP — рабочий объём
VB — объём камеры сгорания

Преобразовав уравнение можно получить формулу для вычисления камеры сгорания при известной степени сжатия.
VB=VP1/Ɛ
Где VP1 — объём одного цилиндра

По этой формуле вычисляем объём имеющейся камеры сгорания и вычитаем из него объём желаемой (вычисленный по той же формуле), полученная разница и есть интересующее на значение на которое и нужно увеличить камеру сгорания.

Существуют разнообразнве способы увеличения камеры сгорания но далеко не все из них верные. Камера сгорания современного автомобиля спроектирована таким образом, что при достижении поршнем ВМТ топливо воздушная смесь вытесняется к центру камеры сгорания.

Это пожалуй самая действенная разработка препятствующая детонации.

Самостоятельная доработка камеры в ГБЦ под силу далеко не многим. Это обусловлено тем, что вопервых вы можите нарушить спроектированную форму камеры, так же при доработке могут «вскрыться» стенки т.к. не известна их толщина. Так же не рекомендуется «расжимать мотор» толстыми прокладками т.к. Это нарушит процессы вытеснения в камере сгорания. Наиболее простым и правельным способом считается установка новых поршней в которых задан необходимый объём камеры. Для турбо-двигателя сферическая форма считается наиболее эффективной. Лучше использовать для этих целей специально разработанные и изготовленные поршни. Возможен вариант самостоятельной доработки стоковых поршней. Но сдесь нужно учесть что толщина дна поршня не должна быть меньше 6% от диаметра.

Степень сжатия в турбо двигателе

Одной из самых важных и пожалуй самой сложной задачей при проектировании турбодвигателя является принятие решения о степени сжатия.

Этот параметр влияет на большое количество факторов в общей характеристике автомобиля. Мощность, экономичность, приёмистость, детонационная стойкость (параметр от которого сильно зависит эксплуатационная надёжность двигателя в целом), все эти факторы в значительной степени определяются степенью сжатия. Также это влияет на расход топлива и состав отработавших газов. В теории, степень сжатия для турбо-мотора рассчитать не составляет большого труда.

Сначала разберём понятие «Сжатие» или «Геометрическая степень сжатия». Оно представляет собой отношение полного объёма цилиндра (рабочий объём плюс пространство сжатия, остающееся над поршнем при положении в верхней мёртвой точки (ВМТ)), к чистому пространству сжатия. Формула имеет следующий вид: Ɛ=(VP+VB)/VB

Где Ɛ— степень сжатия
VP — рабочий объём
VB — объём камеры сгорания

Не нужно забывать о существенных расхождениях между геометрической и фактической степенью сжатия даже на атмосферных моторах. В турбодвигателях к этим же процессам добавляется и предварительно сжатая компрессором смесь. На сколько фактически от этого увеличиться степень сжатия, видно из следующей формулы:
Ɛeff=Egeom*k√(PL/PO)
Где Ɛeff — эффективное сжатие
Ɛgeom — геометрическая степень сжатия
Ɛ=(VP+VB)/VB, PL — Давление наддува (абсолютное значение),
PO — давление окружающей среды,
k — адиабатическая экспонента (числовое значение 1,4)

Эта упрощённая формула будет справедлива при условии, что температура в конце процесса сжатия для двигателей с наддувом и без наддува достигает одинакового значения. Иными словами, чем выше давление наддува, тем меньше возможное геометрическое сжатие. Итак, согласно нашей формуле для атмосферного двигателя со степенью сжатия 10:1 при давлении наддува 0.3 бара степень сжатия следует уменьшить до 8.3:1, при давлении 0.8 бара до 6.6:1. Но, слава богу, это теория. Все современные двигатели с турбонаддувом работают не с такими через мерно низкими значениями. Правильная степень сжатия для работы определяется сложными термодинамическими вычислениями и всесторонними испытаниями.

Всё это из области высоких технологий и сложных расчётов, но много тюнинговых моторов собрано на основе некоторого опыта, как собственного, так и взятого за пример, от известных автомобильных производителей. Эти правила будут справедливы в большинстве случаев.

Есть несколько важных факторов влияющих на расчёт степени сжатия и их нужно принимать во внимание при проектировании. Я перечислю наиболее важные. Конечно, это желаемый наддув, октановое число топлива, форма камеры сгорания, эффективность промежуточного охладителя, и, безусловно те мероприятия которые вы в состоянии провести по снижению температурной напряжённости в камере сгорания. Углом опережения зажигания (УОЗ) так же можно частично компенсировать возросшие нагрузки. Но это темы для отдельной разговора, и мы безусловно затронем их позже в следующих статьях.

Характеризуется рядом величин. Одна из них – степень сжатия двигателя. Важно не путать ее с компрессией – значением максимального давления в цилиндре мотора.

Что такое степень сжатия

Данная степень – это соотношение объема цилиндра двигателя к объему камеры сгорания. Иначе можно сказать, что значение компрессии – отношение объема свободного места над поршнем, когда тот находится в нижней мертвой точке, к аналогичному объему при нахождении поршня в верхней точке.

Выше упоминалось, что компрессия и степень сжатия – не синонимы. Различие касается и обозначений, если компрессию измеряют в атмосферах, степень сжатия записывается как некоторое отношение, например, 11:1, 10:1, и так далее. Поэтому нельзя точно сказать, в чем измеряют степень сжатия в двигателе – это «безразмерный» параметр, зависящий от других характеристик ДВС.

Условно степень сжатия можно описать также как разницу между давлением в камере при подаче смеси (или дизтоплива в случае с дизельными двигателями) и при воспламенении порции горючего. Данный показатель зависит от модели и типа двигателя и обусловлен его конструкцией. Степень сжатия может быть:

• высокой;
• низкой.

Расчет сжатия

Рассмотрим, как узнать степень сжатия двигателя.

Она вычисляется по формуле:

Здесь Vр означает рабочий объем отдельного цилиндра, а Vс – значение объема камеры сгорания. Формула показывает важность значения объема камеры: если его, например, снизить, то параметр сжатия станет больше. То же произойдет и в случае увеличения объема цилиндра.

Чтобы узнать рабочий объем, нужно знать диаметр цилиндра и ход поршня. Вычисляется показатель по формуле:

Здесь D – диаметр, а S – ход поршня.

Иллюстрация:

Поскольку камера сгорания имеет сложную форму, ее объем обычно измеряется методом заливания в нее жидкости. Узнав, сколько воды поместилось в камеру, можно определить и ее объем. Для определения удобно использовать именно воду из-за удельного веса в 1 грамм на куб. см – сколько залилось грамм, столько и «кубиков» в цилиндре.

Альтернативный способ, как определить степень сжатия двигателя – обратиться к документации на него.

На что влияет степень сжатия

Важно понимать, на что влияет степень сжатия двигателя: от нее прямо зависит компрессия и мощность. Если сделать сжатие больше, силовой агрегат получит больший КПД, поскольку уменьшится удельный расход горючего.

Степень сжатия бензинового двигателя определяет, горючее с каким октановым числом он будет потреблять. Если топливо низкооктановое, это приведет к неприятному явлению детонации, а слишком высокое октановое число вызовет нехватку мощности – двигатель с малой компрессией просто не сможет обеспечивать нужное сжатие.

Таблица основных соотношений степеней сжатия и рекомендуемых топлив для бензиновых ДВС:

Сжатие	Бензин
До 10	92
10.5-12	95
От 12	98

Интересно: бензиновые турбированные двигатели функционируют на горючем с большим октановым числом, чем аналогичные ДВС без наддува, поэтому их степень сжатия выше.

Еще больше она у дизелей. Поскольку в дизельных ДВС развиваются высокие давления, данный параметр у них также будет выше. Оптимальная степень сжатия дизельного двигателя находится в пределах от 18:1 до 22:1, в зависимости от агрегата.

Изменение коэффициента сжатия

Зачем менять степень?

На практике такая необходимость возникает нечасто. Менять сжатие может понадобиться:

• при желании форсировать двигатель;
• если нужно приспособить силовой агрегат под работу на нестандартном для него бензине, с отличающимся от рекомендованного октановым числом. Так поступали, например, советские автовладельцы, поскольку комплектов для переоборудования машины на газ в продаже не встречалось, но желание сэкономить на бензине имелось;
• после неудачного ремонта, чтобы устранить последствия некорректного вмешательства. Это может быть тепловая деформация ГБЦ, после которой нужна фрезеровка. После того, как повысили степень сжатия двигателя снятием слоя металла, работа на изначально предназначенном для него бензине становится невозможной.

Иногда меняют степень сжатия при конвертации автомобилей для езды на метановом топливе. У метана октановое число – 120, что требует повышать сжатие для ряда бензиновых автомобилей, и понижать – для дизелей (СЖ находится в пределах 12-14).

Перевод дизеля на метан влияет на мощность и ведет к некоторой потере таковой, что можно компенсировать турбонаддувом. Турбированный двигатель требует дополнительного снижения степени сжатия. Может потребоваться доработка электрики и датчиков, замена форсунок дизельного мотора на свечи зажигания, новый комплект цилиндро-поршневой группы.

Форсирование двигателя

Чтобы снимать больше мощности или получить возможность ездить на более дешевых сортах топлива, ДВС можно форсировать путем изменения объема камеры сгорания.

Для получения дополнительной мощности двигатель следует форсировать, увеличивая степень сжатия.

Важно: заметный прирост по мощности будет лишь на том двигателе, который штатно работает с более низкой степенью сжатия. Так, например, если ДВС с показателем 9:1 тюнингован до 10:1, он выдаст больше дополнительных «лошадей», чем двигатель со стоковым параметром 12:1, форсированный до 13:1.

Возможные следующие методы, как увеличить степень сжатия двигателя:

• установка тонкой прокладки ГБЦ и доработка головки блока;
• расточка цилиндров.

Под доработкой ГБЦ подразумевают фрезеровку ее нижней части, соприкасающейся с самим блоком. ГБЦ становится короче, благодаря чему уменьшается объем камеры сгорания и растет степень сжатия. То же происходит и при монтаже более тонкой прокладки.

Важно: эти манипуляции могут также потребовать установки новых поршней с увеличенными клапанными выемками, поскольку в ряде случаев возникает риск встречи поршня и клапанов. В обязательном порядке настраиваются заново фазы газораспределения.

Расточка БЦ также ведет к установке новых поршней под соответствующий диаметр. В результате растет рабочий объем и становится больше степень сжатия.

Дефорсирование под низкооктановое топливо

Такая операция проводится, когда вопрос мощности вторичен, а основная задача – приспособить двигатель под другое горючее. Это делается путем снижения степени сжимания, что позволяет двигателю работать на малооктановом бензине без детонации. Кроме того, налицо и определенная финансовая экономия на стоимости горючего.

Интересно: подобное решение нередко используется для карбюраторных двигателей старых машин. Для современных инжекторных ДВС с электронным управлением дефорсирование крайне не рекомендуется.

Основной способ, как уменьшить степень сжатия двигателя – сделать прокладку ГБЦ более толстой. Для этого берут две стандартные прокладки, между которыми делают алюминиевую прокладку-вставку. В результате растет объем камеры сгорания и высота ГБЦ.

Некоторые интересные факты

Метанольные двигатели гоночных машин имеют сжатие более 15:1. Для сравнения, стандартных карбюраторный двигатель, потребляющий неэтилированный бензин, имеет сжатие максимум 1. 1:1.

Из серийных образцов моторов на бензине со сжатием 14:1 на рынке присутствуют образцы от Mazda (серия Skyactiv-G), ставящиеся, например, на CX-5. Но их фактическая СЖ находится в пределах 12, поскольку в данных моторах задействован так называемый «цикл Аткинсона», когда смесь сжимается в 12 раз после позднего закрытия клапанов. Эффективность таких двигателей измеряется не по сжатию, а по степени расширения.

В середине XX века в мировом двигателестроении, особенно в США, наблюдалась тенденция к увеличению степени сжатия. Так, к 70-м основная масса образцов американского автопрома имела СЖ от 11 до 13:1. Но штатная работа таких ДВС требовала использования высокооктанового бензина, который в то время умели получать только процессом этилирования – добавлением тетраэтилсвинца, высокотоксичного компонента. Когда в 1970-х годах появились новые экологические стандарты, этилирование стали запрещать, и это привело к обратной тенденции – снижению СЖ в серийных образцах двигателей.

Современные двигатели имеют систему автоматической регуляции угла зажигания, которая позволяет ДВС работать на «неродном» топливе – например, 92 вместо 95, и наоборот. Система управления УОЗ помогает избежать детонации и других неприятных явлений. Если же ее нет, то, например, залив высокооктановый бензин двигатель, не рассчитанный на такое горючее, можно потерять в мощности и даже залить свечи, поскольку зажигание будет поздним. Ситуацию можно поправить ручным выставлением УОЗ по инструкции к конкретной модели автомобиля.

Формула для его вычисления выглядит так: Vр = (π*D2/4)* S. Объем камеры сгорания из-за ее сложной формы обычно не вычисляют, а измеряют. Сделать это можно залив в нее жидкость. Определить объем, поместившийся в камеру жидкости, можно при помощи мерной посуды или весов. Для взвешивания удобно использовать воду, так как ее удельный вес 1г на см3. Значит, ее вес в граммах покажет и объем в куб. см. Влияние коэффициента сжатия на характеристики мотора Исходные данные Октановое число топлива, используемого для бензиновых двигателей с различной степенью сжатия.

403 — доступ запрещён

Инфо

Оставшееся значение теперь представляет собой объем, который должна иметь полость в головке для получения нужной нам степени сжатия.

Чтобы было более понятно, рассмотрим следующий пример. Предположим, что нам нужно иметь степень сжатия 10/1, а литраж двигателя равен 1000 см3 и он имеет четыре цилиндра. Важно

СR = (V = C)/C, где V — рабочий объем одного цилиндра, а С — полный объем камеры сгорания.

Поскольку мы знаем, что V (рабочий объем цилиндра) = 1000 см3 /4 = 250 см3 и знаем требуемую степень сжатия, поэтому преобразуем уравнение, чтобы получить полный объем камеры сгорания С. Внимание

В результате вы получите следующее уравнение: С = V/(CR-1).

Подставим в него указанные значения С = 250/(10 – 1) = 27,7 см3.

Таким образом полный объем камеры сгорания равен 27,7 см3.

Из этого значения вы вычитаете все составляющие объема камеры сгорания, которые не находятся в головке.

Как рассчитать степень сжатия двигателя?

• 7,0–7,5 октановое число 72–76.
• 7,5–8,5 октановое число 76–85.
• 5,5–7 октановое число 66–72.
• 10:1 октановое число 92.
• От 10,5 до 12,5 октановое число 95.
• От 12 до 14,5 октановое число 98.

Для чего бывает нужно изменить коэффициент сжатия Необходимость изменения этого параметра ДВС возникает довольно редко. Можно перечислить всего несколько причин, побуждающих сделать такое.

1. Форсирование двигателя.
2. Желание приспособить мотор для работы на бензине с другим октановым числом.

   Было время, когда газовое оборудование для авто не встречалось в продаже. Не было и газа на заправках. Поэтому советские автовладельцы часто переделывали двигатели для работы на более дешевом низкооктановом бензине.

3. Неудачный ремонт мотора, для ликвидации последствий которого требуется корректировка коэффициента сжатия.

Степень сжатия двс

Так, компрессия ДВС, имеющего степень сжатия 10:1, должна быть не более 15,8 кг/см2. Сказать, что такое степень сжатия, можно и иначе. Это отношение объема над поршнем, находящимся в нижней мертвой точке к объему камеры сгорания. Камерой сгорания называется пространство над поршнем, достигшим верхней мертвой точки.

Расчет коэффициента сжатия Вычислить степень сжатия ДВС можно, если выполнить расчет по формуле ξ = (Vр + Vс)/ Vс; где Vр – рабочий объем цилиндра, Vс – объем камеры сгорания.

Из формулы видно, что степень сжатия можно сделать больше, уменьшив, объем камеры сгорания.

Или увеличив, рабочий объем цилиндра, не изменяя камеры сгорания.

Vр намного больше чем Vс. Поэтому можно считать, что ξ прямо пропорционален рабочему объему и находится в обратной зависимости от объема камеры сгорания.

403 таф access is denied

Из-за неадиабатичности сжатия в двигателе внутреннего сгорания (теплообмен со стенками, утечки части газа через неплотности, присутствия в нём бензина) сжатие газа считают политропным с показателем политропы n=1,2.

При ε {\displaystyle \varepsilon } =10 компрессия в лучшем случае должна быть 101,2=15,8 Детонация в двигателе — изохорный самоускоряющийся процесс перехода горения топливо-воздушной смеси в детонационный взрыв без совершения работы с переходом энергии сгорания топлива в температуру и давление газов.

Фронт пламени распространяется со скоростью взрыва, то есть превышает скорость распространения звука в данной среде и приводит к сильным ударным нагрузкам на детали цилиндро-поршневой и кривошипно-шатунной групп и вызывает тем самым усиленный износ этих деталей.

Высокая температура газов приводит к прогоранию днища поршней и обгоранию клапанов.

Как рассчитать степень сжатия

Заливать жидкость следует до тех пор, пока ее уровень не дойдет до края прокладки. Если все отверстия круглые, то можно легко рассчитать объем между верхней поверхностью поршня и верхней частью блока. Это можно сделать с помощью указанной выше формулы, но при этом D будет равняться диам. отверстия цилиндра в мм, а L расстоянию от верхнего днища поршня до верхней части блока опять в мм.

На каких-то стадиях бывает необходимо определить, сколько нужно снять металла с торцевой поверхности головки цилиндров, чтобы получить требуемую степень сжатия.

Из полученного значения вы вычитаете объем, равный толщине прокладки, объем в блоке над поршнем, когда он находится в ВМТ и, если используется поршень с вогнутым днищем, объем выемки.

Вычисляем степень сжатия двс по компрессии

Это нарушит процессы вытеснения в камере сгорания. Наиболее простым и правельным способом считается установка новых поршней в которых задан необходимый объём камеры.

Для турбо-двигателя сферическая форма считается наиболее эффективной.

Лучше использовать для этих целей специально разработанные и изготовленные поршни. Возможен вариант самостоятельной доработки стоковых поршней.

Но сдесь нужно учесть что толщина дна поршня не должна быть меньше 6% от диаметра.

Степень сжатия в турбо двигателе Одной из самых важных и пожалуй самой сложной задачей при проектировании турбодвигателя является принятие решения о степени сжатия.

Этот параметр влияет на большое количество факторов в общей характеристике автомобиля.

alfa-urist.ru

Как определить степень сжатия двигателя

Степень сжатия двигателя (CR — compression ratio) определяется как отношение внутреннего объема цилиндра над поршнем, находящимся в нижней мертвой точке, к внутреннему объему цилиндра над поршнем, находящимся в верхней мертвой точке. При ремонте двигателя по стандартной технологии повторной сборки выполняются следующие операции механической обработки:

1. Цилиндры растачиваются под больший диаметр и в двигатель ставятся ремонтные поршни увеличенного размера. Растачивание цилиндров приводит к увеличению рабочего объема и степени сжатия, поскольку объем цилиндра при этом увеличивается а объем камеры сгорания остается неизменным, в результате чего количество сжимаемой топливно-воздушной смеси возрастает.
2. Опорные поверхности блока цилиндров заново шлифуются. Эта операции механической обработки называется шлифовка плиты блока цилиндров и приводит к росту степени сжатия, поскольку после нее головка блока цилиндров опускается ниже к днищам поршней.
3. Повторно шлифуется нижняя плоскость головки(ок) блока цилиндров, что также приводит к росту степени сжатия. Вот с такими казалось бы простыми полезными советами вы и сможете измерить степень сжатия.

Чтобы сохранить степень сжатия двигателя на уровне паспортного значения, установленного для серийного двигателя, на большинстве ремонтных предприятий используют ремонтные поршни, которые короче стандартных на величину в пределах от 0,015 дюйма до 0,020 дюйма. Вот так измеряется степень сжатия двигателя в авто.

Для вычисления точного значения степени сжатия необходимо точно измерить диаметр цилиндра, ход поршня и объем камеры сгорания.

Какую степень сжатия имеет, например, восьми-цилиндровый V-образный двигатель автомобиля Chevrolet объемом 350 куб. дюймов, после того, как в его конструкцию было внесено единственное изменение — вместо головок блока цилиндров с объемом камеры сгорания 74 см были установлены новые, с объемом камеры сгорания 62 см?

• диаметр цилиндра равен 4,000 дюйма, ход поршня равен 3,480 дюйма, число цилиндров равно 8,
• объем камеры сгорания до замены головок CV = = 74 см3 = 4,52 куб. дюйма,
• объем камеры сгорания после замены головок CV = = 62 см3 = 3,78 куб. дюйма.
• GV = диаметр цилиндра х диаметр цилиндра х 0,7854 х х толщина сжатой прокладки = 4,000 дюйма х х 4,000 дюйма х 0,7854 х 0,020 дюйма = 0,87 куб. дюйма.

Чтобы не усложнять расчет, а просто показать, какое влияние оказывает изменение объема камеры его сгорания, полагаем, что поршни имеют плоские днища и зазор от днища поршня, находящегося в ВМТ, до плиты блока цилиндров равен нулю.

Достаточно было всего лишь измениться объему камеры сгорания — с 74 см3 до 62 см3, как степень сжатия возросла с 9,1:1 до 10,4:1. Поскольку для современного бензина степень сжатия 10,4:1, как правило, не рекомендуется, такая модернизация допустима только для гоночных двигателей, которые будут работать на дорогом горючем или горючем с использованием специальных присадок. Надеемся мы вам помогли разобраться и вы теперь знаете как определяется степень сжатия двигателя в вашем автомобиле.

sovetprost.ru

Что такое компрессия и степень сжатия двигателя?

Почти каждый автовладелец знаком с таким понятием, как компрессия двигателя. Но не многие знают, что существует так же определение степени сжатия. Автомобилисты могут впадать в заблуждение, что у этих двух понятий есть общие моменты, но не стоит думать, что это так. Сегодня мы расскажем вам чем же отличаются данные процессы.

Компрессия и предпосылки низкого давления

Компрессия

Что же такое компрессия применительно к двигателю? Итак, компрессией называется наивысшая степень давления, которое возникает в цилиндре в конце механизма сжатия. В основном данная сила измеряется в количестве атмосфер. Величина необходимого давления внутри цилиндров зависит в первую очередь от объёма двигателя.

Предпосылки низкого давления

Давление, как непостоянная величина, очень сильно зависит от того, на какой стадии износа находится двигатель. Чем более изношен мотор, тем более низким будет давление в цилиндрах. Вот три основные причины понижения давления вследствие износа:

• Поршневая система сильно изношена. Это характеризуется появлением на её элементах микроцарапин и выбоин. Одной из причин является использование горючего ненадлежащего качества, когда частицы осадка, оставшегося от сгорания топлива, вредят стенкам цилиндра и поршню
• Уплотнительные кольца может заклинить. Происходит это по всё той же причине: плохому качеству топлива. От нагара уплотнительные кольца и пазы поршня склеиваются между собой, что приводит к отсутствию нужной степени разжимания во время нагрева, что в свою очередь ведёт к снижению давления
• Поршневая система, как и любая другая система автомобиля, с течением времени изнашивается. В процессе износа от конструкции отделяются небольшие металлические частицы. Следствием служит потеря давления, а так же иные проблемы с двигателем

Как увеличить компрессию?

В первую очередь необходимо понять истинную причину уменьшения давления. Итак, если износилась поршневая система автомобиля, что соответственно, характеризуется уменьшением плотности прилегания деталей между собой, то способ решения этой проблемы — покупка нужной присадки для наращивания недостающей толщины металла. Что в свою очередь повысит компрессию. Применяйте этот метод, когда вы абсолютно уверены, что проблема в этом. Вы так же можете узнать точно о должной степени компрессии для вашего двигателя в технических характеристиках автомобиля.

Если же причина в заклинивании поршневых колец, то последовательность ваших действий может быть следующей: выкрутите свечи, залейте в отверстия по сто грамм масла и оставьте машину примерно на час. Масло способно размягчить нагар, который выведется в процессе последующей эксплуатации автомобиля. Если после всех этих действий вы не увидели каких-либо перемен к лучшему, то отправляйтесь в ближайший СТО для профессиональной диагностики.

Степень сжатия

Мы выяснили, что компрессией называется максима давления внутри цилиндров, и остаётся только дать определение сжатию. Так вот, степень сжатия — это соотношение между объёмом всего цилиндра и объёмом камеры сгорания. Степень сжатия является постоянной величиной, которая является уникальной для каждой марки автомобиля. Нет резона брать в сравнение компрессию и степень сжатия, поскольку у последней нет даже единиц измерения.

Если вы знаете, какую степень сжатия имеет двигатель, то можете без труда вычислить компрессию. Просто умножьте цифру степени сжатия на 1,4 атмосферы. Для определения степени сжатия проделайте следующее:

• Проведите измерение рабочего объёма цилиндра. Это можно сделать разделив его общий литраж на количество цилиндров
• Измерьте размеры камеры сгорания. При этом поршню необходимо быть в верхнем положении. Далее вы можете применить шприц с машинным маслом. Зафиксируйте, сколько масла было вылито, и получите нужные данные
• Поделите два полученных выше результата между собой, чтобы вычислить степень сжатия

Вывод из всего вышеизложенного будет однозначным: компрессия не равнозначна степени сжатия и сравнивать эти параметры не имеет смысла.

После того как это будет сделано, вы можете добавить объем, равный толщине прокладки. Если прокладка имеет круглое отверстие, то этот объем проще всего можно определить с помощью следующей формулы: Vcc = [(p D2 * L)/4] / 1,000, где V = объем, p = 3,142, D = диам. отверстия в прокладке в мм, L = толщина прокладки в зажатом состоянии в мм. Если отверстие в прокладке некруглое, как это имеет место во многих случаях, то мы можем измерить нужный объем, воспользовавшись бюреткой. Для этого обжатую прокладку приклейте к листу стекла с помощью герметика, предназначенного для прокладок головок цилиндров, затем поместите стекло на горизонтальную поверхность и заполните отверстие в прокладке жидкостью с помощью бюретки. Старайтесь это делать так, чтобы жидкость не выливалась из отверстия или покрывала полностью всю поверхность прокладки, поскольку в этом случае замеры будут неправильными.

Степень сжатия двс

На практике же конструкция большинства двигателей позволяет реализовать потенциал топлива с более высоким октановым числом без ущерба для ресурса.
Вопрос номер два: почему при использовании бензина с большим октановым числом на свечах образуется нагар? Первая причина является следствием того, что в России высокачественное топливо удается найти далеко не на каждой бензозаправке.

Внимание

Также причиной может служить угол опережения зажигания.

Если в вашем двигателе нет системы, которая автоматически регулирует угол зажигания, то залив высокооктановое топливо можно опять же загадить свечи и потерять часть мощности.
Как упоминалось выше, высокооктановое топливо горит медленнее, а следовательно для правильного и полного сгорания смеси ее поджиг должен осуществляться раньше.
Автомобильные двигатели – разновидность тепловых машин, которые подчиняются законам термодинамики.
Еще в 1-й половине XIX в.

403 — доступ запрещён

Инфо

При подаче топливовоздушной смеси под избыточным давлением, реальная компрессия в цилиндрах оказывается слишком высокой – даже при умеренной геометрической степени сжатия.

Чем больше октановое число бензина, тем выше допустимая (по условиям детонации) степень сжатия, тем эффективнее работает мотор.
Исключительно высокую степень сжатия допускает в роли горючего газ – нефтяной или природный.
Без наддува 13-14 не вопрос, с компрессором – 10-11.
Водород тоже отличается стойкостью против детонации.

Важно

И еще спирт – метиловый или этиловый: потрясающие антидетонационные качества.

Вдобавок у спирта высокая теплота испарения; испаряясь, он сильно охлаждает топливовоздушную смесь (а заодно и поверхность камеры сгорания).
Холодная смесь плотнее, и в цилиндр ее – по весу – входит заметно больше; реальный коэффициент наполнения оказывается выше. Крутящий момент, мощность больше.

Как рассчитать степень сжатия двигателя?

В любом отрегулированном двигателе одним из параметров, который без всякого сомнения следует изменить и обычно в сторону повышения, является степень сжатия. Поскольку повышение степени сжатия увеличивает отдаваемую эффективную мощность двигателя, поэтому желательно иметь степень сжатия как можно более высокой в определенных пределах.

Верхний предел всегда определяется в зависимости от точки, в которой возникает детонация.

Поскольку детонация может очень быстро разрушить двигатель, поэтому будет лучше, если мы будем точно знать, какая степень сжатия есть или будет, чтобы можно было выдерживать разумное соотношение.

Степень сжатия определяется c помощью следующей формулы (V + C)/C = CR, где V это рабочий объем цилиндра, а С это объем камеры сгорания.

Определить рабочий объем или емкость одного цилиндра можно просто.

403 таф access is denied

О том, какая компрессия должна быть у модели вашего двигателя, можно прочитать в его технической документации.

Исходя из этого, следует делать определенные выводы касательно возможных причин поломки.

Что касается заклинивания или «закоксованности» поршневых колец, то здесь используются иные методы. Можно сказать, что даже старые, но весьма эффективные. Увеличить компрессию в таком случае достаточно просто. Необходимо отвинтить свечи, залить в каждое отверстие около 100 грамм моторного масла и подождать около часа.
Чистое масло размягчит накопленную гарь, и при следующем запуске двигателя она попросту выработается. Если вы знаете, какая должна быть компрессия двигателя вашего авто, то можно сравнить её с показателями после проведения этой процедуры, измерив величину манометром.

Степень сжатия и компрессия двигателя: подробное описание

Урвоень компрессии зависит от износа поршневой системы Поскольку проблема износа цилиндро-поршневой группы двигателя связана с неплотным прилеганием деталей друг к другу, решить эту проблему можно инновационными способами.

На рынке можно найти большое разнообразие различных присадок, с помощью которых можно нарастить на изношенный участок металла необходимую толщину, которой вполне хватит для увеличения компрессии. Кроме того, некоторые материалы, из которых изготовлены такие присадки, способны удерживать в себе моторное масло, благодаря чему давление увеличивается еще больше. Однако такой метод следует использовать лишь тогда, когда вы точно уверены в причине неисправности.

К примеру, использование присадок при залегании поршневых колец никак не повлияет на ситуацию или же вовсе её усугубит.

Поэтому крайне важно провести тщательную диагностику перед ремонтом.

Расчёт компрессии по степени сжатия

Так, компрессия ДВС, имеющего степень сжатия 10:1, должна быть не более 15,8 кг/см2.

Сказать, что такое степень сжатия, можно и иначе. Это отношение объема над поршнем, находящимся в нижней мертвой точке к объему камеры сгорания. Камерой сгорания называется пространство над поршнем, достигшим верхней мертвой точки. Расчет коэффициента сжатия Вычислить степень сжатия ДВС можно, если выполнить расчет по формуле ξ = (Vр + Vс)/ Vс; где Vр – рабочий объем цилиндра, Vс – объем камеры сгорания. Из формулы видно, что степень сжатия можно сделать больше, уменьшив, объем камеры сгорания. Или увеличив, рабочий объем цилиндра, не изменяя камеры сгорания.

Vр намного больше чем Vс. Поэтому можно считать, что ξ прямо пропорционален рабочему объему и находится в обратной зависимости от объема камеры сгорания.

Расчет степени сжатия

В разделе Прочие Авто-темы на вопрос зависит ли компрессия от степени сжатия??? заданный автором сергей зайцев лучший ответ это Степень сжатия это именно степень, т. е. отношение двух объёмов.

Она измеряется в безразмерных единицах, ну, например, если степень сжатия равна 12, то объём камеры сгорания в 12 раз меньше полного объёма цилиндра.

Компрессия это немножко другое. Компрессия это давление. В идеальном случае, если принять, что воздух при сжатии не нагревается и никуда не выходит, то компрессия должна быть равна степени сжатия. Т. е.

Степень сжатия двигателей: величина, измерение, повышение мощности

К примеру, фрезеровка головки блока после слишком сильной тепловой деформации. Когда выровнять сопрягаемую с блоком цилиндров поверхность удается ценой снятия слоя металла чрезмерно большой толщины.

От этого значение коэффициента увеличивается столь сильно, что работа на бензине, для которого был рассчитан мотор, становится невозможной.Как можно изменить показатель сжатия Методы увеличения:

• Расточка цилиндров и установка поршней большего размера.
• Уменьшение объема камер сгорания.

  Выполняется за счет удаления слоя металла со стороны плоскости сопряжения головки с блоком.

  Эту операцию из-за мягкости алюминия лучше делать на фрезерном или на строгальном станке.

Как рассчитать степень сжатия

Поскольку любая составляющая поршневой системы имеет временной предел своей эксплуатации, рано или поздно наступает усталость металла, в результате которой от деталей начинают откалываться мелкие частицы, способные привести не только к потере давления, но и к серьезной поломке двигателя в целом.Методы увеличения компрессии Пожалуй, прежде чем задаваться вопросом, как увеличить компрессию двигателя, следует определить первопричину падения давления в цилиндре, и только после этого приступить к устранению неисправности.

На сегодняшний день существует несколько способов решения этой проблемы, которые применяются в зависимости от того или иного случая.

Начнем с самой распространенной причины снижения компрессии – с износа поршневой системы.

String(10) «error stat» string(10) «error stat»

Одним из главнейших технических показателей автомобильного мотора является коэффициент сжатия. Он показывает соотношение разницы между объёмом свободного участка над цилиндровым поршнем и под ним в крайних его положениях.

Что такое степень сжатия двигателя

Условно величину сжатия представляют и как соотношение давлений в устройстве при подаче горючего и взрыве смеси. Конкретно эта степень обусловлена конструкцией автомобильного двигателя, и может быть высокой или низкой.

Перед непосредственным процессом воспламенения горючей смеси, поршни сжимают топливо до определённого объёма. Инженеры способны варьировать этот показатель, рассчитывая его ещё на стадии проектирования. Узнав количественное соотношение данной величины к объёму камеры сгорания, можно делать различные выводы.

На бензиновых силовых установках показатель сжатия достигает максимум 12 единиц. Чем выше здесь степень сжатия двигателя или ССД, тем больше удельная мощность мотора. Однако при сильном увеличении данного показателя снижается ресурс агрегата, особенно при заправке низкосортным бензином. На дизельных моторах, ввиду их технических отличий, она может варьироваться от 14 до 18 единиц.

В бензиновые двигатели с увеличенной до 12 единиц степенью сжатия нельзя лить ничего, кроме АИ-98 Премиум. Очевидно, что это существенно удорожает расходы на топливо.

На что она влияет

ССД непосредственно определяет объём работы, произведённой ДВС. Чем изначально выше рассчитана степень сжатия, тем продуктивнее будет воспламенение. Пропорционально увеличится и отдача мотора. Вспомним, как разработчики в 90-е годы старались повышать этот показатель, полностью не модернизируя двигатель. Таким способом они конкурировали между собой, делая агрегаты мощнее, и не затрачивая при этом много средств. Но что самое интересное — моторы в этом случае не потребляли больше горючего, а даже становились экономнее.

Однако всему есть предел, и как было сказано выше, чересчур высокий коэффициент приводит к снижению ресурса ДВС. Почему это происходит? Дело в том, что при значительном сжатии топливная смесь начинает самопроизвольно детонировать, взрываться. Особенно это затрагивает агрегаты на бензине, поэтому здесь данный коэффициент имеет строгое ограничение.

Помните, что применение низкооктанового топлива становится причиной детонации на агрегатах с повышенной ССД. И наоборот, высокооктановое горючее может не позволять двигателю полностью раскрываться, если будет использовано в агрегатах с низким коэффициентом сжатия. По этой причине оба параметра должны соответствовать. Подробнее в таблице ниже.

Отличие степени сжатия от компрессии

Степень сжатия двигателя не является компрессией . Они полностью различаются, хотя многие их путают. Коэффициент, о котором идёт речь в статье, не раскрывает значение оптимального давления ТВС перед возгоранием. Измеряется ССД лишь относительно, в соотношении к единице объёма камеры.

Под компрессией принято понимать предельное значение сжатия, образуемого в камере сгорания , на конечном этапе давления горючей смеси. Данная величина априори не может быть относительной, поэтому её измеряют в абсолютных значениях — атм, кг/см2, бар.

Степень сжатия и компрессия неразрывно связаны, но не идентичны. Показатель компрессии зависит не только от сжатия. На него оказывает влияние температура ДВС, наличие зазоров в приводных клапанах, состав топлива и многое другое.

Расчет коэффициента сжатия

Ввиду того, что желательно увеличивать степень сжатия до определённого значения, необходимо уметь рассчитывать этот показатель. К тому же это даст возможность избежать детонационных моментов, разрушающих силовой агрегат изнутри в процессе форсирования.

Таким образом, необходимость в измерении этого показателя требуется в таких случаях, как:

• форсировка мотора;
• подгонка под топливо с другим АИ или для метанового топлива с октановым числом 120;
• послеремонтная корректировка.

Турбированные моторы

На турбомоторах расчёт коэффициента сжатия отличается. Это объясняется наличием наддува воздуха. Поэтому в этом случае величину, полученную в ходе вычислений, умножают на показатель турбокомпрессора.

Кроме того, при вычислении степени сжатия турбированных моторов учитывается не только давление наддува, но и показатель эффективного сжатия, климатические изменения и многое другое. В данном случае процесс значительно усложняется по сравнению с измерениями на атмосферном двигателе.

Пример подсчета

Вот как выглядит общепринятая расчётная формула для автомобильного ДВС: «ССД = (РО+ОКС)/ОКС». Степень сжатия здесь отмечена как «ССД», рабочий объём цилиндра — «РО», а объём камеры сгорания — «ОКС».

Для расчёта «РО» нужно в первую очередь разложить единый объём двигателя или литраж на количество используемых цилиндров. К примеру, литраж мотора «четвёрки» — 1997 см3. Для определения ёмкости одного цилиндра, надо 1997 разделить на 4. Получится около 499 см3.

Для вычисления параметра «ОКС» специалисты пользуются проградуированной в см3 трубкой или пипеткой. Под камерой подразумевается место, где непосредственно происходит возгорание горючего. Камеру заправляют, а затем измеряют объём с помощью жидкостной бюретки. Если нет градуированной трубочки, можно жидкость выкачать с помощью шприца, а затем измерить в мерной посуде или на весах. В этом случае желательно для расчёта использовать не бензин или солярку, а чистую воду, так как её удельный вес более соотносим к объёму в см3.

Внимание! Для точного измерения «ОКС» дополнительно приплюсовывается объём толщины прокладки ГБЦ, учитывается форма днища поршней и другие особенности. Поэтому расчёт этой величины рекомендуется доверить специалистам.

Как увеличить степень сжатия двигателя

Если необходимо увеличить данный показатель, используют несколько способов:

• расточка блока и установка поршней с большим диаметром;
• уменьшение объёма камеры сгорания путём удаления слоя металла в месте соединения ГБЦ .

Нельзя забывать, что в некоторых случаях потребуется инсталляция модернизированных поршней. Это делается, чтобы исключить такое нежелательное последствие, как встреча поршней с клапанами. В частности, на элементах увеличивают выемки клапанов. Также в обязательном порядке корректируются заново фазы газораспределения.

Интересно, что лучше всех раскрыли потенциал степени сжатия ДВС японские производители. В то время как европейские автокомпании пошли путём усовершенствования гибридных моторов, японцам удалось увеличить ССД до 14 единиц и на бензиновых силовых агрегатах, применив изменяемую величину. Но как это возможно без детонационных моментов? Всё оказалось просто. Оказывается, нужно охладить камеру, где происходит возгорание. Тогда можно будет без опасения сжимать смесь. И вовсе не обязательно для этого использовать прохладный воздух: достаточно модернизировать систему выпуска.

Приём, давно известный ещё по гоночным движкам. Выпускные каналы меняются согласно схеме 4-2-1. Порции выхлопных газов здесь не мешаются, поочерёдно вылетают в трубу. Благодаря такой чёткой системе выхлопа, улучшается продувка цилиндров, где остаётся меньше горячих газов.

Секрет японской формулы, согласно которой можно без опаски сжимать горючую смесь, имеет строго математическое соотношение. Так, если процент выхлопа снизить в 2 раза, ССД можно поднимать на 3 единицы, но не больше. Если же при этом ещё и охлаждать воздух, поступающий в цилиндры, можно приплюсовать ещё одну единицу.

Однако для реализации данного метода нужно будет еще модернизировать газообмен, раскошелившись на фазовращатели обоих распредвалов. Вдобавок потребуется доработать некоторые моменты. К примеру, изменить длину поршневого хода посредством компьютерного вмешательства.

Применяется система изменяемого коэффициента на многих японских движках, например, для Inflniti. Способность автоматически менять этот показатель сжатия в зависимости от нагрузки позволяет значительно повышать КПД мотора, особенно турбированного. Каждая порция смеси сгорает при оптимальном на данный момент работы сжатии. Так, если нагрузки на мотор незначительные и смесь обеднённая, включается максимальное сжатие. И наоборот, в нагруженном режиме задействуется минимальная степень, так как бензина впрыскивается много и возможна детонация.

Таким образом, передовая система изменения ССД позволяет вдвое уменьшать литраж мотора, сохраняя при этом мощность и динамические характеристики.

Курс на увеличение степени сжатия двигателя наблюдался и в середине 20 века в США. Основная масса американских двигателей, выпущенных в 70-е годы, находилась в пределах 11-13 единиц. Но работали они только на очень качественном, высокооктановом топливе, получаемом путём этилирования. После того как этилирование запретили, в серийных образцах ДВС наблюдалось снижение показателя сжатия.

Важно знать, что прирост мощности будет наиболее заметен на двигателях, штатно работающих на низкой степени сжатия. Например, моторы с показателем 8 единиц, доведённые до 10, выдадут больше мощности, чем агрегаты со стоковым параметром 11 единиц, форсированные до 12.

Дефорсирование ДВС: для чего нужно и как осуществить

Иногда бывает необходимо уменьшить показатель сжатия. В этом случае устанавливается дополнительная металлическая прокладка ГБЦ . Можно использовать две прокладки вместо одной, тем самым утолщая промежуток — объём камеры растёт за счёт высоты головки блока. Более сложный способ подразумевает укорочение поршня — удаление верхнего слоя на токарном станке.

Дефорсирование двигателя, как правило, процедура вынужденная. В том числе это делается для снижения налоговых выплат или в целях увеличения ресурса агрегата. Как известно, моторы с низкой степенью сжатия дольше работают, меньше подвержены износу. Однако любой такой процесс усложняется законом, чтобы недобросовестные владельцы искусственно не занижали технические данные.

Что касается снижения показателя сжатия на турбированных моторах, то здесь потребуется модернизация системы электрики с датчиками, всей поршневой группы и форсунок, если это дизельный агрегат.

В отдельных случаях дефорсированию предпочитают свап, когда менее мощный контрактный мотор устанавливают вместо штатного.

Таблица: зависимость степени сжатия от октанового числа

Таблица: популярные двигатели и показатель сжатия

Если у вас возникли вопросы — оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

Компрессия на дизельном двигателе легкового автомобиля

Снижение компрессии в ДСВ

После осмотра и диагностики мы установили, что в некоторых или во всех цилиндрах двигателя занижено или отсутствует давление сжатия. Если его снижение незначительно и укладывается в характеристики, рекомендованные изготовителем, мы можем продолжать эксплуатацию транспортного средства, но следует постепенно готовиться к ремонту силового агрегата. Если же показатели критичны, то вполне очевидно, что такая силовая установка не может эксплуатироваться и подлежит срочному ремонту.

В условиях гаража (самостоятельно) можно устранить только одну причину – появление нагара и коксования в компрессионных кольцах с последующим их залеганием. В остальных случаях требуется разборка мотора с дефектацией и заменой узлов.

Раскоксовка компрессионных колец

По рекомендации специалистов, перед раскоксовкой необходимо залить в каждый из проблемных цилиндров 7-9 см3 моторного масла, затем повторить замер давления сжатия. «Если ситуация с компрессионным давлением улучшилась, то кольца возможно раскоксовать. В противном случае следует искать другую возможность и обращаться к нам», – говорят сотрудники СТО.

Снятие нагара и кокса с поршневых колец не во всех случаях помогает восстановить желаемое давление. Но использовать этот метод стоит, поскольку он требует минимальных экономических затрат и небольшой потери времени.

Для удаления кокса и нагара с деталей ЦПГ следует:

• Приобрести в специализированном магазине оригинальную жидкость-очиститель;
• Выкрутить свечи зажигания у бензиновых и свечи накаливания у дизельных двигателей. Залить по 35-50 грамм очистителя в каждое отверстие;
• Не вкручивая свечи оставить автомобиль примерно на 12 часов в гараже;
• Движок нужно прокрутить при помощи стартера;
• Свечи проверяются, очищаются и монтируются на штатное место;
• Заводим и прогреваем автомобиль;
• На свободной трассе необходимо разогнать транспортное средство и проехать на повышенных оборотах 25-35 км

По приезду желательно повторить замеры. Если ничего не изменилось, значит процесс раскоксовки не привел к ожидаемым результатам. И следует готовиться к большому ремонту.

Также следует отметить, что некоторые автолюбители, стремясь избежать дорогостоящего ремонта, используют всевозможные присадки для восстановления деталей. По сути, в состав этих присадок входят те же компоненты, что и в средства для раскоксовки, но стоимость этих средств, по понятным причинам, гораздо выше.

Действительно оригинальные присадки содержат в своем составе ревитализанты металла – вещества, способные формировать защитный слой на поверхности сопрягаемых узлов.

Такой подход может значительно усложнить ремонт и увеличить стоимость и без того довольно дорогих комплектующих.

Предотвращение снижения давления сжатия

В этой статье мы постарались раскрыть тему, почему в двигателе нет компрессии, и как можно попытаться решить данную проблему. Поскольку еще не придуман мотор, который будет работать вечно, все его узлы со временем изнашиваются. Но увеличить время безаварийной и безремонтной эксплуатации техники вполне по силам.

Если автомобиль бесперебойно проработал отведенное заводом изготовителем количество часов, то его эксплуатация была правильной, и причиной неисправности стало время.

Но падение компрессии и преждевременный износ деталей, на «свежих» двигателях только на совести их владельцев.

Что необходимо предпринимать, чтобы увеличить надежность узлов автомобиля.

• Следить за качеством топлива, поскольку его загрязненность является основной причиной коксообразования в компрессионных поршневых кольцах с последующим залеганием колец.
• Использование не оригинального и не рекомендованного изготовителями моторного масла. Это приводит к усиленному износу пары гильза – поршневые кольца, поскольку кольца движутся по масляному клину, а его разрыв ведет к возникновению сухого трения.
• Перегрев ведет к выгоранию прокладки ГБЦ и к более серьезным последствиям, вплоть до разрушения двигателя. Поэтому необходим постоянный контроль над температурой охлаждения.
• Работа на высоких оборотах может привести к прогоранию выпускных клапанов. Поэтому следует рекомендовать более спокойное вождение.

Следуя этим несложным правилам, можно значительно увеличить срок службы силового агрегата автомобиля.

Как все работает

У дизельного мотора при такте сжатия, когда поршень движется к ВМТ, объем в цилиндре быстро сокращается. В этот момент в камере сгорания находиться только воздух, он-то и сжимается, данный процесс называется тактом сжатия.

При подходе поршня к ВМТ, воздух сжимается на указанную в документации степень сжатия, в камеру сгорания под давлением подается топливо.

Смесь из топлива и воздуха из-за воздействия на нее высокого давления воспламеняется, значительно увеличивая давление внутри камеры, поршень в этот момент проходит ВМТ.

Образовавшееся в результате сгорания топливовоздушной смеси высокое давление начинает давить на днище поршня, заставляя его двигаться к НМТ.

Посредством шатуна поступательное движение поршня преобразовывается во вращательное движение колен. вала.

В данном случае давление, возникшее в результате воспламенения смеси, заставляет двигаться поршень к НМТ называется рабочим ходом. Рабочий ход является одним из тактов работы цилиндро-поршневой группы.

При такте сжатия как раз и важна степень сжатия. Чем она выше, тем более легче воспламениться горючая смесь и в более полной мере она сгорит, обеспечив большее давление.

При хорошем показателе степени сжатия дизельный мотор будет обеспечивать больший выход мощности при меньшем количестве сгораемого топлива.

Сейчас
читают
6 эффективных способов откачки лишнего масла из двигателя

905

Угорание масла в двигателе или как уменьшить «масложор» мотора

8.2k

Больше по теме — Разная компрессия в цилиндрах, что делать, последствия.

Однако у дизельных силовых установок не зря имеется диапазон степени сжатия, за который выходить не рекомендуется.

Степень сжатия меньше 18:1 приводит к снижению мощностного показателя установки, при этом потребление топлива увеличивается.

Но и чрезмерная степень сжатия у мотора тоже сказывается нехорошо на двигателе, особенно дизельном. За счет увеличенных нагрузок, которые испытывают цилиндропоршневая группа, их ресурс очень быстро сокращается.

Увеличение сверх нормы степени сжатия может привести к прогоранию поршня, изгибу шатуна.

В некоторых случаях увеличение данного показателя приводит к взрыву силовой установки без возможности последующего восстановления.

ВАЖНО ЗНАТЬ: Степень сжатия у водородных двигателей значительно больше.

Почему полученные данные могут отличаться от паспортных данных

Полученная при измерении компрессии информация, как правило, отличается от цифр, заявленных изготовителем автомобиля в технических документах. Расхождение в значениях обусловлено износом поршневой группы, возникающем при регулярной эксплуатации автомобиля. С увеличением износа элементов компрессия в цилиндрах силового агрегата уменьшается.

Несомненно, при небольших отклонениях от заявленных изготовителем цифр, автовладелец может продолжать пользоваться транспортным средством, без ремонта поршневой группы. Допустимым считается расхождение до десяти процентов. При увеличении разрыва показателей комплектующие мотора считаются сильно изношенными.

Рейтинг лучших дизельных двигателей

Изучив рейтинги крупных автосалонов мира, можно прийти к выводу, что лучшие дизельные движки легковых авто это уже не уменьшенные копии агрегатов грузовиков, а полноценный продукт. Чего только стоит прочный двигатель 1.9 TDI от всем известного концерна Volkswagen.

Он выходит в различных модификациях, не конфликтует с местным топливом, а в хороших руках пробегает около 500 тысяч километров. Конечно, многое зависит от правильного техобслуживания и условий эксплуатации, но все равно данная модель заслуживает внимания.

Не обойдем внимание и новенькие авто серии Passat. На них сейчас устанавливают движки комплектации BlueMotion

Инженеры потрудились на славу, им удалось уменьшить расход топлива притом что мощность не изменилась и варьируется от 90 до 120 (л. с.).

Теперь он тратит всего лишь 3.3 л. на 100 км. Этого они добились благодаря обновлению турбины и поднятию давления в камерах сгорания

А еще они стали намного меньше загрязнять окружающую среду, что в условиях нынешнего времени немаловажно

Также не можем обойти своим внимание моторы фирмы Mercedes и Nissan — это двигатели самые надежные, чуть ниже в нашем рейтинге расположим моторы Subaru. Но хорошие дизели есть не только у японцев и немцев, к примеру, у американцев есть неплохой мотор от компании Ford

На следующую ступень поставим Opel. На этом и остановимся, поскольку на движки рено слишком много жалоб, а двигатели ВАЗ заслуживают отдельного разговора о них.

Немного о геометрии

Нередко даже опытные знатоки и механики путают определение компрессии и фактической степени сжатия, но только на самом деле это совершенно разные вещи и следует во всем этом подробно разобраться.

Что касательно степени сжатия, то эта величина относительна и не имеет какой-то строго определенной единицы измерения. Дело в том, что этот показатель включает в себя две характеристики, то есть объем каждого цилиндра и непосредственно камеры сгорания. Он может показать, в какой пропорции будет уменьшаться объем и давление топливной смеси или газов в момент, когда поршень будет подниматься вверх.

Если обратить внимание на характеристики современных двигателей, то чаще всего производители указывают их степень сжатия. Данная характеристика наглядно говорит о совершенстве конструкции, а также уровне форсирования

Степень сжатия, а также показатель компрессии неразрывно связаны между собой. Несложно понять, что степень сжатия будет большей, если компрессия не ниже, чем должна быть норма. О том, какая она должна быть у того или иного мотора, можно узнать из его технических характеристик. Никаких сложностей бы не возникало, если бы во время работы силового агрегата не присутствовали нагрев смеси, изменение давления масла и другие факторы.

Что такое компрессия в двигателе?

Компрессия это не что иное, как максимальная величина давления воздуха или воздушно-топливной смеси после сжатия в цилиндре поршнем. Компрессию не следует приравнивать к степени сжатия двигателя. В отличие от компрессии эта величина всегда будет являться постоянной для конкретного двигателя.

Как правило, измеряется она в атмосферах. Для того чтобы в цилиндре дизельного двигателя произошло воспламенение горючей смеси, необходимо очень высокое давление. Также для дизельных моторов этот показатель более важен, чем для бензиновых двигателей.

Итак, дизельный двигатель.

Один из самых неоспоримых преимуществ дизельного двигателя является меньший расход топлива, примерно на 20-30% ниже, чем у бензинового. Степень сжатия воздуха в дизеле она равна 20 единицам, тогда как в бензиновом двигателе достигается не более 10 единиц. Еще одно из немаловажных преимуществ современного двигателя на дизельном топливе является его более высокая экологичность. К тому же дизельное топливо испаряется менее интенсивно, чем бензин, что уменьшает вероятность возгорания. При идентичном объеме двигателя максимальная мощность больше у бензинового, однако, крутящий момент гораздо ниже, чем у дизельного собрата.

Существенный минус дизеля, который беспокоит большинство автолюбителей – это сложность технического обслуживания и ремонта. Найти автосервис, готовый взяться за работу с более тонким механизмом дизеля, довольно сложно. К тому же промежуток между техническим обслуживанием у автомобиля на дизеле гораздо ниже, а цена на него выше. Этот недостаток может стать серьезным препятствием при выборе дизельного двигателя, но только в случае, если автомобиль вам нужен для кратковременного пользования и недалеких переездов. Дизель прекрасно показывает себя и окупает в случаях, если вы планируете долго владеть автомобилем или вам требуется надежный «железный конь» в дальних разъездах. Еще один минус дизельного топлива – это низкая морозостойкость. Обычная солярка на морозе быстро густеет и автомобиль отказывается заводиться. Если вы живете в регионе, где нередки минусовые температуры, вам придется запасаться специальной «зимней» соляркой или точно знать на каких заправках ее можно будет найти зимой. Также, если продолжить тему морозов, недостатком дизельного двигателя можно назвать медленное прогревание.

Норма компрессии в цилиндрах дизельного двигателя

В зависимости от мощности силового агрегата, типа конструкции его камеры сгорания и системы впрыска, норма компрессии может быть разной. Ее необходимо искать в техническом описании каждой конкретной марки. Ниже указаны стандартные показатели соотношения температуры запуска и компрессии, при котором возможен пуск дизельного двигателя любого типа:

• Менее 18 кг/см² – запуск двигателя невозможен даже с принудительным подогревом системы;
• 22-24 кг/см² – пуск возможен только на горячем агрегате, после падения температуры ниже 0° С гарантирован отказ запуска со стартера;
• 24-26 кг/см² – запускается при температуре воздуха – 10° С;
• 26-28 кг/см² – максимальная температура запуска – 15° С;
• 28-32 кг/см² – возможен холодный пуск до – 25° С;
• 32-36 кг/см² – возможен холодный пуск до – 30° С;
• 36-40 кг/см² – возможен холодный пуск до – 40° С.

Эти нормы компрессии применяют только при исправности всех остальных систем, отвечающих за работу мотора: подача топлива (топливный насос высокого давления), 100% заряд аккумуляторной батареи, исправные узлы ГРМ. Современные типы дизелей с раздельной камерой сгорания и системой впрыска топливной смеси «Common Rail» имеют лучшие результаты: на каждый показатель компрессии в среднем будет плюс пять температурных значений. Так же погрешность увеличивается с количеством цилиндров в агрегате и типом компоновки: V-образные на 6 и 8 цилиндров имеют большее преимущество перед обычными рядными четырёхцилиндровыми.

Важно:

Коэффициент заполнения камеры сгорания воздухом при максимальной степени сжатия и достаточном давлении (компрессии) создают рабочую температуру воспламенения топливной смеси.

Алгоритм замера давления в цилиндрах

Проверять компрессию необходимо после тщательного прогрева движка. При проведении замеров давления в поршнях используется прибор под названием компрессометр, имеющий специальную шкалу манометра для вывода информации и резьбу, рассчитанную на вкручивание вместо свечей накаливания или форсунок.

Последовательность действий состоит в выполнении следующих операций:

1. Снятие свечи накаливания или форсунки с одного из цилиндров.
2. Установка измерительного прибора на место снятой свечи или форсунки.
3. Проворачивание коленчатого вала при помощи стартера.
4. Фиксирование полученного результата.
5. Замер давления в остальных цилиндрах производится подобными действиями.
6. Сверка полученных результатов.
7. Добавление 50 мл масла в каждый поршень при помощи медицинского шприца.
8. Прокручивание мотора при снятых свечах при помощи стартера.
9. Новый замер компрессии.
10. Возрастание данного показателя свидетельствует о проблемах, возникших в поршневой группе.
11. Если давление осталось неизменным, то необходимо производить ремонт и регулировку в клапанном механизме.

Для получения реальных результатов при проведении контрольных замеров необходимо обеспечить необходимое количество оборотов коленчатого вала, равное 200–250 оборотов в минуту.

Четвертый такт — выпуск.

Поршень перемещается от НМТ к ВМТ. Через открытый выпускной клапан отработавшие газы выталкиваются через выпускной трубопровод в окружающую среду. В конце такта выпуска давление газов равно 0,11 -0,12 МПа, температура 850—1200. После этого рабочий цикл дизеля повторяется. В двухтактных двигателях время, отводимое на рабочий цикл, используется более полно, так как процессы выпуска и впуска совмещены по времени с процессами сжатия и рабочего хода. Рабочий цикл происходит за 360 градусов (один оборот коленчатого вала).

При движении поршня от ВМТ к НМТ одновременно происходят процессы расширения и выпуска с продувкой цилиндра, а при обратном движении от НМТ к ВМ1 впуск и сжатие. Изменения параметров цикла (давление и температура) соответствуют изменениям параметров четырехтактного двигателя. Сравнение рабочих циклов четырех- , двухтактных двигателей показывает, что при одинаковых размерах цилиндра и частоте вращения коленчатого вала мощность двухтактных двигателей выше в 1.5—1,7 раза. Он проще по конструкции и компактнее. К недостаткам двухтактного двигателя следует отнести ограниченное время газообмена, что ухудшает очистку цилиндра от отработавших газов, увеличивает потери части свежею заряда, снижает экономичность.

Производим оценку полученных результатов

После окончания всех замеров анализируем показания по цилиндрам. Если разброс по цилиндрам до показателя в 1 атмосферу, тогда неисправность двигателя с компрессией не связана. Проблему стоит искать в системах впрыска, зажигания, топливоподачи и т.д. Показатель разброса чуть более 1 атмосферы укажет на то, что ЦПГ изнашивается неравномерно, но состояние приемлемое.

Приблизительный показатель компрессии должен быть равен показателю степени сжатия, который умножается на 1,3. Величины степени сжатия для конкретного двигателя находятся в техническом руководстве ТС, инструкции или руководстве по ремонту.

Для бензиновых ДВС, которые рассчитаны на 76-й или 80-й бензин, компрессия на горячем двигателе должна быть не ниже 9,5-10 атмосфер (с учетом исправной цилиндропоршневой группы). Необходимый показатель для современных моторов (бензин марки АИ-92 и выше) составляет 11-14 атмосфер с допустимым разбросом по цилиндрам до 1 атмосферы. Дизельный двигатель подразумевает компрессию от 28 (для старых поколений дизельных ДВС) до 45 атмосфер (современный дизель) с разбросом по цилиндрам до 3 атмосфер.

Показатель компрессии высчитывается приблизительно, так как зависит от температуры ДВС во время замеров, вязкости моторного масла, состояния аккумулятора и других. Стоит учитывать и погрешность показаний компрессометра, которая в отдельных случаях составляет около 3 атмосфер.

За основу нужно брать сравнение показаний по цилиндрам. Ошибочно полагать, что только заниженный показатель компрессии четко укажет на неисправность. Бывает, что в неисправном цилиндре наблюдается избыточное проникновение масла. Лишнее масло увеличивает компрессию, тем самым маскируя неисправность. В таком случае нужно внимательно анализировать состояние свечей двигателя. Если имеются следы масляного нагара при допустимой компрессии, тогда причиной попадания масла может оказаться сломанное маслосъёмное кольцо, износ втулки (направляющей) клапана и т.д

Как завести дизель с низкой компрессией

Также масло можно заливать и через форсуночные отверстия, но демонтаж дизельных форсунок сложнее, требует больше навыков и времени. По окончании заливки масла во все цилиндры мотор нужно провернуть в ручном режиме. Достаточно сделать пару оборотов, за которые на стенках цилиндров образуется равномерная масляная пленка. После этого мотор с выкрученными свечами накала необходимо снова провернуть на два или три оборота, но уже стартером.
Данная операция позволит удалить излишки масла из цилиндров агрегата и избежать так называемого гидроклина, который может возникнуть после закручивания свечей. Наиболее частой причиной потери компрессии выступает неисправность поршневых колец. Самостоятельная заливка масла позволяет существенно поднять компрессию в момент первого запуска до оптимальных параметров, что и приводит к уверенному пуску мотора.

Защитные и восстановительные присадки для двигателя: принцип действия. В каких случаях используются присадки в масло, чего ожидать после использования.

Особенности и порядок самостоятельного измерения точной компрессии дизеля и бензинового двигателя. Компрессиия «на холодную» и «горячую», неисправности.

Низкая комрессия в цилиднрах двигателя: главные причины. Как поднять компрессию в двигателе без ремонта мотора, доступные способы. Советы и рекомендации.

Как самому определить прогар клапана двигателя. Основные симптомы погоревшего клапана, точное выяснение причин троения мотора. Диагностика, полезные советы.

Когда необходимо производить замену поршневых колец. Как устанавливать кольца на поршень при замене своими руками. Ресурс, колец, притирка и обкатка.

Влияние степени сжатия на мощность и другие характеристики мотора. Тюнинг и увеличение степени сжатия, а также понижение параметра в отдельных случаях.

Источник

Советы профи: присадка для компрессии двигателя, пользоваться или нет

Несомненно, специальные присадки способны увеличить компрессию силового агрегата, поскольку имеют массу положительных комплексных свойств. Однако, нужно понимать, что не стоит ожидать от присадок существенного эффекта, если двигатель сильно изношен. Кстати, среди автовладельцев встречается ряд отрицательных отзывов после применения. В любом случае, выбор за вами.

Какие детали нужно смазывать?

Цепь — самая подвижная деталь бензопилы, которая изнашивается, постоянно соприкасаясь с шиной и звездочкой. Смазка помогает уменьшить трение между узлами, снижает температуру и предотвращает быстрый износ деталей. В подвижные участки пилы смазка подается автоматически из специального бачка.

Смазывать обязательно также поршни и картер мотора. Смазочные материалы попадают в него вместе с горючим.

Для цепи подойдет густое масло с высокой степенью сцепления с поверхностью, для мотора — специальное машинное.

Измерение компрессии на дизельном двигателе

Компрессию дизеля измеряют в том случае, если дизельный двигатель стал плохо или «горячую» без других явных причин. Замер компрессии дизельного мотора осуществляют после исключения неисправностей системы топливоподачи, стартера, АКБ, свечей накаливания и других элементов.

Дизельный мотор в исправном состоянии имеет компрессию приблизительно 30 кг/кв. см. Дизель относительно нормально заводится при показателе компрессии до 24 кг/кв. см. Замер компрессии дизельного двигателя осуществляют через свечные колодцы свечей накаливания. Вторым способом замерить компрессию дизельного двигателя становится решение открутить топливные форсунки. Для замера компрессии дизеля необходимо иметь компрессометр (особый манометр) и выполнить следующие рекомендации:

1. Прогреть дизельный мотор до рабочей температуры, так как на холодном ДВС рабочая топливно-воздушная смесь не имеет свойств к расширению от нагревания. Результатом станет заниженная компрессия дизеля при замере «на холодную».
2. Дроссельную заслонку необходимо полностью открыть, отпустив управление дросселем до максимума. Открытие дроссельной заслонки позволит камере сгорания двигателя в ВМТ хода поршня заполниться рабочей смесью до конца. Если это требование не учесть, тогда создастся вакуум, сжатие будет происходить при более низком давлении сравнительно с атмосферным. Результатом станет неверный показатель, а компрессия станет заниженной.
3. Для многоцилиндровых ДВС необходимо выкручивать свечи накала из всех цилиндров мотора. Это необходимо для того, чтобы энергия, поступающая от стартера на коленвал двигателя, не тратилась на сжатие топливно-воздушной смеси в тех цилиндрах, где замер компрессии не производится. Игнорирование этого аспекта приведет к тому, что показатель компрессии в тестируемом цилиндре будет снижен.
4. Измерять компрессию дизеля нужно от стартера. Аккумулятор должен быть нормально заряжен. Медленное вращение коленвала двигателя означает, что газы из рабочей камеры частично прорвутся через замки колец, а также через щели от неполного прилегания клапанов. Результат — показатель компрессии занижается.
5. Использование кик-стартера и сильная раскрутка коленвала приведет к ударному сжатию, при котором компрессия дизеля окажется завышенной.

Это интересно: Конденсат в машине – от чего потеют стекла, и образуется наледь?

Что делать при усиленном снижении компрессии дизельного двигателя?

При выявлении сниженной компрессии необходимо обратиться к специалистам с целью проведения тщательной диагностики силового агрегата. Серьезное снижение данного показателя при большом пробеге свидетельствует об износе элементов и необходимости их замены с последующими профессиональными регулировками на специальных стендах.

Если в одном из цилиндров давление занижено в сравнении с остальными, то придется производить переборку всего двигателя. Разное значение компрессии исчезнет только после замены всей поршневой группы.

Сборка и ремонт дизельных двигателей обходятся намного дороже вследствие технологических особенностей. Требования к величине компрессии объясняются тем, что воспламенение дизельного топлива при холодном запуске происходит только при заданной величине этого показателя.

В речи автовладельцев можно часто услышать слово «компрессия», особенно когда говорят о каких-то неисправностях двигателя: «низкая компрессия», «пропала компрессия», и т.д. И специалисты-ремонтники в ходе диагностики тоже измеряют компрессию. Что же такое компрессия в двигателе, как ее измерять, отчего она падает, и чем это грозит?

Диагностируем неисправности

Выполнив измерения во всех цилиндрах, следует обратить внимание на два момента. Первый — это соответствие измеренной компрессии минимально допустимой величине

Первый — это соответствие измеренной компрессии минимально допустимой величине.

Она определяется разработчиками двигателя и указана в руководстве по ремонту.

Второй — это разница в значениях компрессии в разных цилиндрах одного двигателя.

Как правило, она не должна превышать 20% от номинального значения.

Если вы обнаружили, что давление в каком-то из цилиндров ниже нормы, впрысните в него из ручной маслёнки три порции масла.

Не впрыскивайте больше трёх порций масла, так как его излишки могут привести к образованию гидростатической пробки, что может послужить причиной поломки колец, поршня или даже привести к трещине в головке блока.

Масло уплотнит зазор между кольцами и цилиндром, и если причина низкой компрессии была в этом зазоре, то при такой «влажной» проверке компрессия должна существенно вырасти.

Тогда проверяйте состояние колец, и в случае повреждения или «залегания» одного из них — замените.

Если так себя ведёт компрессия во всех цилиндрах, то, вероятно, пришло время серьёзного ремонта с расточкой цилиндров и установкой колец следующего ремонтного размера.

На сходном с масляным клином эффекте уплотнения зазоров построено действие присадок, повышающих компрессию.

Это самый простой способ в какой-то степени восстановить былую резвость двигателя.

Только при этом нужно помнить, что действие их довольно кратковременно, а повторное применение такого эффекта уже не имеет.

Поэтому этот способ часто применяется перед продажей автомобиля, чтобы не тратиться на дорогостоящий ремонт двигателя.

Если же после впрыскивания масла в цилиндр компрессия изменилась незначительно, то, скорее всего, причина её падения в неисправностях клапанной группы или в пробитой прокладке головки блока цилиндров.

Из всего сказанного следует ещё один вывод: низкая, но примерно равная во всех цилиндрах, компрессия свидетельствует о естественном износе деталей двигателя, а вот резко отличающееся падение её в одном или нескольких цилиндрах — о неисправности.

Иногда повреждение или износ масляного кольца может привести к росту компрессии выше значений, установленных для нового двигателя.

Это происходит из-за того, что изношенное кольцо не удаляет излишки масла со стенок цилиндра, и оно уплотняет зазор между цилиндром и компрессионными кольцами, а затем, во время рабочего хода поршня, масло выгорает, образуя нагар на головке блока.

Если этот процесс продолжается долгое время, то слой нагара становится столь существенным, что приводит к уменьшению объёма камеры сгорания, а значит, к росту компрессии.

Это явление опасно возникновением детонации двигателя. А также оно приводит к повышенному расходу масла.

Nissan разработала ДВС с изменяемой степенью сжатия / Хабр

Степень сжатия газообразной горючей смеси в цилиндре изменяется от 8:1 до 14:1

Двигатель VC-T. Изображение: Nissan

Японский автопроизводитель Nissan Motor представил новый тип бензинового двигателя внутреннего сгорания, который по некоторым параметрам превосходит продвинутые современные дизельные двигатели.

Новый двигатель Variable Compression-Turbo (VC-T) способен при необходимости изменять степень сжатия газообразной горючей смеси, то есть изменять шаг хода поршней в цилиндрах ДВС. Этот параметр обычно является фиксированным. Судя по всему, VC-T станет первым в мире ДВС с изменяемой степенью сжатия смеси.

Степень сжатия — отношение объёма надпоршневого пространства цилиндра двигателя внутреннего сгорания при положении поршня в нижней мёртвой точке (полный объём цилиндра) к объёму надпоршневого пространства цилиндра при положении поршня в верхней мёртвой точке, то есть к объёму камеры сгорания.

Повышение степени сжатия в общем случае повышает его мощность и увеличивает КПД двигателя, то есть способствует снижению расхода топлива.

В обычных бензиновых двигателях степень сжатия обычно составляет от 8:1 до 10:1, а в спортивных машинах и гоночных болидах может достигать 12:1 или больше. При повышении степени сжатия двигатель нуждается в топливе с бóльшим октановым числом.

Двигатель VC-T. Изображение: Nissan

На иллюстрации показана разница в шаге поршней на разной степени сжатия: 14:1 (слева) и 8:1 (справа). В частности, демонстрируется механизм изменения степени сжатия от 14:1 к 8:1. Он происходит таким образом.

1. В случае необходимости изменить степень сжатия активируется модуль Harmonic Drive и сдвигает рычаг актуатора.
2. Рычаг актуатора поворачивает приводной вал (Control Shaft на схеме).
3. Когда приводной вал поворачивается, он изменяет угол наклона многорычажной подвески (Multi-link на схеме)
4. Многорычажная подвеска определяет высоту, на которую каждый поршень способен подняться в своём цилиндре. Таким образом, изменяется степень сжатия. Нижняя мёртвая точка поршня, судя по всему, остаётся прежней.

Конструкция запатентована Nissan (

патент США № 6,505,582

от 14 июня 2003 года).

Изменение степени сжатия в ДВС можно в каком-то смысле сравнить с изменением угла атаки в винтах регулируемого шага — концепции, которая много десятилетий применяется в воздушных и гребных винтах. Изменяемый шаг винта позволяет поддерживать эффективность движителя близкой к оптимальной вне зависимости от скорости движения носителя в потоке.

Технология изменения степени сжатия ДВС даёт возможность сохранить мощность двигателя при соблюдении строгих нормативов к экономичности двигателя. Вероятно, это вообще самый реальный способ соблюсти эти нормативы. «Все сейчас работают над изменяемой степень сжатия и другими технологиями, чтобы значительно улучшить экономичность бензиновых двигателей, — говорит Джеймс Чао (James Chao), управляющий директор по Азиатско-Тихоокеанскому региону и консультант IHS, — По крайней мере последние двадцать лет или около того». Стоит упомянуть, что в 2000 году компания Saab показывала прототип такого двигателя Saab Variable Compression (SVC) для Saab 9-5, за который удостоилась ряда наград на технических выставках. Затем шведскую фирму купил концерн General Motors и прекратил работу над прототипом.

Двигатель Saab Variable Compression (SVC). Фото: Reedhawk

Двигатель VC-T обещают вывести на рынок в 2017 году с автомобилями марки Infiniti QX50. Официальная презентация назначена на 29 сентября на Парижском автосалоне. Этот двухлитровый четырёхцилиндровый двигатель будет обладать примерно такой же мощностью и крутящим моментом, что и 3,5-литровый двигатель V6, место которого займёт, но обеспечит экономию топлива 27%, по сравнению с ним.

Инженеры Nissan говорят также, что VC-T будет дешевле, чем современные продвинутые дизельные двигатели с турбонаддувом, и будет полностью соответствовать современным нормам на выбросы оксида азота и других выхлопных газов — такие правила действуют в Евросоюзе и некоторых других странах.

После Infiniti новыми двигателями планируется оснащать другие автомобили Nissan и, возможно, партнёрской компании Renault.

Двигатель VC-T. Изображение: Nissan

Можно предположить, что усложнённая конструкция ДВС в первое время вряд ли будет отличаться надёжностью. Есть смысл выждать несколько лет, прежде чем покупать автомобиль с двигателем VC-T, если только вы не хотите участвовать в тестировании экспериментальной технологии.

величина, измерение, повышение мощности. Как определяется степень сжатия

Всем известно, что в бензиновых поршневых двигателях внутреннего сгорания топливовоздушная смесь перед воспламенением сжимается. Аналогичный такт работы дизелей отличаются лишь тем, что сжимается воздух без топлива. Одной из важнейших характеристик обоих ДВС является степень сжатия. Она показывает, во сколько раз изменяется объем пространства над днищем поршня при прохождении его от нижней мертвой точки до верхней.

Иногда этот показатель путают с компрессией, несмотря на то что разница между ними огромна. Ведь упомянутые выше характеристики, хоть и связаны между собой, по сути, совершенно различны. На что указывает даже их размерность. Степень сжатия – это соотношение, например, 10:1 или просто 10 и не имеет единиц измерения. То есть измеряется в «разах». Компрессия же показывает максимальное давление смеси в цилиндре перед воспламенением и измеряется в кг/см 2 . Так, компрессия ДВС, имеющего степень сжатия 10:1, должна быть не более 15,8 кг/см 2 . Сказать, что такое степень сжатия, можно и иначе. Это отношение объема над поршнем, находящимся в нижней мертвой точке к объему камеры сгорания. Камерой сгорания называется пространство над поршнем, достигшим верхней мертвой точки.

Расчет коэффициента сжатия

Вычислить степень сжатия ДВС можно, если выполнить расчет по формуле ξ = (V р + V с)/ V с; где V р – рабочий объем цилиндра, V с – объем камеры сгорания. Из формулы видно, что степень сжатия можно сделать больше, уменьшив, объем камеры сгорания. Или увеличив, рабочий объем цилиндра, не изменяя камеры сгорания. V р намного больше чем V с. Поэтому можно считать, что ξ прямо пропорционален рабочему объему и находится в обратной зависимости от объема камеры сгорания.

Рабочий объем цилиндра можно посчитать, зная диаметр цилиндра – D и ход поршня – S. Формула для его вычисления выглядит так: V р = (π * D 2 /4) * S.

Объем камеры сгорания из-за ее сложной формы обычно не вычисляют, а измеряют. Сделать это можно залив в нее жидкость. Определить объем, поместившийся в камеру жидкости, можно при помощи мерной посуды или весов. Для взвешивания удобно использовать воду, так как ее удельный вес 1г на см 3 . Значит, ее вес в граммах покажет и объем в куб. см.

Влияние коэффициента сжатия на характеристики мотора

Чем выше степень сжатия, тем больше компрессия ДВС и его мощность (при прочих равных условиях). Повышая степень сжатия, мы также способствуем увеличению КПД двигателя за счет снижения удельного расхода топлива. Степень сжатия ДВС, определяет октановое число используемого для работы мотора бензина. Так, низкооктановое топливо станет причиной с большим значением этого коэффициента. Чрезмерно высокое октановое число топлива не позволит силовому агрегату, компрессия которого невысока, развивать полную мощность.

Исходные данные

Октановое число топлива, используемого для бензиновых двигателей с различной степенью сжатия.

Выравнивание плоскости сопряжения головки с блоком срезанием слоя металла приводит к уменьшению камеры сгорания мотора. От этого показатель сжатия увеличивается в среднем на 0,1 при уменьшении толщины головки на 0,25 мм. Имея в своем распоряжении эти данные, можно определить, не превысит ли он после ремонта головки блока допустимые пределы. И не следует ли принять меры для его снижения. Опыт показывает, что при удалении слоя менее 0,3 мм последствия можно не компенсировать.

Для чего бывает нужно изменить коэффициент сжатия

Необходимость изменения этого параметра ДВС возникает довольно редко. Можно перечислить всего несколько причин, побуждающих сделать такое.

Как можно изменить показатель сжатия

Методы увеличения:

• Расточка цилиндров и установка поршней большего размера.
• Уменьшение объема камер сгорания. Выполняется за счет удаления слоя металла со стороны плоскости сопряжения головки с блоком. Эту операцию из-за мягкости алюминия лучше делать на фрезерном или на строгальном станке. Шлифовальный станок использовать не следует, так как его камень будет постоянно забиваться пластичным металлом.

Способы снижения:

• Снятие слоя металла с днища поршня (делается это обычно на токарном станке).
• Установка между головкой и блоком цилиндров дюралюминиевой проставки между двумя прокладками.

Взаимосвязь коэффициента сжатия и компрессии

Зная значение коэффициента сжатия, можно рассчитать какая компрессия должна быть в двигателе. Однако, обратная оценка не будет соответствовать действительности. Так как компрессия зависит еще и от изношенности деталей цилиндр-поршневой группы и газораспределительного механизма. Низкая компрессия двигателя часто говорит о значительном износе мотора и необходимости его ремонта, а не о малом коэффициенте сжатия.

Турбированные моторы

В цилиндры двигателя, имеющего турбонаддув, воздух нагнетается компрессором под давлением несколько больше атмосферного. Значит, для определения показателя сжатия такого мотора нужно значение, которое вы получите в результате расчета по формуле, умножить на коэффициент турбокомпрессора. Бензиновые двигатели с турбонаддувом работают на топливе с октановым числом выше, чем у бензина, который потребляют такие же моторы без турбин, именно потому, что их коэффициент ξ больше.

Начинающие автолюбители, которые только недавно обзавелись машиной, очень часто пытаются разобраться в том, что находится внутри, то есть под капотом. Особый интерес у человека вызывает двигатель, так как строение у этого агрегата очень сложное, а разбираться в этом нужно, дабы сэкономить деньги в случае поломки.

Ведь если хорошо разбираться во всем этом, то можно и самостоятельно починить свою машину, не обращаясь в сервисный центр.

Неопытные автомобилисты часто путают понятия «компрессия» и «степень сжатия», хотя они не оказывают влияние один на другой. Стоит сказать, что компрессия меняется в период эксплуатации машины, а степень сжатия – величина безразмерная и относительная.

Что такое степень сжатия?

Степень сжатия — геометрическая величина, который не имеет единицы измерения. Определить ее можно параметрами самого двигателя, так как этот параметр равен отношению полного объема цилиндра к объему камеры сгорания. Изменить степень сжатия можно только посредством вмешательства в конструкцию двигателя.

Этот параметр поменяется, если, например, изменить толщину прокладки ГБЦ, разными способами форсирования или дефорсирования мотора, которые поменяют саму геометрию мотора. Степень сжатия напрямую зависит от стойкости к детонации того горючего, которое используется для заправки этой машины. Данный параметр можно найти в инструкции по использованию машины, в разделе ТТХ.

Компрессия: что это?

Компрессия – это давление газов в цилиндрах двигателя в конце такта сжатия во время вращения вала стартером при отключенном зажигания. Именно во время вращения стартером нужно измерять компрессию, так как во время работы мотора давление меняется. Этот параметр является физической величиной, а для ее измерения используют специальный прибор – компрессометр.

В теории компрессия и степень сжатия равны между собой, а вот на практике ситуация иная: степень сжатия почти всегда меньше, чем компрессия.

На это есть свои причины. Эти величины будут равны между собой, если газ в цилиндрах сжимается бесконечно долго, изометрически. В этом случае энергия, которая выделяется в процессе сжатия газа, полностью поглощалась бы поршнем, стенками цилиндров, головкой блока и другими частями мотора, благодаря чему не менялся бы тепловой баланс. Газ, который сжимается, отдает тепло и не давит на манометр с большей силой, нежели расчетная.

На практике же все абсолютно по-другому. В реальной жизни процесс сжатия газа происходит на фоне роста температуры, то есть процесс адиабатный. Если говорить простыми словами, то все тепло, которое выделяет сжатый газ, просто не успевает поглотиться стенками цилиндров, а за счет остатка и в цилиндре создается повышенное давление.

В старых моторах компрессия будет ниже, чем у новых. Это происходит за счет герметичности: новый мотор более герметичен, нежели старый, поэтому и замки колец и остальные места цилиндров не будут пропускать достаточно большое количество тепла, чтобы компрессия существенно упала.

Если двигатель работает исправно, то зачастую компрессия больше расчетной степени сжатия в 1,2 – 1,3 раза. В теории давление газа меняется обратно пропорционально изменению объема газа в степени 1,4.

Но подобный расчет справедлив только тогда, когда нет утечек воздуха, а тепло не передается окружающими стенками. За счет того, что все это есть в реальной жизни, то и подобное соотношение справедливо (1,2 – 1,3 раза). Существует эмпирическая формула, которая связывает степень сжатия и компрессия: Е = (P+3,9)/1.55 , где Р – это измеренное давление, а Е – это степень сжатия.

Измеряют компрессию для того, чтобы оценить состояние двигателя и степень износа цилиндропоршневой группы. Чем меньше уровень компрессии, тем больше изношены клапаны и цилиндропоршневая группа. Если показатели слишком низкие (меньше 10 атм. в случае нетурбированного мотора, который работает на бензине), то можно говорить о том, что мотор находится в плачевном состоянии. Также об износе мотора может говорить и отличие в уровнях компрессии в разных цилиндрах больше, чем на 1 атм.

Самый плохой вариант – это наличие и первого, и второго «звоночков». В этом случае нужно обращаться к специалистам для проведения капитального ремонта «начинки» автомобиля.

Померять компрессию можно таким образом: двигатель нужно прогреть, потом выкрутить свечи, нажать на педаль газа, от чего стартер будет прокручивать двигатель, пока давление не станет стабильным.

Прогревать двигатель нужно для того, чтобы коленчатый вал вращался с достаточной частотой, а аккумуляторная батарея была разряженной. Чем выше будет частота вращения коленчатого вала, тем меньшим будет время контакта сжимаемых газов и стенок цилиндра, то есть компрессия будет выше. Именно поэтому и стартер, и АКБ должны быть исправными.

С помощью компрессии можно определить и то место, где мотор наиболее изношен. Это возможно за счет того, что давление газов падает из-за негерметичности клапанов и колец. Чтобы конкретизировать место утечки газа («виноваты» клапаны или кольца), нужно залить в цилиндр 10 – 30 г моторного масла, после чего нужно снова померять компрессию. За счет своей вязкой структуры, масло на определенное время герметизирует замки колец и щель между стенкой цилиндра и поршнем, то есть места, где «уходит» наибольшее количество газа.

Если показатели компрессометра не меняются, то неисправны клапаны, а если повысятся – то причиной всему изношенные кольца.

Для этого вам нужно просто разделить рабочий объем (литраж) двигателя на число цилиндров, например, если литраж четырехцилиндрового двигателя 1100 куб. см, то емкость или рабочий объем одного цилиндра будет равняться 1100/4 = 275 куб. см. Найти значение объема камеры сгорания несколько сложнее. Для определения объема мы должны физически его измерить и для этого нам нужно иметь пипетку или бюретку, градуированные в куб. см. Объем камеры сгорания это полный объем, который остается над поршнем, когда он находится в ВМТ. Он включает в себя объем полости в головке плюс объем, равный толщине прокладки, плюс объем между верхней частью поршня и верхней частью блока цилиндров в ВМТ и плюс объем выемки в днище поршня при использовании поршней с вогнутыми днищами или минус объем выпуклости на днище поршня при использовании поршней с выпуклыми днищами.

403 — доступ запрещён

Он включает в себя несколько величин: объем полости в головке, объем выемки (в днище поршня), объем между верхней частью блока поршня и верхней частью блока цилиндра в момент нахождения поршня в верхней мертвой точке, а также объем, равный толщине прокладки.

4 Если используемая прокладка круглая, то объем, равный ее толщине, определяется по формуле: Vcc=[(p*D2*L)/4]/1,000, где p=3,142, где L — толщина прокладки, находящейся в зажатом состоянии (в мм), D – диаметр отверстия в прокладке (в мм).

Внимание

Если прокладка не круглая, то для измерения объема воспользуйтесь бюреткой.

Для этого приклейте прокладку с помощью герметика к стеклу, после чего поместите стекло на ровную поверхность и заполните водой отверстие в прокладке, используя для этого бюретку.

5 Зная рабочую емкость цилиндра и объем камеры сгорания, подставьте эти значения в формулу и рассчитайте степень сжатия.

Как рассчитать степень сжатия двигателя?

Если все объемы не будут одинаковыми, то следует удалить металл с головок камер, имеющих меньший объем, чтобы их объемы стали такими же, как у камеры большим объемом.
Главной причиной необходимости балансировки камер является то, что она обеспечивает более плавную работу двигателя, особенно на малых оборотах, и позволяет несколько уменьшить вибрации, возникающие за счет одинаковых пусковых импульсов.

Вторая причина заключается в том, что если мы используем максимально возможную степень сжатия и при проверке находим камеру с самым большим объемом, чтобы определить количество удаляемого металла, то степени сжатия у других камер могут быть выше этого предельного значения.

В результате возникнет детонация, которая может быстро привести к разрушению двигателя.
При удалении металла из камер лучше всего снимать металл в верхней части камер или со стенок около свечи.

Степень сжатия двс

Однако необходимо понимать, что это геометрическая степень сжатия, фактическая же примерно равна 12, так как двигатель работает по циклу Аткинсона, то есть смесь начинает сжиматься после позднего закрытия клапанов и сжимается в 12 раз.

Эффективность такого мотора по мощности и крутящему моменту обуславливается таким понятием как степень расширения, которая обратна геометрической степени сжатия.

В 1950-60-е года одной из тенденций двигателестроения, особенно в Северной Америке, было повышение степени сжатия, которая к началу 1970-х на американских двигателях нередко достигала 11-13:1.

Однако, это требовало соответствующего бензина с высоким октановым числом, что в те годы могло быть получено лишь добавлением ядовитого тетраэтилсвинца.
Введение в начале 1970-х годов экологических стандартов в большинстве стран привело к остановке роста и даже снижению степени сжатия на серийных двигателях.

403 таф access is denied

Зависимость объема двигателя ВАЗ от диаметра цилиндра и хода поршня: 71 74.8 75.6 78 79 80 83 84 86 88 82 1499 1579 1597 1647 1668 1689 1752 1773 1815 1857 82.4 1518 1599 1616 1668 1689 1711 1769 1790 1833 1876 82.8 1528 1610 1628 1679 1701 1722 1786 1808 1851 1894 83 1535 1618 1635 1687 1708 1730 1795 1817 1860 1903 84 1573 1657 1676 1728 1750 1772 1838 1861 1905 1949 84.5 1593 1678 1696 1750 1772 1795 1860 1883 1928 1972 84.8 1603 1688 1707 1761 1783 1806 1874 1897 1941 1987 Расчет форсунок, бензонасоса, мощности ТУРБО Исходные данные Объем двигателя л Рабочие обороты об/мин Коэфф.

наполнения

Важно

Давление наддува атм Состав смеси кг/кг Результат Максимальная мощность (л.

Как рассчитать степень сжатия

Точность балансировки камер составляет порядка 0,2 см3.

Попытки получить меньшие значения не могут быть реализованы на практике, поскольку при таких крайних значениях возможности измерений с помощью используемых измерительных инструментов ограничены из-за их погрешностей.
Помимо этого ошибка, равная 0,2 см3, даже для двигателей малого литража, составляет малый процент полного объема камеры в головке. Изменение степени сжатия После того как мы определились со степенью сжатия перед нами стоит вопрос как правильно добиться нужной нам степени сжатия.

Это не сложно. Формула для вычисления степени сжатия имеет следующий вид: e=(VP+VB)/VB Где e- степень сжатия VP — рабочий объём VB — объём камеры сгорания Преобразовав уравнение можно получить формулу для вычисления камеры сгорания при известной степени сжатия.

Вычисляем степень сжатия двс по компрессии

Предположим, что поршень имеет вогнутое днище, объем полости в днище равен 6 см3 и что оставшийся объем над поршнем, когда он находится в ВМТ, до торцевой поверхности головки равен 1,5 см3.

Кроме того объем, равный толщине прокладки, равен 3,5 см3.

Сумма всех этих объемов, которые не входят в объем полости в головке равна 11 см3.

Для получения нужной нам степени сжатия 10/1 мы должны иметь объем полости в головке (27,7 – 11) = 16,7 см3. Чтобы определить, сколько металла нужно снять с торцевой поверхности головки, поместите ее на горизонтальную поверхность, или точнее поместите головку таким образом, чтобы торцевая ее поверхность была горизонтальной. После того как вы это сделаете, заполните камеру количеством жидкости, равным требующемуся окончательному объему. В этом примере этот объем равен 16,7 см3.

Рабочий объем цилиндра представляет собой объем находящийся между крайними позициями движения поршня.

Формула расчета цилиндра известна еще со школьной программы – объем равен произведению площади основания на высоту. И для того чтобы вычислить объем двигателя автомобиля либо мотоцикла также нужно воспользоваться этими множителями. Рабочий объём любого цилиндра двигателя рассчитывается так:

h — длина хода поршня мм в цилиндре от ВМТ до НМТ (Верхняя и Нижняя мёртвая точки)

r — радиус поршня мм

п — 3,14 не именное число.

Как узнать объем двигателя

Для расчета рабочего объема двигателя вам будет нужно посчитать объем одного цилиндра и затем умножить на их количество у ДВС. И того получается:

Vдвиг = число Пи умножено на квадрат радиуса (диаметр поршня) умноженное на высоту хода и умноженное на кол-во цилиндров.

Поскольку, как правило, параметры поршня везде указываются в миллиметрах, а объем двигателя измеряется в см. куб., то для перевода единиц измерения, результат придется разделить еще на 1000.

Заметьте, что полный объем и рабочий, отличаются, так как поршень имеет выпуклости и выточки под клапана и в него также входить объем камеры сгорания. Поэтому не стоит путать эти два понятия. И чтобы рассчитать реальный (полный) объем цилиндра, нужно суммировать объем камеры и рабочий объем.

Определить объем двигателя можно обычным калькулятором, зная параметры цилиндра и поршня, но посчитать рабочий объем в см³ нашим, в режиме онлайн, будет намного проще и быстрее, тем более, если вам расчеты нужны, дабы узнать мощность двигателя, поскольку эти показатели напрямую зависят друг от друга.

Объем двигателя внутреннего сгорания очень часто также могут называть литражом, поскольку измеряется как в кубических сантиметрах (более точное значение), так и литрах (округленное), 1000 см³ равняется 1 л.

Расчет объема ДВС калькулятором

Чтобы посчитать объем интересующего вас двигателя нужно внести 3 цифры в соответствующие поля, — результат появится автоматически. Все три значения можно посмотреть в паспортных данных автомобиля или тех. характеристиках конкретной детали либо же определить, какой объем поршневой поможет штангенциркуль.

Таким образом, если к примеру у вас получилось что объем равен 1598 см³, то в литрах он будет обозначен как 1,6 л, а если вышло число 2429 см³, то 2,4 литра.

Длинноходный и короткоходный поршень

Также замете, что при одинаковом количестве цилиндров и рабочем объеме двигатели могут иметь разный диаметр цилиндров, ход поршней и мощность таких моторов так же будет разной. Движок с короткоходными поршнями очень прожорлив и имеет малый КПД, но достигает большой мощности на высоких оборотах. А длинноходные стоят там, где нужна тяга и экономичность.

Следовательно, на вопрос «как узнать объем двигателя по лошадиным силам» можно дать твердый ответ – никак. Ведь лошадиные силы хоть и имеют связь с объемом двигателя, но вычислить его по ним не получится, поскольку формула их взаимоотношения еще включает много разных показателей. Так что определить кубические сантиметры двигателя можно исключительно по параметрам поршневой.

Зачем нужно проверять объем двигателя

Чаще всего узнают объем двигателя когда хотят увеличить степень сжатия, то есть если хотят расточить цилиндры с целью тюнинга. Поскольку чем больше степень сжатия, тем больше будет давление на поршень при сгорании смеси, а следовательно, двигатель будет более мощным. Технология изменения объема в большую сторону, дабы нарастить степень сжатия, очень выгодна — ведь порция топливной смеси такая же, а полезной работы больше. Но всему есть свой предел и чрезмерное её увеличение грозит самовоспламенением, вследствие чего происходит детонация, которая не только уменьшает мощность, но и грозит разрушением мотора.

После того как это будет сделано, вы можете добавить объем, равный толщине прокладки. Если прокладка имеет круглое отверстие, то этот объем проще всего можно определить с помощью следующей формулы: Vcc = [(p D2 * L)/4] / 1,000, где V = объем, p = 3,142, D = диам. отверстия в прокладке в мм, L = толщина прокладки в зажатом состоянии в мм. Если отверстие в прокладке некруглое, как это имеет место во многих случаях, то мы можем измерить нужный объем, воспользовавшись бюреткой. Для этого обжатую прокладку приклейте к листу стекла с помощью герметика, предназначенного для прокладок головок цилиндров, затем поместите стекло на горизонтальную поверхность и заполните отверстие в прокладке жидкостью с помощью бюретки. Старайтесь это делать так, чтобы жидкость не выливалась из отверстия или покрывала полностью всю поверхность прокладки, поскольку в этом случае замеры будут неправильными.

Степень сжатия двс

На практике же конструкция большинства двигателей позволяет реализовать потенциал топлива с более высоким октановым числом без ущерба для ресурса.
Вопрос номер два: почему при использовании бензина с большим октановым числом на свечах образуется нагар? Первая причина является следствием того, что в России высокачественное топливо удается найти далеко не на каждой бензозаправке.

Внимание

Также причиной может служить угол опережения зажигания.

Если в вашем двигателе нет системы, которая автоматически регулирует угол зажигания, то залив высокооктановое топливо можно опять же загадить свечи и потерять часть мощности.
Как упоминалось выше, высокооктановое топливо горит медленнее, а следовательно для правильного и полного сгорания смеси ее поджиг должен осуществляться раньше.
Автомобильные двигатели – разновидность тепловых машин, которые подчиняются законам термодинамики.
Еще в 1-й половине XIX в.

403 — доступ запрещён

Инфо

При подаче топливовоздушной смеси под избыточным давлением, реальная компрессия в цилиндрах оказывается слишком высокой – даже при умеренной геометрической степени сжатия.

Чем больше октановое число бензина, тем выше допустимая (по условиям детонации) степень сжатия, тем эффективнее работает мотор.
Исключительно высокую степень сжатия допускает в роли горючего газ – нефтяной или природный.
Без наддува 13-14 не вопрос, с компрессором – 10-11.
Водород тоже отличается стойкостью против детонации.

Важно

И еще спирт – метиловый или этиловый: потрясающие антидетонационные качества.

Вдобавок у спирта высокая теплота испарения; испаряясь, он сильно охлаждает топливовоздушную смесь (а заодно и поверхность камеры сгорания).
Холодная смесь плотнее, и в цилиндр ее – по весу – входит заметно больше; реальный коэффициент наполнения оказывается выше. Крутящий момент, мощность больше.

Как рассчитать степень сжатия двигателя?

В любом отрегулированном двигателе одним из параметров, который без всякого сомнения следует изменить и обычно в сторону повышения, является степень сжатия. Поскольку повышение степени сжатия увеличивает отдаваемую эффективную мощность двигателя, поэтому желательно иметь степень сжатия как можно более высокой в определенных пределах.

Верхний предел всегда определяется в зависимости от точки, в которой возникает детонация.

Поскольку детонация может очень быстро разрушить двигатель, поэтому будет лучше, если мы будем точно знать, какая степень сжатия есть или будет, чтобы можно было выдерживать разумное соотношение.

Степень сжатия определяется c помощью следующей формулы (V + C)/C = CR, где V это рабочий объем цилиндра, а С это объем камеры сгорания.

Определить рабочий объем или емкость одного цилиндра можно просто.

403 таф access is denied

О том, какая компрессия должна быть у модели вашего двигателя, можно прочитать в его технической документации.

Исходя из этого, следует делать определенные выводы касательно возможных причин поломки.

Что касается заклинивания или «закоксованности» поршневых колец, то здесь используются иные методы. Можно сказать, что даже старые, но весьма эффективные. Увеличить компрессию в таком случае достаточно просто. Необходимо отвинтить свечи, залить в каждое отверстие около 100 грамм моторного масла и подождать около часа.
Чистое масло размягчит накопленную гарь, и при следующем запуске двигателя она попросту выработается. Если вы знаете, какая должна быть компрессия двигателя вашего авто, то можно сравнить её с показателями после проведения этой процедуры, измерив величину манометром.

Степень сжатия и компрессия двигателя: подробное описание

Урвоень компрессии зависит от износа поршневой системы Поскольку проблема износа цилиндро-поршневой группы двигателя связана с неплотным прилеганием деталей друг к другу, решить эту проблему можно инновационными способами.

На рынке можно найти большое разнообразие различных присадок, с помощью которых можно нарастить на изношенный участок металла необходимую толщину, которой вполне хватит для увеличения компрессии. Кроме того, некоторые материалы, из которых изготовлены такие присадки, способны удерживать в себе моторное масло, благодаря чему давление увеличивается еще больше. Однако такой метод следует использовать лишь тогда, когда вы точно уверены в причине неисправности.

К примеру, использование присадок при залегании поршневых колец никак не повлияет на ситуацию или же вовсе её усугубит.

Поэтому крайне важно провести тщательную диагностику перед ремонтом.

Расчёт компрессии по степени сжатия

Так, компрессия ДВС, имеющего степень сжатия 10:1, должна быть не более 15,8 кг/см2.

Сказать, что такое степень сжатия, можно и иначе. Это отношение объема над поршнем, находящимся в нижней мертвой точке к объему камеры сгорания. Камерой сгорания называется пространство над поршнем, достигшим верхней мертвой точки. Расчет коэффициента сжатия Вычислить степень сжатия ДВС можно, если выполнить расчет по формуле ξ = (Vр + Vс)/ Vс; где Vр – рабочий объем цилиндра, Vс – объем камеры сгорания. Из формулы видно, что степень сжатия можно сделать больше, уменьшив, объем камеры сгорания. Или увеличив, рабочий объем цилиндра, не изменяя камеры сгорания.

Vр намного больше чем Vс. Поэтому можно считать, что ξ прямо пропорционален рабочему объему и находится в обратной зависимости от объема камеры сгорания.

Расчет степени сжатия

В разделе Прочие Авто-темы на вопрос зависит ли компрессия от степени сжатия??? заданный автором сергей зайцев лучший ответ это Степень сжатия это именно степень, т. е. отношение двух объёмов.

Она измеряется в безразмерных единицах, ну, например, если степень сжатия равна 12, то объём камеры сгорания в 12 раз меньше полного объёма цилиндра.

Компрессия это немножко другое. Компрессия это давление. В идеальном случае, если принять, что воздух при сжатии не нагревается и никуда не выходит, то компрессия должна быть равна степени сжатия. Т. е.

Степень сжатия двигателей: величина, измерение, повышение мощности

К примеру, фрезеровка головки блока после слишком сильной тепловой деформации. Когда выровнять сопрягаемую с блоком цилиндров поверхность удается ценой снятия слоя металла чрезмерно большой толщины.

От этого значение коэффициента увеличивается столь сильно, что работа на бензине, для которого был рассчитан мотор, становится невозможной.Как можно изменить показатель сжатия Методы увеличения:

• Расточка цилиндров и установка поршней большего размера.
• Уменьшение объема камер сгорания.

  Выполняется за счет удаления слоя металла со стороны плоскости сопряжения головки с блоком.

  Эту операцию из-за мягкости алюминия лучше делать на фрезерном или на строгальном станке.

Как рассчитать степень сжатия

Поскольку любая составляющая поршневой системы имеет временной предел своей эксплуатации, рано или поздно наступает усталость металла, в результате которой от деталей начинают откалываться мелкие частицы, способные привести не только к потере давления, но и к серьезной поломке двигателя в целом.Методы увеличения компрессии Пожалуй, прежде чем задаваться вопросом, как увеличить компрессию двигателя, следует определить первопричину падения давления в цилиндре, и только после этого приступить к устранению неисправности.

На сегодняшний день существует несколько способов решения этой проблемы, которые применяются в зависимости от того или иного случая.

Начнем с самой распространенной причины снижения компрессии – с износа поршневой системы.

Компрессия автомобиля. Что такое компрессия и какой она должна быть. Увеличение мощности двигателя при помощи компрессора

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) относится к основной части любого транспортного средства. Зачастую вместе с понятием ДВС можно услышать и такое понятие как компрессия в двигателе. Это важный показатель, который отвечает за работу двигателя автомобиля. Разберемся, что такое компрессия, какая компрессия должна быть в двигателе и что будет с двигателем при нарушении норм.

Слово «компрессия» происходит от латинского «compression», что в переводе означает «сжатие». Т.е. под компрессией понимается сжатие газа, происходящее из-за действия внешних сил, чтобы уменьшить объем газа, а также увеличить температуру и давление.

Чтобы понять, что представляет собой компрессия в двигателе, стоит разобраться для начала из чего состоит двигатель внутреннего сгорания. В нем есть блок цилиндров, клапана, поршни с компрессионными и масляными поршневыми кольцами, шатуны и коленчатый вал.

При поднятии поршня на такте сжатия, клапаны закрыты, поэтому происходит топливной смеси, при этом давление образуется в цилиндре максимальное. А цифровое значение этого давления и представляет собой компрессию двигателя.

Измеряется компрессия в единицах измерения давления – бар, кг/см2, МПа.

На показатель компрессии влияют множество факторов. Среди них:

• посадка клапанов, особенно если они установлены плотно;
• наличие небольших трещин между седлами клапанов;
• цилиндры и поршни слишком изношены;
• поршневые кольца изношены;
• присутствие в цилиндрах масла.

Для того, чтобы понять работает двигатель в штатном режиме или есть проблемы нужно знать заводские параметры компрессии для каждого двигателя, т.к. они будут отличатся.

Обычно норма компрессии указывается в технических характеристиках. Можно только отметить, что из-за различий дизельных и бензиновых двигателей компрессия будет разная. Как правило, дизели имеют норму давления больше в два раза.

Компрессия в дизельном двигателе составляет более двадцати атмосфер. Чаще всего, она колеблется от двадцати восьми до тридцати двух атмосфер. Такие высокие показатели обусловлены сложностью устройства двигателя.

Норму компрессии для бензиновых двигателей можно рассчитать по формуле, в которую входит степень сжатия двигателя и коэффициент Х, который определяется в зависимости от типа мотора. Степень сжатия берется из технической документаций на автомобиль.

Х = 1,2-1,3 для четырехтактных моторов;

Х = 1,7-2 для четырехтактных дизельных моторов.

Как правило, норма компрессии бензинового двигателя немного больше десяти атмосфер.

Хорошо знать норму компрессии для своего автомобиля, но нужно еще и уметь ее измерять, чтобы быть уверенным, что двигатель работает исправно. Рассмотрим, какие способы измерения компрессии двигателя существуют.

Измерение компрессии своими руками

Чтобы измерить компрессию можно, конечно, обратиться в автосервис. Но проще сэкономить деньги и произвести измерения самостоятельно. Для таких измерений достаточно просто купить специализированный прибор – компрессометр. Это, по сути, манометр, но имеющий обратный клапан, измеряющий максимальное давление в цилиндре двигателя.

Сейчас на рынке предлагаются компрессометры для дизельных и для бензиновых моторов. Отличия в допустимых пределах измерений, потому как в дизельных движках давление намного выше.

Для проверки компрессии нам в первую очередь потребуется:

1. проверка уровня зарядки аккумулятора. Это необходимо, потому как, при измерении давления двигатель будет работать на аккумуляторе.
2. прогреть двигатель авто до рабочей температуры. Это необходимо, чтобы получить максимально точные результаты измерения.

После чего переходим ко второму этапу:

1. снятие всех свечных проводов;
2. выкручивание свечи зажигания каждого цилиндра;
3. при электрическом бензонасосе – его необходимо вытащить. Если бензонасос обычный, то просто отключается шланг, отвечающий за топливо;
4. отключение питающего провода с форсунок при необходимости.

Выполнив эти действия, можно приступать непосредственно к измерению компрессии в цилиндрах двигателя. Желательно измерения проводить вдвоем, чтобы один человек фиксировал результаты измерения, а другой – вращал мотор.

Для измерения выполняются следующие действия:

1. вкручивание компрессометра в проверяемый цилиндр;
2. нажатие педали газа до упора, чтобы полностью открыть дроссельную заслонку. Ключ зажигания начинаем вращать стартер. Вращение производится до тех пор, пока показатель прибора не перестанет расти – это и будет компрессия двигателя.

После полученного результата, необходимо сравнить с нормами, которые должны быть для данного двигателя. Если же результаты приближены к показателям нормы, то компрессия в двигателе хорошая и двигатель работает отлично, либо причина поломки двигателя не в этом.

Причины и последствия низкой компрессии

Если при измерениях получена низкая компрессия двигателя, то необходимо в срочном порядке восстанавливать давление в цилиндрах. Иначе могут быть серьезные последствия в дальнейшем при эксплуатации автомобиля. Например, будет сложно завести движок, обороты двигателя будут скакать, мотор будет очень сильно шуметь, мощность двигателя значительно снизится, увеличится расход топлива, появится синий дым, который будет выходить из выхлопной трубы при запуске двигателя.

Самыми распространенными причинами низкой компрессии может быть:

• сгорела прокладка блока цилиндра;
• сгорел поршень или клапан;
• сильный износ деталей цилиндра;
• разрушилось седло клапана.

В первую очередь необходимо проверить все эти детали и заменить неисправные. После чего, компрессия должна быть в норме, стоит провести повторные измерения.

Причины и последствия высокой компрессии

Если же результаты измерения компрессии оказались высокими, то стоит проверить, возможно в камеру сгорания попадает масло или двигатель перегревается.

Последствия высокой компрессии приводят к детонации и возникновению калильного зажигания, что в свою очередь способствует повреждению поршня и цилиндра двигателя.

При высоких показателях компрессии стоит также, проверить, не износились ли маслосъемные колпачки и кольца или нет ли нагара в цилиндрах, возможно двигателю потребуется раскоксовка ДВС.

Когда речь заходит о состоянии двигателя внутреннего сгорания, то часто говорят о компрессии. Если она низкая, то дело плохо – движку требуется ремонт. Что же это за параметр?

Компрессия – это давление в цилиндре, которое создается при достижении поршнем верхней мертвой точки. Это официально, а теперь разберем данное явление по-простому.

В процессе работы двигателя, поршень каждого цилиндра совершает циклические движения вверх-вниз. При этом в верхней части цилиндра в определенный период открываются и закрываются соответствующие клапаны. Когда поршень поднимается вверх, существует промежуток времени, когда и впускной и выпускной клапаны закрыты, таким образом, газ, находящийся в цилиндре, начинает сжиматься. При достижении поршнем самого верхнего положения (Верхней Мертвой Точки, ВМТ), давление в цилиндре будет наиболее сильным. Именно это значение и называют компрессией.

Что зависит от компрессии?

От компрессии зависит общая «эффективность» работы двигателя. При нормативном давлении в цилиндрах, двигатель будет работать с максимальной отдачей (при условии, что и другие параметры будут в норме). Когда компрессия низкая, сгорание топливно-воздушной смеси в цилиндре будет проходить неэффективно, потому что давление, которое должно перемещать поршень вниз, будет частично стравливаться из цилиндра вхолостую. Такой двигатель не сможет нормально разгонять автомобиль. В самом тяжелом случае он вообще не заведется.

Компрессометр — прибор для измерения компрессии в цилиндрах двигателя

Чрезвычайную важность компрессия двигателя приобретает при запусках в мороз. Для того чтобы топливная смесь воспламенилась, она должна представлять собой почти пар. Бензин хорошо испаряется, но только когда на улице тепло. Когда же «за бортом» тридцатиградусный мороз, образования бензиновых паров не происходит и поджечь смесь очень сложно. В исправном двигателе, благодаря сжатию, топливная смесь разогревается, и шансы на ее воспламенение повышаются. Если компрессия слишком слаба, этого разогрева не происходит и двигатель не заведется.

Почему падает компрессия?

Чтобы в цилиндре создавалось нормальное давление, необходимо, чтобы этот цилиндр был герметичен в нужный момент времени. Как уже говорилось выше, когда поршень идет вверх, оба клапана в головке цилиндров закрыты, и объему газа некуда деться. Кроме закрытых клапанов за герметичность цилиндра отвечают и компрессионные кольца, надетые на поршень. Они не дают давлению стравливаться в масляный картер.

Компрессионные кольца устанавливаются на поршень и обспечивают герметичность цилиндра

Со временем любые детали двигателя изнашиваются: компрессионные кольца стачиваются, клапаны прогорают или начинают неплотно закрываться. Через образовавшиеся щели и стравливается давление.

На самом деле, причин низкой компрессии гораздо больше. Вот их обширный перечень.

Причины низкой компрессии в двигателе:

— Изношенные компрессионные кольца

— Прогоревшие тарелки клапанов

— Неплотно закрывающиеся клапаны (изгиб стержня клапана, разрушение направляющей втулки, клин пружины и т.д.)

— Неправильная регулировка клапанов

— Неверная работа газораспределительного механизма

— Трещина в головке цилиндров

— Пробой прокладки головки цилиндров

— Чрезмерный износ стенок цилиндра

Компрессию в цилиндрах двигателя измеряют специальным прибором – компрессометром.

– отличный диагностический метод. С его помощью можно достаточно точно определить многие неисправности, не прибегая к разборке двигателя. Когда, после ремонта компрессия восстанавливается, любой водитель чувствует это на себе. Исправный двигатель, имеющий нормативную компрессию, радует хозяина приемистостью, низким расходом топлива и максимальной мощностью.

Для определения состояния силовой установки автомастера пользуются замером компрессии в цилиндрах мотора. Во время проверки этого параметра удается получить только цифры, но эта операция позволяет оценить состояние цилиндропоршневой группы без сильной разборки двигателя. Замер компрессии – операция, которая выполняется за считанные минуты, а информации эта процедура дает немало. Но не все знают, что такое компрессия и как по ней оценивается степень износа и состояние силового агрегата автомобиля.

Компрессия и степень сжатия

Компрессия – параметр, который показывает давление внутри камеры сгорания при достижении поршня ВМТ на такте сжатия. Она показывает, насколько сжимается топливовоздушная смесь, закачанная в цилиндр при такте впуска.

Давление – один из факторов, участвующих в процессе горения. Если брать дизельный мотор, то в нем воспламенение топливной смеси происходит за счет сильного сжатия, из-за чего смесь разогревается настолько, что происходит самовоспламенение. Давление напрямую влияет на горение.

В бензиновых же моторах загорание смеси происходит от искры свечи зажигания. Но и в таких моторах нужно, чтобы топливовоздушная смесь сжималась. В процессе этого топливо испаряется и лучше перемешивается с воздухом, что обеспечивает легкость воспламенения, полное сгорание смеси с лучшей отдачей энергии. Поэтому компрессия считается важным параметром двигателя.

Автопроизводители в технической документации указывают степень сжатия. Автолюбители воспринимают это показатель как компрессию. В действительности это два разных параметра.

Степень сжатия характеризует соотношение объема цилиндра при нахождении поршня в НМТ и ВМТ. Это геометрический параметр указывающий, как сильно сжимается топливная смесь. Единиц измерения он не имеет. В документации к автомобилю указывается, что степень сжатия составляет 10:1. Отсюда понимаем, что в цилиндре происходит 10-кратное уменьшение объема цилиндра при такте сжатия.

Но степень сжатия — не показатель давления. И виной тому физические процессы, происходящие в цилиндре. При сжатии происходит нагревание топливной смеси, которая находится в газообразном состоянии. А газ при повышении температуры расширяется, увеличивает свой объем. Это и становится причиной того, что значение компрессии выше, чем степени сжатия, на 20%. В результате при степени сжатия в 10:1 получаем давление в камере при завершении такта сжатия на уровне 12 кгс/см. кв. Но это значение не точное, поскольку компрессия меняется из-за тех же физических процессов. На холодном двигателе показатель ниже из-за меньшего расширения газа.

Компрессия в цилиндрах напрямую зависит от степени сжатия, но в обратном направлении никакой зависимости нет. Давление в цилиндрах на геометрический показатель повлиять не может.

Видео: Обманчивая компрессия.Диагностика двигателя без автомобиля

Какая компрессия считается нормальной?

Чрезмерное давление в цилиндрах, как и недостаточное, негативно сказывается на процессах в камерах сгорания. При слишком большой компрессии появляется взрывной характер сгорания топлива, начинается детонация мотора, сопровождающаяся созданием высоких температур и ударными нагрузками на ЦПГ и кривошипно-шатунный механизм.

Поэтому компрессия в двигателях находится в определенном диапазоне. На бензиновых двигателях давление, создаваемое в цилиндре, варьируется в диапазоне 11-13 кгс/см. кв. Но есть и исключения, силовые установки некоторых авто обладают компрессией 14-16 кгс/см. см.

Выше отмечалось, что воспламенение смеси в дизельных моторах происходит от давления, причем немалого. Поэтому в таких моторах показатель компрессии выше, чем у бензиновых. Рабочим считается у дизеля давление на уровне 22 кгс/см. кв.

Что влияет на давление в цилиндрах?

Сжать топливо в камере сгорания возможно только при условии, что в цилиндре обеспечивается герметичность. Поршни при работе мотора постоянно двигаются в цилиндрах, а где есть подвижное соединение, там будут зазоры. И хоть для устранения этих зазоров применяются уплотнители – поршневые кольца, но потери в месте контакта поршней с цилиндрами есть, поскольку часть газов прорывается в подпоршневом пространство.

Взаимодействие элементов ЦПГ между собой приводит к износу контактирующих поверхностей, из-за чего зазоры постепенно увеличиваются, что обеспечивает просачивание большего количества газов. А чем больше их выйдет, тем меньше будет компрессия.

Повлиять на компрессию могут и другие элементы, расположенные в камере сгорания. Закачка составляющих топливной смеси в цилиндр и отвод продуктов горения из него осуществляется клапанами газораспределительного механизма. При нормальном состоянии этих элементов их тарелки за счет пружин плотно прилегают к седлам. Но некоторые негативные процессы,которые проходят в цилиндрах, становятся причиной подгорания седел и кромки тарелки клапанов, образования слоя нагара на них. В результате имеем еще одно место утечки газов при сжатии.

Между головкой и блоком цилиндров помещается прокладка, у которой при перегреве образуются трещины, сказывающиеся на герметичности камеры сгорания.

Это снижает компрессию в цилиндрах. А без давления не соблюдаются условия для нормального сгорания топливной смеси.

Признаки снижение компрессии

Снижение компрессии приводит к изменениям в работе силовой установки. Топливо хуже перемешивается с воздухом, поэтому процесс горения проходит не так, как надо. Результатом этого становиться:

• падение мощности;
• затруднительный пуск мотора «на холодную»;
• перебои в работе;
• мотор «троит».

При критическом снижении компрессии в цилиндрах запуск дизельного мотора невозможен, бензиновый еще может завестись, но с трудом. Граничным считается падение давления на 10% от номинального показателя. К примеру, компрессия мотора составляется 11 кгс/см. кв. Если это значение упадет до 9,9 кгс/см. кв., то установка уже не запустится.

Видео:Компрессия двигателя

Помимо естественного износа существуют и другие факторы, которые влияют на компрессию. Использование некачественного топлива и смазочного материала становится причиной образования нагара внутри цилиндра и на поршне. Происходит закоксовка элементов ЦПГ, из-за которой поршневые кольца «залегают» — заклинивают в сжатом положении. Тот же нагар оседает на клапанах, мешает им плотно прилегать к тарелкам. Эти негативные факторы влияют на компрессию всех цилиндров.

Измеряем компрессию

Замер компрессии выполняется специальным прибором – компрессометром. Это манометр с переходником для установки на двигатель.

Технология замера несложная, но чтобы показания были корректными, необходимо выполнение некоторых условий. Для примера рассмотрим, как проводится операция на бензиновом моторе:

1. Перед началом работ убеждаемся, что АКБ полностью заряжен и способен активно крутить коленчатый вал.
2. Прогреваем силовой до рабочей температуры.
3. Выкручиваем все свечки зажигания.
4. Перекрываем подачу топлива (в карбюраторных моделях отсоединяем топливный патрубок от насоса, в инжекторных – вытаскиваем предохранитель бензонасоса).
5. В свечное отверстие вкручиваем компрессометр.
6. Садимся за руль, выжимаем на педаль акселератора, чтобы открыть дроссельную заслонку, и задействуем стартер на 10-15 сек.
7. Смотрим результат на манометре и записываем его.
8. Проводим аналогичные замеры в остальных цилиндрах.

После замера сверяем показания, на основе которых получаем информацию. А она может быть разной.

Если показания в цилиндрах одинаковое или имеется разница (разбежность в показаниях до 1 кгс/см. кв. между цилиндрами считается нормальной) и при этом не отмечается падения ниже критической отметки – машину можно дальше эксплуатировать.

Компрессия в цилиндрах ниже граничной отметки – сильный износ ЦПГ. Двигатель требует капитального ремонта.

Давление в одном из цилиндров значительно меньше, чем в остальных – имеется место сильной утечки.

Выявить, что стало причиной сильного падения компрессии несложно. Для этого заливаем 20-30 гр. масла в него и повторно проводим замер. Если компрессия подскочила – кольца залегли или разрушились.

Если же заливка масла на компрессию не повлияла – неисправность ищем в клапанах ГРМ или прокладке ГБЦ. Бывают и более серьезные поломки – прогорание поршня или пробой стенки цилиндра, но такие неисправности проявляются не только падением давления, поэтому выявляются они раньше.

Залегшие кольца или трещина в клапане — значительно более частые причины снижения компрессии, чем износ двигателя.

Компрессия — это вульгаризм. Правильно — давление конца такта сжатия. Это давление, которое создается в цилиндре при выключенном зажигании (или без подачи топлива — для дизеля) при положении поршня в верхней мертвой точке. Так вот, многие диагносты по величине замеренной компрессии (прости, наука, за жаргон!) дают заключение: «жив пациент» или «в морг», то есть на капитальный ремонт. По мнению многих продвинутых автомобилистов, компрессия для мотора чуть ли не всё! Но так ли это?

Компрессия и степень сжатия — одно и то же: сказка первая

Нет, не так! Компрессия — это давление в цилиндре, степень сжатия — безразмерный параметр, описывающий геометрические параметры цилиндра: это отношение полного объема цилиндра к объему камеры сжатия (камера сжатия — это объем пространства над поршнем при его положении в ВМТ (еще он называется объемом конца сжатия — это то же самое). Называть ее камерой сгорания некорректно, поскольку сгорание топлива происходит во всем объеме цилиндра.) Компрессия от степени сжатия зависит, а степень сжатия от компрессии — нет! Компрессия зависит еще от кучи параметров: давления начала сжатия, регулировки фаз газораспределения, температуры, при которой проводится замер, протечек из камеры сгорания. А протечки определяются изношенностью колец и цилиндров. «Компрессия» — то максимальное давление, которое мы измеряем в цилиндре при выключенном зажигании.

Поднял компрессию — увеличил мощность: сказка вторая

Не совсем так. Компрессию можно поднять двумя способами — увеличить степень сжатия или уменьшить протечки из камеры сгорания. Посмотрим, что будет в каждом случае: в нашем распоряжении стенд. Для начала уменьшим объем камеры сжатия. Проще всего для этого прошлифовать нижнюю плоскость головки цилиндров. У базового мотора «одиннадцатого» ВАЗа рабочий объем цилиндра чуть больше 370 кубиков. При штатной степени сжатия 9,8 объем камеры сжатия составит 42,6 см³. Можно посчитать, что, сняв 2 мм с посадочной поверхности головки блока цилиндров, мы уменьшаем объем камеры сжатия на 5,1 см³. Новая степень сжатия составит 11 единиц, то есть на 1,2 выше, чем у базового мотора. А теперь, просто из интереса, уберем еще 2 мм. Степень сжатия возрастает уже до 12,6. В учебнике находим нужную формулу и получаем: термический КПД цикла поршневого двигателя теоретически должен вырасти в первом случае минимум на 4%, во втором — на 9%. Здорово! А теперь ставим эти головки на стендовый мотор и снимаем моментные характеристики. Снижение расхода топлива существенно меньше, чем обещала теория, — на 2,5% в первом случае и на 4,5% во втором. Причем эффект более выражен в зоне малых нагрузок. Прибавка мощности еще меньше: от силы 2–3%, причем в зоне малых и средних оборотов. А на высоких — никакого эффекта… Все ясно: с увеличением степени сжатия резко растет давление в цилиндре, этот рост провоцирует детонацию, ее ловит соответствующий датчик — и сдвигает угол опережения зажигания назад. Следовательно, мощность падает. А потому и теоретический эффект существенно уменьшается. Зато растут температуры на выпуске, — стало быть, риск пожечь клапаны и поршни с таким мотором значительно выше. Способ второй — уменьшаем протечки. Пойдем от обратного: сравним, что станет с моментной характеристикой, если заменить кольца такими, чтобы зазоры в них стали больше, скажем, раза в два. Сделали. Для нового мотора — всё нормально, для всех цилиндров компрессия 13,2…13,4 бар. Для испорченного кольцами с большими зазорами — 10,8…11,1. А что показали замеры мощности? В зоне малых оборотов мощность испорченного мотора чуть-чуть упала, но когда перешли 2500 об/мин, кривые момента практически слились. Всё потому, что протечки из камеры сгорания в картер, которые должны бы снизить мощность, заметны только на малых оборотах, а на высоких их масса за один цикл резко падает, ведь с уменьшением времени цикла при увеличении частоты вращения коленчатого вала уменьшается и время на протечку. Компрессия резко выросла, а мощность — нет. Вместе с компрессией проснулась детонация, и угол опережения зажигания пришлось сдвигать назад. А он влияет на мощность сильнее.

Нет компрессии — сразу на капиталку: сказка третья

Обычно механик, обнаруживший низкую компрессию, тут же заявляет: «Двигатель изношен, требуется капиталка». Так ли все однозначно? Нет, конечно! На спор можем назвать двадцать возможных причин снижения компрессии. Тут и проблемы с механизмом газораспределения, и механические или термические повреждения деталей двигателя, и закоксованность поршневых колец. И только одна из них будет связана с катастрофическим износом мотора. Важно уметь различать эти причины, понимать степень их опасности и знать методы борьбы с ними. Но это — тема отдельной статьи.

Чем выше компрессия, тем лучше: сказка четвертая

Частенько от апологетов разных присадок приходится слышать, как подпрыгнула компрессия после очередной обработки мотора. Рост до 15 бар, до 17 бар! Но надо иметь в виду, что в нормальном состоянии, даже восстановив зазоры до состояния нового двигателя, компрессию выше штатной не получить. Откуда же цифры? Обычно на разобранном двигателе видно, что камера сгорания после обработки заросла непонятно чем и, как следствие, уменьшился объем камеры сжатия. Но эти отложения нарушают теплоотвод от камеры сгорания. Отсюда детонация, калильное зажигание и прочее. Так что небывалому росту компрессии не радоваться надо, а наоборот. Изменение удельного расхода топлива при фиксированных оборотах (2500 об/мин) в двух вариантах двигателя — базовом и с кольцами, в которых увеличены зазоры. Компрессия упала, но по расходу это заметно только при малых нагрузках.

И совсем не сказка…

Так на что же влияет компрессия? На многое! Главное — на пусковые свойства мотора, особенно при низких температурах. В первую очередь это касается дизельных двигателей, где от давления и температуры конца сжатия зависит, воспламенится топливо в цилиндре или нет. Но и бензиновые двигатели в холодном состоянии тоже чувствительны к изменению компрессии: она влияет на испаряемость топлива, которое при холодном пуске только теоретически должно испаряться по пути в цилиндр. А реально — попадает туда в виде негорючих жидких капель. Сниженная компрессия повышает давление картерных газов. В этом случае через систему вентиляции на впуск двигателя летит больший объем паров масла. Плохо это: и токсичность растет, и темп загрязнения камеры сгорания резко увеличивается. Неравномерная по цилиндрам компрессия вызывает вибрации двигателя, особенно ощутимые на холостом ходу и при малых оборотах. А это, в свою очередь, вредит и трансмиссии, и подвеске мотора. Да и самому водителю. Словом, роль компрессии как диагностического признака, во многом характеризующего состояние двигателя, очень велика. И наши «сказки» никоим образом не призывают махнуть на нее рукой — наоборот! Но стремление к безудержному ее повышению в поисках дополнительных «лошадок» — дело в целом бесперспективное.

В широком смысле слова компрессия — это величина давления, которое создается в цилиндре в конце такта сжатия. Этот параметр в очень широких пределах зависит от условий, при которых его замеряют, и в значительной степени от технического состояния мотора. Именно поэтому компрессия «взята на вооружение» как диагностический фактор, позволяющий объективно оценивать исправность двигателя.
Как и для всякого оценочного показателя, режимы и способы замера должны быть всегда одинаковыми. Для компрессии они означают, что двигатель прогрет до рабочей температуры, дроссельная заслонка полностью открыта, свечи во всех цилиндрах — вывернуты стартер — исправен, аккумулятор — полностью заряжен.
Несколько слов о компрессометрах — приборах, которые необходимы для этой цели. Их множество, но в сущности они отличаются друг от друга лишь конструктивным исполнением. Как правило, компрессометр состоит из наконечника, вставляемого в свечное отверстие, обратного клапана на входе и манометра. Манометр с наконечником могут быть соединены шлангом или металлической трубкой. Клапан в наконечнике компрессометра необходим для того, чтобы стрелка манометра при замере фиксировалась на уровне наибольшего давления, возникшего в цилиндре. На СТО часто применяют более сложные приборы, где вместо стрелочного манометра установлен самописец, фиксирующий величину измеряемого давления на специальном бланке, либо цифровоке табло.
Как оценивать результаты при замере компрессии? В инструкционных материалах отечественные производитель приводит минимальные значения компрессии, допустимые при эксплуатации автомобиля. Но это не единственное условие. Очень важно, чтобы разница между цилиндрами по величине компрессии была минимальной. Одинаковые или близкие значения свидетельствуют о равноценном состоянии деталей и степени изношенности цилиндров. Возьмем такой пример: в одном из цилиндров мотора компрессометр зарегистрировал 10,1 кгс/см 2 , а в остальных — 11,6-11,8 кгс/см 2 . Несмотря на то, что абсолютные величины компрессии в каждом цилиндре находятся в допустимых пределах, их перепад — сигнал о какой-то неисправности. Поэтому технические нормативы допускают разницу между наибольшим и наименьшим показаниями компрессии в цилиндрах не более 1 кгс/см 2 .
Остановимся на случае, когда компрессия не соответствует заводским требованиям в одном или нескольких цилиндрах. Как и где искать причину?
Простейший и хорошо известный способ: в «подозреваемый» цилиндр через свечное отверстие вливают примерно столовую ложку моторного масла и снова замеряют компрессию. Если давление заметно увеличилось — недостаточна герметичность поршневых колец, если нет — дефект вызван другими причинами (негерметичностью клапанов или прокладки под головкой цилиндров, трещиной или прогаром в стенках камеры сгорания, в днище поршня).
Если есть возможность устранить неисправность своими силами, целесообразно провести более подробное обследование, которое поможет установить конкретную причину пониженной компрессии. Для этого надо сделать простое приспособление. Понадобится вышедшая из строя свеча зажигания, из которой, выбивают изолятор, а к металлическому корпусу приваривают (можно прочно припаять) стальной вентиль от негодной автомобильной или мотоциклетной камеры. Устанавливают поршень обследуемого цилиндра в положение момента зажигания, вворачивают в свечное отверстие изготовленный переходник и присоединяют к нему шланг шинного насоса. Затем, предварительно сняв пробки радиатора и маслозаливной горловины и попросив помощника накачивать воздух в цилиндр, на слух определяют, каким путем происходит его утечка из камеры сгорания. Если воздух поступает в выхлопную трубу — негерметичен выпускной клапан, если во всасывающий коллектор — впускной клапан. При неплотности прокладки головки цилиндров воздух может поступать в рубашку системы охлаждения, что проявится пузырьками в верхнем бачке радиатора. Недостаточная герметичность поршневых колец часто может быть обнаружена по шипению воздуха, прослушиваемому через маслозаливную горловину. Такая проверка помогает более точно представить характер дефекта, объем предстоящих работ и избежать лишней разборки двигателя.
До сих пор речь шла о компрессии в связи с определением и устранением дефектов. Но не менее важно знать, от чего зависит компрессия на исправном двигателе и какие факторы влияют на ее величину.
Понятно, что самый очевидный фактор — степень сжатия в двигателе. Чем она выше, тем выше и давление в цилиндре после такта сжатия. Простота этой зависимости нередко приводит к ошибочному выводу, что величина компрессии должна быть численно равна степени сжатия. Фактически она заметно больше. Откуда же берется дополнительное давление?
Уместно напомнить, что степень сжатия — чисто конструктивный параметр, показывающий соотношение геометрических показателей — полного объема цилиндра над поршнем в нижней мертвой точке (НМТ) и объема камеры сгорания над поршнем, находящимся в верхней мертвой точке (ВМТ). Что же касается сжатия реального газа при перемещении поршня из НМТ в ВМТ, то тут в дело вмешиваются законы термодинамики. На сжатие газа (рабочей смеси или воздуха) затрачивается энергия, которая вызывает повышение его температуры (вспомните нагревание шланга у шинного насоса), что, в свою очередь, ведет к увеличению давления в камере сгорания в конце такта сжатия. Дополнительно этому способствует нагревание газа от стенок цилиндра и камеры сгорания, которые прогреты примерно до 90° С, в то время как всасываемый воздух имеет наружную температуру. На самом же деле тепловые процессы, безусловно, значительно сложнее, чем об этом сказано здесь, однако смысл в том, что именно от этих явлений, происходящих в строго определенный временной промежуток, зависит фактическая величина давления при сжатии. Отсюда ясно, как важно при замере компрессии выдерживать заданный тепловой режим двигателя и частоту вращения коленчатого вала.
Есть и другой фактор, имеющий практическое влияние на результат замера компрессии. В упрощенном виде можно принять, что перед тактом сжатия цилиндр заполнен газом, имеющим всегда одинаковое давление, практически — атмосферное. А если оно будет пониженным? Тогда, естественно, и конечное значение давления будет более низким. Заполняется цилиндр во время такта всасывания, когда в нем создается разрежение и порция воздуха проходит через весь впускной тракт — воздушный фильтр, впускной коллектор. Чем меньше здесь сопротивление газовому потоку, тем больше будет наполнение цилиндра перед сжатием. Вывод прост — забитый пылью воздушный фильтр может существенно исказить результат замера, даже если воздушная и дроссельная заслонки при этом будут открыты, как и положено.
Существует также конструктивный фактор, благодаря которому двигатели разных моделей могут отличаться друг от друга по компрессии, несмотря на то, что степень сжатия их одинакова. Считают, что сжатие в цилиндре начинается сразу, как только поршень начал движение вверх от НМТ. Это возможно лишь при условии, если впускной клапан, через который во время предыдущего такта заполнялся цилиндр, уже полностью закрыт. Однако в современных моторах впускной клапан закрывается значительно позже, когда поршень уже пройдет часть пути к ВМТ. Величина этого «запаздывания », выраженная в углах поворота коленчатого вала, составляет 40°-70°.
Такое конструктивное решение обеспечивает получение высокой мощности на больших оборотах коленчатого вала, поскольку в начале такта сжатия, когда давление в цилиндре еще невелико, поток топливной смеси по инерции продолжает поступать в цилиндр и тем самым производит его дозарядку. Иная картина на малых оборотах, когда скорость и инерционность потока смеси малы. При небольшой частоте вращения коленчатого вала, которая достигается стартером, к моменту закрытия впускного клапана поршень успевает вытолкнуть обратно во впускной тракт часть газа, заполнявшего цилиндр, и фактически сжатие начинается только после закрытия клапана.
Таким образом, двигатель каждой модели обладает индивидуальными особенностями, зависящими еще и от фаз газораспределения. В реальной жизни каждый мотор может иметь заметные отклонения от параметров фаз, которые заложены конструкторами. Причина этого — износы деталей привода и нарушение их регулировок. Следовательно, и этот фактор нужно учитывать на практике.
Еще раз подчеркнем роль компрессии: она дает хорошую возможность объективно оценить «состояние здоровья» двигателя, не требуя при этом сложного оборудования. Регулярная проверка компрессии — на СТО или самостоятельно — должна стать правилом, так как это позволит содержать двигатель исправным и, в конечном счете, экономить топливо, масло и средства на текущий ремонт.

Двигатели внутреннего сгорания — Wikiversity

Двигатели внутреннего сгорания (или двигатели внутреннего сгорания или ДВС, как их еще называют) используются в повседневной жизни и могут быть найдены в: автомобилях; грузовики; мотоциклы; легкие самолеты; строительная техника и автомобили; железнодорожные локомотивы; стационарные энергосистемы; и лодки и корабли всех размеров. Изучение двигателей превратилось в отрасль машиностроения.

Есть два типа двигателей внутреннего сгорания,

Четырехтактный двигатель
1. и
2. Двухтактный двигатель

Также двигатели можно классифицировать по циклам, которым они следуют, как указано ниже.

1. Дизельный двигатель
2. Бензиновый двигатель

Четырехтактные двигатели, как следует из названия, имеют четыре разных цикла, а именно
a.прием
б. сжатие
c. зажигание / расширение
d. выхлоп

В двухтактном режиме всего два цикла, и каждый из них имеет два цикла, выполняемых одновременно.
а. впуск / выпуск
б. зажигание / сжатие

Несколько определений:

 ВМТ: верхняя мертвая точка. Это самая верхняя часть, до которой поршень может дотянуться в вертикальном двигателе. 
 BDC: нижняя мертвая точка. Это самая нижняя часть, до которой поршень может добраться в вертикальном двигателе.
 

Степень сжатия Двигатель внутреннего сгорания — это, по сути, насос, который сжимает смесь воздух / топливо (или просто «воздух» в случае двигателей с прямым впрыском), а затем зажигает ее, так что она расширяется и производит механическую энергию. Степень сжатия в основном показывает, насколько двигатель сжимает определенный объем всасываемого воздуха. Двигатель со степенью сжатия 12: 1 означает, что на каждые 12 единиц всасываемого объема воздуха поршень сжимает этот воздух до 1 единицы объема.Чем больше воздуха вжимается в камеру сгорания, тем больше энергии вырабатывается на один объем двигателя на такте расширения.

Одним из ограничивающих факторов увеличения степени сжатия является детонация (известная как стук двигателя), когда вместо контролируемого горения воздушно-топливная смесь взрывается, потенциально повреждая двигатель. Кроме того, двигатель с более высокой степенью сжатия имеет тенденцию иметь меньший зазор между поршнем в верхней мертвой точке (ВМТ) и полностью открытыми клапанами, а работа на высоких оборотах может привести к смещению клапана, что может привести к контакту между клапанами и поршнем.

Коэффициент сжатия = (Рабочий объем + зазорный объем) / зазорный объем

Рабочий объем = Объем поршня, пройденного за один полный ход от ВМТ до НМТ.

Свободный объем = Объем камеры сгорания, когда поршень находится в ВМТ

Бензиновый двигатель Бензиновые двигатели, также известные как двигатели с искровым зажиганием, нуждаются во внешнем источнике энергии для воспламенения топлива как для запуска, так и для работы двигателя. Как следует из обоих названий, в этом двигателе используются свечи зажигания для обеспечения искры зажигания и бензин (бензин) в качестве топлива.

Системы бензинового двигателя

1. Топливная система перекачивает топливо из бензобака в карбюратор. Там он смешивается с воздухом и всасывается в цилиндры двигателя. При электронном впрыске топлива он поступает непосредственно из бака в цилиндры с помощью электронного компьютера.

2. Система зажигания подает искры для воспламенения топливной смеси в цилиндрах. С помощью катушки зажигания и прерывателя контактов он заряжает 12-вольтовую батарею, которая, в свою очередь, выдает импульсы в 20 000 вольт.Они проходят через распределитель к свечам зажигания в цилиндрах, где создают искры. При воспламенении топлива в цилиндрах температура достигает 700 ° C и более.

3. В системе водяного охлаждения, в которой вода циркулирует по каналам в блоке цилиндров, отводя таким образом тепло. Он течет по трубам в радиаторе, которые охлаждаются нагнетаемым вентилятором воздухом.

4. Система смазки также снижает теплоотдачу, но ее функциональная задача — поддерживать покрытие движущихся частей маслом, которое под давлением подается к распределительному валу, коленчатому валу и механизму привода клапана.

5. Карбюратор — сердце бензиновых / бензиновых двигателей. Он точно дозирует топливно-воздушную смесь. Старые карбюраторы делают опережение искры, измеряя разницу давления между внешней и внутренней частями карбюратора. Также измеряется величина подъема дроссельной заслонки. Остатки двигателя, которые могут быть оксидом углерода или несгоревшими углеводородами, показывают, насколько хорошо работает карбюратор.

Классификация бензиновых двигателей

Поршневые двигатели подразделяются на несколько категорий.Некоторые из них:

1. По способу охлаждения,

а. Двигатели с воздушным охлаждением: Тепло от двигателя излучается в окружающий воздух. Обычно используются алюминиевые ребра, поскольку они хорошо проводят тепло. Ребра увеличивают общую площадь контакта с окружающим воздухом, обеспечивая максимальный отвод тепла.

г. Двигатели с водяным охлаждением: В этих двигателях охлаждающая жидкость / вода циркулирует через рубашки, расположенные на цилиндре, для отвода тепла.

2. По количеству ходов,

а. 2-тактные двигатели: Завершает термодинамический цикл за два хода поршня (один оборот кривошипа).

г. 4-тактные двигатели: Завершает термодинамический цикл за четыре такта поршня (два оборота кривошипа).

3. В соответствии с расположением цилиндров,

а. Линейное расположение цилиндров: все цилиндры расположены по прямой линии.

г. V-цилиндровый двигатель или V-образный двигатель: два цилиндра наклонены друг к другу под углом 90 градусов.

4. В зависимости от расположения клапана, а. Одинарный верхний распредвал (SOHC)

г. Двойной верхний распредвал (DOHC)

Детали бензинового двигателя

Ниже приведены важные части бензинового двигателя: 1. Цилиндры 2. Блок цилиндров 3. Поршень и шатуны 4. Головка блока цилиндров Картер 5. Клапаны 6. Вал коленчатый Маховик 7. Выхлопная система 8. Распредвал Топливная система 9. Система смазки 10. Система зажигания

Работа бензинового двигателя

Обычно автомобили с бензиновым / бензиновым двигателем имеют четырехтактный двигатель, поскольку они более эффективны, чем двухтактный двигатель, и обеспечивают полное сгорание топлива для оптимального использования. Четырехтактный двигатель имеет четыре такта, а именно: впуск, сжатие, мощность, и выхлопные такты.

1. Такт всасывания или впуска — первоначально при запуске двигателя поршень движется вниз по направлению к НМТ цилиндра, что создает низкое давление вверху. Вследствие этого открывается впускной клапан, и смесь, содержащая пары бензина и воздух, всасывается цилиндром. Именно через карбюратор смешивается соотношение бензин / бензин и воздух.

2. Ход сжатия — после этого хода впускной клапан закрывается. Поршень теперь движется к верхней (ВМТ) цилиндра, сжимая топливную смесь до одной десятой ее первоначального объема.Температура и давление внутри цилиндра повышаются из-за сжатия.

3. Рабочий ход — во время этого хода впускной и выпускной клапаны остаются закрытыми. Когда поршень достигает почти верхнего положения (ВМТ), свеча зажигания производит электрическую искру. Горение запускается системой зажигания, которая зажигает искру высокого напряжения через заменяемый на месте воздушный зазор, называемый свечой зажигания. Возникшая искра вызывает взрыв топливовоздушной смеси. Горячие газы расширяются и заставляют поршень двигаться вниз.Поршень соединен со штоком поршня, а шток поршня — с коленчатым валом. Все они движутся друг к другу из-за связи между ними. Коленчатый вал соединен с колесами автомобиля. Когда коленчатый вал движется, колеса вращаются и перемещают автомобиль.

4. Такт выпуска — в этом такте выпускной клапан остается открытым в начале. Поршень вынужден двигаться вверх из-за полученного импульса. Это заставляет газы перемещаться через выпускной клапан в атмосферу.Теперь выпускной клапан закрывается, а впускной клапан открывается. После этого четыре такта двигателя повторяются снова и снова.

Приложения: Эти двигатели широко используются в транспортных средствах, переносных электростанциях для подачи энергии для работы насосов и другого оборудования на фермах. Многие небольшие лодки, самолеты, грузовики и автобусы также используют его.

Объем будущего: Постоянно ведутся исследования, чтобы повысить эффективность использования топлива, уменьшить количество загрязняющих веществ и сделать его более легким и компактным.Недавно инженеры Бирмингемского университета создали самый маленький бензиновый двигатель, способный заменить обычные батареи. Двигатель такой миниатюрный, что с ним можно потрогать кончиками пальцев.

Дизельный двигатель

Подобно бензиновому двигателю, дизель — это двигатель внутреннего сгорания, который преобразует химическую энергию топлива в механическую энергию, которая вызывает возвратно-поступательное движение внутри цилиндров. Поршни соединены с коленчатым валом двигателя, который обеспечивает движение, необходимое для приведения в движение колес транспортного средства.Как в бензиновых, так и в дизельных двигателях энергия выпущен в серии небольших взрывов, известных как горение. Топливо вступает в химическую реакцию с кислородом из воздуха, который забирается во время такта впуска двигателя. Зажигание в бензиновых двигателях происходит из-за искр от свечей зажигания, тогда как в дизельных двигателях топливо воспламеняется из-за тепла сжатия. При сжатии воздух нагревается.

Типы дизельных двигателей

Дизельные двигатели могут быть четырехтактными или двухтактными.

Четырехтактный дизельный двигатель

Работа четырехтактного дизельного двигателя следующая:

1. Такт впуска или всасывания начинается, когда поршень втягивает воздух в цилиндр через впускной клапан. Когда поршень достигает дна цилиндра, впускной клапан закрывается, задерживая воздух внутри цилиндра.

2. Такт сжатия начинается, когда поршень перемещается вверх по цилиндру, сжимая захваченный воздух.Давление повышается от 32 до 50 бар, а температура — до 600 градусов Цельсия.

3. Такт впрыска начинается где-то около ВМТ такта сжатия, топливо разбрызгивается в горячий воздух, воспламеняется и горит контролируемым образом из-за тепла сжатия, что приводит к такту мощности. 4. Такт выпуска начинается, когда поршень НМТ, поршень вытесняет все сгоревшие газы через открытый выпускной клапан. В верхней части такта выпуска выпускной клапан закрывается, а впускной клапан открывается, готовый принять свежий заряд воздуха, который возвращает двигатель в исходную точку.Цикл повторяется снова.

Двухтактный дизель

Дизельный двигатель работает так же, как четырехтактный дизельный двигатель, но уменьшает четыре хода поршня до двухтактных один раз вверх и один раз вниз по цилиндру.

1. Когда поршень находится в верхней части своего цилиндра, он находится на такте сжатия. Цилиндр заполнен сжатым перегретым воздухом. Дизельное топливо впрыскивается и воспламеняется. Поршень движется вниз по цилиндру для своего рабочего хода.Когда поршень приближается к нижней части рабочего хода, выпускные клапаны открываются, и большая часть сгоревших газов устремляется из цилиндра. Теперь, когда поршень продолжает двигаться вниз по цилиндру, он открывает ряд отверстий в стенке цилиндра, через которые вдувается сжатый воздух, выталкивая оставшиеся сгоревшие газы. из баллона и заправьте его свежим воздухом.

2. При движении поршня вверх он блокирует впускные отверстия, задерживая заряд свежего воздуха в цилиндре.Хотя поршень прошел лишь немного больше одного хода, он уже завершил свой рабочий ход, процесс выпуска и впускной цикл. Когда поршень поднимается вверх по цилиндру во время второго хода, он сжимает свежий воздух. Когда он достигнет В верхней части цилиндра происходит впрыск и сгорание, начиная цикл снова. Двухтактный двигатель производит один рабочий ход за каждый полный цикл, в то время как четырехтактный двигатель производит один рабочий ход за каждые четыре такта.

Как рассчитать объемный КПД двигателя внутреннего сгорания — х-инженер.org

Для теплового двигателя процесс сгорания зависит от соотношения воздух-топливо внутри цилиндра. Чем больше воздуха мы можем попасть в камеру сгорания, тем больше топлива мы можем сжечь, тем выше выходной крутящий момент и мощность двигателя.

Поскольку воздух имеет массу, он инерционен. Кроме того, впускной коллектор, клапаны и дроссельная заслонка ограничивают поток воздуха в цилиндры. По объему мы измеряем способность двигателя заполнить доступный геометрический объем двигателя воздухом.Его можно рассматривать как соотношение между объемом воздуха, втягиваемого в цилиндр (реальным), и геометрическим объемом цилиндра (теоретическим).

Большинство двигателей внутреннего сгорания, используемых в настоящее время на дорожных транспортных средствах, имеют фиксированный объемный объем (рабочий объем), определяемый геометрией цилиндра и кривошипно-шатунного механизма. Строго говоря, общий объем двигателя V _t [m ³ ] вычисляется функцией общего количества цилиндров n _c [-] и объема одного цилиндра V _cyl [m ³ ] .

\ [V_t = n_c \ cdot V_ {cyl} \ tag {1} \]

Общий объем цилиндра — это сумма смещенного (стреловидного) объема V _d [m ³ ] и зазор В _c [м ³ ] .

\ [V_ {cyl} = V_d + V_c \ tag {2} \]

Объем зазора очень мал по сравнению с объемом вытеснения (например, соотношение 1:12), поэтому им можно пренебречь при расчете объемной эффективности двигатель.

Изображение: Основные параметры геометрии поршня и цилиндра двигателей внутреннего сгорания

где:

IV — впускной клапан
EV — выпускной клапан
ВМТ — верхняя мертвая точка
НМТ — нижняя мертвая точка
B — отверстие цилиндра
S — поршень ход
r — длина шатуна
a — радиус кривошипа (смещение)
x — расстояние между осью кривошипа и осью поршневого пальца
θ — угол поворота кривошипа
Vd — смещенный (стреловидный) объем
Vc — зазорный объем

The объемный КПД η _v [-] определяется как соотношение между фактическим (измеренным) объемом всасываемого воздуха V _a [м ³ ] , втянутым в цилиндр / двигатель, и теоретическим объемом двигатель / цилиндр V _d [m ³ ] во время впускного цикла двигателя.

\ [\ eta_v = \ frac {V_a} {V_d} \ tag {3} \]

Объемный КПД можно рассматривать также как КПД двигателя внутреннего сгорания по заполнению цилиндров всасываемым воздухом. Чем выше объемный КПД, тем больше объем всасываемого воздуха в двигатель.

В двигателях с непрямым впрыском топлива (в основном, бензиновых) всасываемый воздух смешивается с топливом. Поскольку количество топлива относительно невелико (соотношение 1: 14,7) по сравнению с количеством воздуха, мы можем пренебречь массой топлива для расчета объемного КПД.

Фактический объем всасываемого воздуха может быть рассчитан функцией массы воздуха м _a [кг] и плотности воздуха ρ _a [кг / м ³ ] :

\ [V_a = \ frac {m_a } {\ rho_a} \ tag {4} \]

Замена (4) в (3) дает объемный КПД, равный:

\ [\ eta_v = \ frac {m_a} {\ rho_a \ cdot V_d} \ tag {5 } \]

Обычно на динамометрическом стенде двигателя массовый расход всасываемого воздуха измеряется [кг / с] вместо массы воздуха [кг] .Следовательно, нам нужно использовать массовый расход воздуха для расчета объемного КПД.

\ [\ dot {m} _a = \ frac {m_a \ cdot N_e} {n_r} \ tag {6} \]

где:

N _e [rot / s] — частота вращения двигателя
n _r [-] — количество оборотов коленчатого вала за полный цикл двигателя (для 4-тактного двигателя n _r = 2 )

Из уравнения (6) мы можем записать массу всасываемого воздуха как:

\ [m_a = \ frac {\ dot {m} _a \ cdot n_r} {N_e} \ tag {7} \]

Замена (7) в (5) дает объемный КПД, равный:

\ [\ bbox [# FFFF9D] {\ eta_v = \ frac {\ dot {m} _a \ cdot n_r} {\ rho_a \ cdot V_d \ cdot N_e}} \ tag {8} \]

Объемная эффективность максимальная 1.00 (или 100%). При этом значении двигатель способен всасывать весь теоретический объем воздуха, доступного в двигатель. Есть особые случаи, когда двигатель специально разработан для одной рабочей точки, для которой объемный КПД может быть немного выше 100%.

Если давление всасываемого воздуха p _a [Па] и температура T _a [K] измеряются во впускном коллекторе, плотность всасываемого воздуха может быть рассчитана как:

\ [\ rho_a = \ frac {p_a} {R_a \ cdot T_a} \ tag {9} \]

где:

ρ _a [кг / м ³ ] — плотность всасываемого воздуха
p _a [Па] — давление всасываемого воздуха
T _a [K] — температура всасываемого воздуха
R _a [Дж / кгK] — газовая постоянная для сухого воздуха (равная 286.{-3} \ cdot \ frac {1000} {60}} = 0.70

= 70.91 \ text {%} \]

Объем двигателя был преобразован с л на м ³ , а частота вращения двигателя — с об / мин. От до об / с .

Изображение: Функция объемного КПД давления всасываемого воздуха и частоты вращения двигателя

Объемный КПД двигателя внутреннего сгорания зависит от нескольких факторов, таких как:

• геометрия впускного коллектора
• давление всасываемого воздуха
• всасываемый воздух температура
• массовый расход всасываемого воздуха (который зависит от частоты вращения двигателя)

Обычно двигатели рассчитаны на максимальный объемный КПД при средних / высоких оборотах двигателя и нагрузке.

Вы также можете проверить свои результаты, используя калькулятор ниже.

Калькулятор объемного КПД

По любым вопросам или наблюдениям относительно этого руководства, пожалуйста, используйте форму комментариев ниже.

Не забывайте ставить лайки, делиться и подписываться!

Экспериментальное исследование и анализ воспламенения от сжатия однородного заряда в двухтактном двигателе со свободным поршнем на JSTOR

Абстрактный

РЕФЕРАТ Настоящая работа посвящена экспериментальному исследованию воспламенения от сжатия однородного заряда в свободно колеблющемся двухтактном свободнопоршневом двигателе.Линейный генератор со свободным поршнем (FPLG), который разрабатывается в Немецком аэрокосмическом центре (DLR), представляет собой инновационный двигатель внутреннего сгорания для выработки электроэнергии. Эта концепция может, например, использоваться в гибридных электромобилях, в качестве вспомогательной силовой установки или в комбинированных теплоэнергетических установках. FPLG состоит из трех основных компонентов. В двухтактном блоке сгорания тепло выделяется за счет сжигания топливно-воздушной смеси, и поршень ускоряется. Затем эта энергия преобразуется в электрическую во втором компоненте — линейном генераторе.Эта подсистема состоит из электромагнитных катушек в качестве статора и постоянных магнитов в качестве движителя. Двигатель жестко соединен с поршнем сгорания. Третий компонент, пневматическая пружина, служит промежуточным накопителем энергии и изменяет движение поршня, замедляя его. При таком расположении поршень свободно колеблется между камерой сжатия блока сгорания и пневматической пружиной без механической связи, такой как коленчатый вал. Из-за свободного движения поршня верхняя и нижняя мертвые точки и, следовательно, например, степень сжатия больше не фиксируются.Эта свобода и использование полностью регулируемого клапанного механизма обеспечивают возможность фундаментальной оптимизации процесса внутреннего сгорания. Воспламенение от сжатия с однородным зарядом (HCCI) является одним из преимуществ процесса сгорания, который приводит к низким исходным выбросам и высокой эффективности. В качестве основы для использования процесса HCCI в документе сначала представлена ​​стратегия перехода между режимом искрового зажигания и режимом HCCI в FPLG с использованием большой вариативности концепции двигателя. Автоматическое зажигание обедненной топливно-воздушной смеси обеспечивается за счет адаптации степени сжатия и внутренней рециркуляции выхлопных газов.Последнее достигается за счет раннего открытия впускного клапана и промежуточного накопления продуктов сгорания во впускном коллекторе. Кроме того, здесь будут обсуждаться проблемы, связанные со свободно колеблющимся поршнем. При анализе результатов экспериментов будут подробно рассмотрены кривая давления и свободное движение поршня. Благодаря свободному перемещению поршня, стохастические колебания зажигания могут быть уравновешены системой без внешнего управления. Этот эффект и измеренные значения эффективности показывают многообещающий потенциал процесса HCCI в двигателях со свободным поршнем.

Информация о журнале

Международный журнал двигателей внутреннего сгорания (SAE International Journal of Engines) — это научный рецензируемый исследовательский журнал, посвященный науке и технике по двигателям внутреннего сгорания. Журнал освещает инновационные и архивные технические отчеты по всем аспектам разработки двигателей внутреннего сгорания, включая исследования, проектирование, анализ, контроль и выбросы. Стремясь стать всемирно признанным исчерпывающим источником для исследователей и инженеров в области исследований и разработок двигателей, журнал публикует только те технические отчеты, которые считаются имеющими значительное и долгосрочное влияние на разработку и конструкцию двигателей

Информация об издателе

SAE International — это глобальная ассоциация, объединяющая более 128 000 инженеров и технических экспертов в аэрокосмической, автомобильной и коммерческой промышленности.Основные направления деятельности SAE International — обучение на протяжении всей жизни и разработка добровольных согласованных стандартов. Благотворительным подразделением SAE International является SAE Foundation, который поддерживает множество программ, включая A World In Motion® и Collegiate Design Series.

Права и использование

Этот предмет является частью коллекции JSTOR.
Условия использования см. В наших Положениях и условиях
Авторские права © 2015 SAE Japan и Авторские права © 2015 SAE International
Запросить разрешения

Мощность поршневого двигателя самолета

Все авиационные двигатели классифицируются в соответствии с их способностью выполнять работу и вырабатывать мощность.На этой странице представлено объяснение работы и мощности и того, как они рассчитываются. Также обсуждаются различные коэффициенты полезного действия, которые определяют выходную мощность поршневого двигателя.

Физик определяет работу как силу, умноженную на расстояние. Работа, совершаемая силой, действующей на тело, равна величине силы, умноженной на расстояние, на котором действует сила.

Работа измеряется несколькими стандартами. Наиболее распространенная единица измерения — фут-фунт (фут-фунт). Если груз весом в один фунт поднимается на один фут, один фут-фунт работы был выполнен.Чем больше масса и / или чем больше расстояние, тем больше выполняется работа.

Обычной единицей измерения механической мощности является мощность в лошадиных силах (л.с.). В конце XVIII века изобретатель паровой машины Джеймс Ватт обнаружил, что английская рабочая лошадка может работать со скоростью 550 фут-фунтов в секунду или 33000 фут-фунтов в минуту в течение разумного периода времени. Из его наблюдений пришла единица лошадиных сил, которая является стандартной единицей механической мощности в английской системе измерения.Чтобы рассчитать номинальную мощность двигателя, разделите мощность, развиваемую в фут-фунтах в минуту, на 33 000 или мощность в фут-фунтах в секунду на 550.

33 000 или фут-фунт-сила в секунду 550

Как указано выше, работайте — произведение силы и расстояния, а мощность — работа за единицу времени. Следовательно, если груз весом 33 000 фунтов поднимается на вертикальное расстояние 1 фут за 1 минуту, затрачиваемая мощность составляет 33 000 фут-фунтов в минуту, или ровно 1 л.с.

Работа выполняется не только при приложении силы для подъема; сила может быть приложена в любом направлении. Если 100-фунтовый груз тащится по земле, сила все еще применяется для выполнения работы, хотя направление результирующего движения примерно горизонтальное. Величина этой силы будет зависеть от неровности земли.

Если бы груз был прикреплен к пружинным весам с градуировкой в ​​фунтах, а затем потянул за ручку весов, можно было бы измерить необходимое усилие.Предположим, что требуемое усилие составляет 90 фунтов, а груз весом 100 фунтов переносится на 660 футов за 2 минуты. Объем работы, выполненной за 2 минуты, составляет 59 400 фут-фунтов или 29 700 фут-фунтов в минуту. Поскольку 1 л.с. составляет 33 000 фунт-футов в минуту, затрачиваемое количество л.с. в этом случае равно 29 700 разделенным на 33 000, или 0,9 л.с.

Рабочий объем поршня

Когда другие факторы остаются равными, чем больше рабочий объем поршня, тем большую максимальную мощность способен развивать двигатель. Когда поршень перемещается из НМТ в ВМТ, он перемещает определенный объем.Объем, смещаемый поршнем, известен как смещение поршня и выражается в кубических дюймах для большинства двигателей американского производства и кубических сантиметрах для других.

Смещение поршня одного цилиндра может быть получено умножением площади поперечного сечения цилиндра на общее расстояние, на которое поршень перемещается в цилиндре за один ход. Для многоцилиндровых двигателей это произведение умножается на количество цилиндров, чтобы получить общий рабочий объем поршня двигателя.

Поскольку объем (V) геометрического цилиндра равен площади (A) основания, умноженной на высоту (h), математически он выражается как:

V = A × h

Площадь основания равна площадь поперечного сечения цилиндра.

Площадь круга

Чтобы найти площадь круга, необходимо использовать число пи (π). Это число представляет собой отношение длины окружности к диаметру любого круга. Пи нельзя указать точно, потому что это бесконечное десятичное число. Это 3,1416, выраженное с точностью до четырех знаков после запятой, что достаточно для большинства вычислений.

Площадь круга, например прямоугольника или треугольника, должна быть выражена в квадратных единицах. Расстояние, равное половине диаметра круга, называется радиусом.Площадь любого круга находится путем возведения в квадрат радиуса (r) и умножения на π. Формула:

A = πr ²

Радиус окружности равен ½ диаметра

2

Пример

Вычислите смещение поршня 14-цилиндрового двигателя PWA с цилиндром 5,5. диаметр дюйма и ход 5,5 дюйма. Требуются следующие формулы:

r = d

Всего V = V x n (количество цилиндров)

Подставьте значения в эти формулы и завершите расчет.

r = d = 5,5 дюйма (дюймов) ÷ 2 = 2,75 дюйма

A = πr ² = 3,1416 (2,75 дюйма x 2,75 дюйма) A = 3,1416 x 7,5625 квадратных дюймов (дюйм ² ) = 23,7584 дюйма ² V = A xh = 23,7584 дюйма ² x 5,5 дюйма = 130,6712 кубических дюймов (дюймов ³ ) Всего V = V xn = 130,6712 дюймов ³ x 14 Всего V = 1829,3968 дюймов ³

Округлено до следующее целое число, полный рабочий объем поршня равен 1829 кубических дюймов.

Другой метод расчета смещения поршня использует диаметр поршня вместо радиуса в формуле для площади основания.

A = ¼ x (π) (d ² )

Подстановка A = ¼ x 3,1416 x 5,5 дюйма x 5,5 дюйма A = 0,7854 x 30,25 дюйма ² A = 23,758 дюйма ²

С этого момента, вычисления идентичны предыдущему примеру.

Степень сжатия

Все двигатели внутреннего сгорания должны сжимать топливно-воздушную смесь, чтобы получить разумный объем работы от каждого рабочего такта. Заряд топлива / воздуха в цилиндре можно сравнить со спиральной пружиной в том смысле, что чем сильнее он сжимается, тем больше работы он потенциально способен выполнять.

Степень сжатия двигателя — это сравнение объема пространства в цилиндре, когда поршень находится в нижней части хода, с объемом пространства, когда поршень находится в верхней части хода. [Рис. 1] Это сравнение выражается в виде отношения, отсюда и термин «степень сжатия». Степень сжатия является определяющим фактором максимальной мощности, развиваемой двигателем, но она ограничена современными сортами топлива и высокими оборотами двигателя и давлениями в коллекторе, необходимыми для взлета.Например, если в цилиндре имеется 140 кубических дюймов пространства, когда поршень находится внизу, и 20 кубических дюймов пространства, когда поршень находится в верхней части хода, степень сжатия будет 140 к 20. Если это соотношение выражается в виде дробей, это будет 140/20 или 7: 1, обычно представляемое как 7: 1.

Рис. 1. Степень сжатия

Ограничения, наложенные на степени сжатия, давление в коллекторе и влияние давления в коллекторе на давления сжатия, имеют большое влияние на работу двигателя.Давление в коллекторе — это среднее абсолютное давление воздуха или заряда топлива / воздуха во впускном коллекторе, которое измеряется в дюймах ртутного столба («Hg»). Давление в коллекторе зависит от частоты вращения двигателя (настройки дроссельной заслонки) и степени наддува. работа нагнетателя увеличивает вес заряда, поступающего в цилиндр. Когда настоящий нагнетатель используется с авиационным двигателем, давление в коллекторе может быть значительно выше, чем давление внешней атмосферы. Преимущество этого условия состоит в том, что большее количество заряда подается в заданный объем цилиндра, и в результате получается большая мощность в лошадиных силах.

Степень сжатия и давление в коллекторе определяют давление в цилиндре в той части рабочего цикла, когда оба клапана закрыты. Давление заряда перед сжатием определяется давлением в коллекторе, в то время как давление на высоте сжатия (непосредственно перед воспламенением) определяется давлением в коллекторе, умноженным на степень сжатия. Например, если двигатель работал при давлении в коллекторе 30 дюймов рт. Ст. Со степенью сжатия 7: 1, давление в момент перед зажиганием было бы приблизительно 210 дюймов рт. Ст.Однако при давлении в коллекторе 60 дюймов рт. Ст. Давление будет 420 дюймов рт. Ст.

Не вдаваясь в подробности, было показано, что событие сжатия увеличивает эффект изменения давления в коллекторе, и величина обоих влияет на давление топливного заряда непосредственно перед моментом воспламенения. Если давление в это время становится слишком высоким, происходит предварительное зажигание или детонация, что приводит к перегреву. Предварительное зажигание — это когда заряд топливного воздуха начинает гореть до того, как загорится свеча зажигания.Детонация происходит, когда топливный воздушный заряд воспламеняется свечой зажигания, но вместо того, чтобы гореть с контролируемой скоростью, он взрывается, вызывая очень быстрый скачок температуры и давления в цилиндрах. Если это состояние существует очень долго, двигатель может быть поврежден или разрушен.

Одной из причин использования двигателей с высокой степенью сжатия является получение большой экономии топлива, чтобы преобразовать больше тепловой энергии в полезную работу, чем это делается в двигателях с низкой степенью сжатия. Поскольку больше тепла заряда преобразуется в полезную работу, стенки цилиндра поглощают меньше тепла.Этот фактор способствует более холодной работе двигателя, что, в свою очередь, увеличивает тепловой КПД. Здесь снова необходим компромисс между потребностью в экономии топлива и потребностью в максимальной мощности без детонации. Некоторые производители двигателей с высокой степенью сжатия подавляют детонацию при высоком давлении в коллекторе за счет использования высокооктанового топлива и ограничения максимального давления в коллекторе.

Указанная мощность в лошадиных силах

Указанная мощность в лошадиных силах, производимая двигателем, представляет собой мощность, рассчитанную на основе указанного среднего эффективного давления и других факторов, которые влияют на выходную мощность двигателя.Указанная мощность — это мощность, развиваемая в камерах сгорания, без учета потерь на трение в двигателе. Эта мощность рассчитывается как функция фактического давления в цилиндре, зарегистрированного во время работы двигателя.

Для облегчения расчетов указанной мощности механическое показывающее устройство, например, прикрепленное к цилиндру двигателя, регистрирует фактическое давление, существующее в цилиндре во время полного рабочего цикла. Это изменение давления можно представить в виде графика, показанного на рисунке 2.Обратите внимание, что давление в цилиндре повышается на такте сжатия, достигает пика после верхнего центра и уменьшается по мере того, как поршень движется вниз на рабочем ходе. Поскольку давление в цилиндре меняется в течение рабочего цикла, вычисляется среднее давление (линия AB). Это среднее давление, если оно применяется постоянно во время рабочего такта, будет выполнять ту же работу, что и изменяющееся давление в течение того же периода. Это среднее давление известно как указанное среднее эффективное давление и включается в расчет указанной мощности вместе с другими техническими характеристиками двигателя.Если характеристики и указанное среднее эффективное давление двигателя известны, можно рассчитать указанную номинальную мощность в лошадиных силах.

Рисунок 2. Степень сжатия

Указанную мощность для четырехтактного двигателя можно рассчитать по следующей формуле, в которой буквенные символы расположены в числителе. для помощи в запоминании формулы:

Указанная мощность = ПЛАНКА

33000

Где:

P = указанное среднее эффективное давление, фунт / кв. дюйм

L = длина хода, дюйм футы или доли фута

A = Площадь головки поршня или площадь поперечного сечения цилиндра, в квадратных дюймах

N = Число рабочих ходов в минуту: об / мин

2

K = Число цилиндров

В приведенной выше формуле площадь поршня, умноженная на указанное среднее эффективное давление дает силу, действующую на поршень в фунтах.Эта сила, умноженная на длину хода в футах, дает работу, выполненную за один рабочий ход, которая, умноженная на количество рабочих ходов в минуту, дает количество фут-фунтов работы, производимой одним цилиндром в минуту. Умножение этого результата на количество цилиндров в двигателе дает количество работы, выполненной двигателем в фут-фунтах. Поскольку л.с. определяется как работа, выполняемая со скоростью 33 000 фут-фунтов в минуту, общее количество фут-фунтов работы, выполняемой двигателем, делится на 33 000, чтобы найти указанную мощность.

Пример

Дано:

Указанное среднее эффективное давление (P) = 1,65 фунта / дюйм ²

Ход (L) = 6 дюймов или 0,5 футов

Диаметр цилиндра = 0,5 дюйма

об / мин = 3,000

Количество цилиндров (K) = 12

Указанная л.с. = ПЛАНКА

33000 фут-фунт / мин

Найдите указанную л.с.

A находится с помощью уравнения

A = ¼ πD ²

A = ¼ x 3.1416 x 5,5 дюйма x 5,5 дюйма

= 23,76 дюйма ²

N определяется умножением частоты вращения на 1/2:

N = ½ x 3000 = 1500 об / мин

Теперь подставляем в формулу:

Указанные л.с. = 1,65 фунта / дюйм ² x 0,5 дюйма x 23,76 дюйма ² x 1500 об / мин x 12

33000 фут-фунт / мин

Указанная л.с. = 1069,20

Тормозная мощность

Расчет указанной мощности обсуждается в В предыдущем абзаце описана теоретическая мощность двигателя без трения.Общая мощность, потерянная при преодолении трения, должна быть вычтена из указанной мощности, чтобы получить фактическую мощность, передаваемую на винт. Мощность, передаваемая на винт для полезной работы, известна как тормозная мощность (л.с.). Разница между указанной и тормозной мощностью известна как мощность трения, которая представляет собой мощность, необходимую для преодоления механических потерь, таких как перекачивающее действие поршней, трение поршней и трение всех других движущихся частей.

Измерение мощности двигателя включает измерение величины, известной как крутящий момент или крутящий момент. Крутящий момент — это произведение силы и расстояния силы от оси, вокруг которой она действует, или

Крутящий момент = сила × расстояние

(под прямым углом к ​​силе)

Крутящий момент является мерой нагрузки и правильно выражается в фунт-дюймах (фунт-дюйм) или фунт-фут (фунт-фут). Крутящий момент не следует путать с работой, которая выражается в дюймах-фунтах (дюймах-фунтах) или фут-фунтах (фут-фунтах).

Рис. 3. Типичный зубчатый тормоз

Существует множество устройств для измерения крутящего момента, например динамометр или измеритель крутящего момента. Одним из очень простых типов устройств, которые можно использовать для демонстрации расчетов крутящего момента, является тормоз Prony. [Рис. 3] Все эти устройства для измерения крутящего момента можно использовать для расчета выходной мощности двигателя на испытательном стенде. По сути, он состоит из шарнирного кольца или тормоза, который может быть закреплен на барабане, прикрепленном к валу гребного винта.Хомут и барабан образуют фрикционный тормоз, который регулируется колесом. Плечо известной длины жестко прикреплено к шарнирному воротнику или является его частью и заканчивается в точке, которая опирается на набор весов. Когда карданный вал вращается, он стремится нести за собой шарнирную втулку тормоза, и этому мешает только рычаг, который опирается на весы. Шкала показывает силу, необходимую для остановки движения руки. Если результирующее усилие, зарегистрированное на шкале, умножить на длину рычага, полученное произведение будет крутящим моментом, прилагаемым вращающимся валом.Например, если весы регистрируют 200 фунтов, а длина рычага составляет 3,18 фута, крутящий момент, создаваемый валом, составляет:

200 фунтов × 3,18 фута = 636 фунт-футов

Как только крутящий момент известен, работа выполнена. на оборот карданного вала можно без труда вычислить по уравнению:

Работа на оборот = 2π × крутящий момент

Если работа на оборот умножается на число оборотов в минуту, результатом будет работа в минуту или мощность. Если работа выражается в фунтах на фут в минуту, это количество делится на 33 000.Результат — тормозная мощность вала.

Мощность = Работа на оборот x об / мин

и

л.с. = Работа на оборот x об / мин

33000

2πr x сила на весах (фунты) x длина рычага (фут) x об / мин

33000

Пример

Дано:

Усилия на весах = 200 фунтов

Длина рычага = 3,18 фута

об / мин = 3000

π = 3.1416

Найдите л. С., Подставив в уравнение:

л. Достаточно, чтобы создать значительную нагрузку на двигатель, но недостаточно, чтобы остановить двигатель, нет необходимости знать величину трения между воротником и барабаном для расчета л.с.Если бы не было приложенной нагрузки, не было бы крутящего момента, который нужно было бы измерять, и двигатель бы «убежал». Если приложенная нагрузка настолько велика, что двигатель глохнет, может потребоваться измерить значительный крутящий момент, но оборотов нет. В любом случае невозможно измерить мощность двигателя. Однако, если между тормозным барабаном и манжетой существует достаточное трение и нагрузка затем увеличивается, тенденция карданного вала переносить втулку и рычаг вместе с ним становится больше, таким образом оказывая большее усилие на весы.Пока увеличение крутящего момента пропорционально снижению оборотов, мощность, передаваемая на валу, остается неизменной. Это можно увидеть из уравнения, в котором 2πr и 33000 — константы, а крутящий момент и частота вращения — переменные. Если изменение оборотов обратно пропорционально изменению крутящего момента, их произведение остается неизменным, а л.с. остается неизменным. Это важно. Он показывает, что мощность в лошадиных силах зависит как от крутящего момента, так и от числа оборотов в минуту и ​​может быть изменена путем изменения крутящего момента, числа оборотов в минуту или того и другого.

Лошадиная сила трения

Лошадиная сила трения — это указанная мощность за вычетом тормозной мощности. Это мощность, используемая двигателем для преодоления трения движущихся частей, всасывания топлива, удаления выхлопных газов, привода масляных и топливных насосов и других вспомогательных устройств двигателя. В современных авиационных двигателях эта потеря мощности из-за трения может достигать 10–15 процентов указанной мощности.

Среднее эффективное давление трения и торможения

Указанное среднее эффективное давление (IMEP), обсуждавшееся ранее, представляет собой среднее давление, создаваемое в камере сгорания во время рабочего цикла, и является выражением теоретической мощности без трения, известной как указанная мощность в лошадиных силах.Помимо полного игнорирования потери мощности на трение, указанная мощность не указывает на то, сколько фактической мощности передается на карданный вал для выполнения полезной работы. Однако это связано с фактическим давлением, которое возникает в цилиндре, и может использоваться как мера этого давления.

Чтобы вычислить потери на трение и полезную выходную мощность, указанную мощность цилиндра можно рассматривать как две отдельные мощности, каждая из которых дает различный эффект. Первая мощность преодолевает внутреннее трение, и потребляемая таким образом мощность известна как мощность трения.Вторая мощность, известная как тормозная мощность, обеспечивает полезную работу гребного винта. Та часть IMEP, которая производит тормозную мощность, называется средним эффективным давлением в тормозной системе (BMEP). Оставшееся давление, используемое для преодоления внутреннего трения, называется средним эффективным давлением трения (FMEP). [Рис. 4] IMEP — полезное выражение общей выходной мощности цилиндра, но не реальная физическая величина; аналогично, FMEP и BMEP являются теоретическими, но полезными выражениями потерь на трение и полезной выходной мощности.

Рис. 4. Мощность и давление

Хотя BMEP и FMEP в действительности не существуют в цилиндре, они обеспечивают удобные средства представления пределов давления или номинальных характеристик двигателя во всем его объеме. рабочий диапазон. Между IMEP, BMEP и FMEP существует рабочая взаимосвязь.

Одним из основных ограничений, накладываемых на работу двигателя, является давление, создаваемое в цилиндре во время сгорания.При обсуждении степеней сжатия и указанного среднего эффективного давления было обнаружено, что в определенных пределах повышенное давление приводит к увеличению мощности. Было также отмечено, что, если давление в цилиндре не будет контролироваться в жестких пределах, это вызовет опасные внутренние нагрузки, которые могут привести к отказу двигателя. Следовательно, важно иметь средства определения этих давлений в цилиндрах в качестве защитной меры и для эффективного использования мощности.

Если известна мощность в л.с., BMEP можно рассчитать с помощью следующего уравнения:

BMEP = л.с. x 33000

LANK

Дано:

л.с. = 1000

Ход поршня = 6 дюймов

Диаметр цилиндра = 5.5 дюймов

об / мин = 3000

Число циклов = 12

Найдите BMEP:

Найдите длину хода (в футах):

L = 6 дюймов = 0,5 фута

Найдите площадь отверстия цилиндра:

A = ¼ πrD ²

A = ¼ x 3,1416 x 5,5 дюйма x 5,5 дюйма

A = 23,76 дюйма ²

Найдите количество рабочих ходов в минуту:

N = ½ x об / мин

V = ½ x 3000 об / мин

N = 1500

Затем подставив в уравнение:

BMEP = 1000 л.с. x 33000 фут-фунт / мин

0.5 футов x 23,76 дюйма ² x 1500 ход / мин x 12 = 154,32 фунта / дюйм ²

Тяговая мощность в лошадиных силах

Тяговая сила в лошадиных силах может считаться результатом совместной работы двигателя и гребного винта. Если бы гребной винт мог быть спроектирован так, чтобы он имел 100-процентную эффективность, тяга и скорость вращения были бы одинаковыми. Однако эффективность пропеллера зависит от частоты вращения двигателя, его положения, высоты, температуры и скорости полета. Таким образом, соотношение мощности тяги и мощности, передаваемой на карданный вал, никогда не будет равным.Например, если двигатель развивает 1000 л.с., и он используется с винтом, имеющим КПД 85 процентов, тяговая мощность этой комбинации двигатель-винт составляет 85 процентов от 1000 или 850 л.с. Из четырех обсуждаемых типов лошадиных сил именно тяговая мощность определяет характеристики комбинации двигатель-винт.

СВЯЗАННЫЕ ЗАПИСИ

Измерение давления в цилиндре двигателя внутреннего сгорания с помощью LabVIEW

Любой, кто работал над конструкцией двигателя внутреннего сгорания (ДВС), поймет огромное преимущество, которое недорогое и точное устройство для измерения и анализа давления в цилиндре может предложить конструктору.Creative Technical Solutions, Inc. использовала плату сбора данных National Instruments и LabVIEW для создания OPTIMIZER, системы на базе ПК для использования производителями двигателей, исследовательскими лабораториями, небольшими гоночными магазинами и любителями.

Фон

Производительность двигателя внутреннего сгорания зависит от ряда переменных. Для данной степени сжатия оптимальная мощность и крутящий момент двигателя создаются, когда:

• Каждый цилиндр получает максимальное количество воздуха от впускного и впускного клапана в сборе

• Соотношение топливо / воздух правильно отрегулировано для условий эксплуатации

• Топливо и воздух хорошо перемешаны

• Опережение зажигания отрегулировано для начинающегося детонации
  

Поскольку давление, возникающее в результате сгорания топливно-воздушной смеси, создает крутящий момент и мощность, наиболее фундаментальным параметром, который следует исследовать при разработке двигателя, является величина и синхронизация давления в цилиндре во время тактов сжатия и увеличения мощности.Стендовые испытания впускного коллектора документируют расход при заданном падении давления в условиях установившегося потока. Но при установке на двигатель поток во впускном коллекторе представляет собой нестационарный процесс, управляемый движением поршня, площадью впускных клапанов, фазами газораспределения, а также перекрытием и геометрией рабочего колеса. Сочетание этих параметров часто приводит к неравномерному заряду различных цилиндров в многоцилиндровом двигателе.

Первым шагом в оптимизации характеристик двигателя является проектирование впускного коллектора и клапанного механизма для подачи максимальных и равных масс воздуха в цилиндры.Для данной степени сжатия и температуры воздуха на впуске оператор может получить эту информацию о заряде из уровня давления в цилиндре во время такта сжатия до зажигания. Поскольку сгорание топливно-воздушной смеси является сложной функцией ряда геометрических переменных камеры сгорания, а также многих других переменных, таких как местное смешивание топлива и воздуха, октановое число, местное отношение эквивалентности, температура двигателя, температура воздуха и т. Д. влажность и время зажигания — регулировка этих параметров для достижения оптимальной производительности является сложной задачей.

Наблюдая за измеренным давлением в цилиндре и положением пика давления относительно верхней мертвой точки поршня (ВМТ), оператор двигателя может быстро настроить двигатель для достижения оптимальной производительности. Большинство традиционных двигателей демонстрируют оптимальные характеристики, когда пиковое давление возникает через 12-15 градусов после ВМТ, а событие сгорания происходит в условиях почти постоянного объема около ВМТ, на что указывает массовая доля сожженного топлива. Для данной степени сжатия и октанового числа топлива опережение искры, необходимое для максимальной производительности, может привести к перегреву поршней из-за сильного искрового детонации.Таким образом, в процессе оптимизации производительности оператор должен контролировать давление в цилиндре на предмет искрового детонации между 10 и 40 градусами после ВМТ. При обнаружении детонации опережение зажигания необходимо уменьшить, чтобы избежать повреждения поршня.

Описание системы

Мы выбрали LabVIEW в качестве ОПТИМИЗАТОРА из-за его гибкости в интеграции функций сбора и анализа данных без необходимости в дополнительном программном обеспечении. Мы разработали систему для измерения и представления измерений давления в цилиндрах в ряде графических форматов, чтобы оператор двигателя мог оценить влияние изменений конструкции и условий эксплуатации на производительность в зависимости от рабочей скорости двигателя и нагрузки.Распределение давления для каждого цилиндра можно усреднить для любого желаемого количества циклов двигателя и на нескольких оборотах двигателя. На рисунке на предыдущей странице показан логарифмический график объема давления для 100 циклов. Производные параметры, полученные в результате анализа давления, зарегистрированного как функция угла поворота коленчатого вала, сведены в таблицу вместе со стандартными отклонениями. Оператор может записать крутящий момент динамометра на одном из низкоскоростных каналов и использовать его для сравнения тормозной мощности с указанной мощностью, полученной из данных давления.Разница в этих значениях является мерой потерь на трение и накачку.

Для разработки недорогой системы сбора данных (DAQ) на базе ПК для измерения давления в цилиндрах мы выбрали оптоволоконные датчики давления Optrand. Эти относительно недорогие датчики успешно использовались в ряде программ развития и мониторинга. На сегодняшний день единичные датчики наработали более 800 миллионов циклов в приложениях, связанных с эксплуатацией и управлением двигателя. Помимо обеспечения полной шкалы 5 В, манометры имеют сигнал считывания, который вы можете контролировать, чтобы убедиться, что сигнал давления действителен.Мы измерили сигналы датчика давления с помощью платы сбора данных National Instruments PCI-MIO-16-E-1, запускаемой от оптического кодировщика с разрешением 0,36 градуса. Чтобы убедиться, что индексный импульс энкодера правильно совмещен с ВМТ двигателя, мы использовали оптоволоконный датчик смещения Philtec для точного определения ВМТ во время автомобильных испытаний. Этот метод устраняет необходимость использовать индексированные колеса и маркеры для оценки ВМТ.

Архитектура системы

В системе измерения на основе LabVIEW оператор двигателя использует ряд подпрограмм для настройки параметров двигателя, ввода параметров датчика, определения ВМТ, сбора данных как функции скорости двигателя и представления измеренных и полученных результатов в виде числа. полезных формочек.Экран настройки двигателя показан на рисунке рядом.

Мы разработали недорогую систему сбора и анализа данных на базе ПК с использованием платы DAQ и LabVIEW для сбора и анализа давления в цилиндрах для двигателей внутреннего сгорания с целью оптимизации производительности двигателя. Мы использовали недорогие оптоволоконные датчики давления и оптоволоконный датчик смещения для определения ВМТ. Оптический кодировщик запускает и синхронизирует плату сбора данных. Доступны версии системы как с бензиновым, так и с дизельным двигателем.Планы дальнейшего развития включают переход на одновременный отбор проб для работы на очень высоких оборотах и ​​точные измерения среднего эффективного давления (МЭД) при перекачке.

Информация об авторе:

William Doggett
Creative Technical Solutions
30 Research Drive
Hampton, VA 23666
United States
Тел .: (757) 865-1400
Факс: (757) 865-8177
[email protected]

Термодинамический анализ цикла Отто

Термодинамика это раздел физики, имеющий дело с энергией и работа системы.Он родился в 19 веке как ученые. впервые открыли, как строить и эксплуатировать паровые двигатели. Термодинамика имеет дело только с крупномасштабный ответ системы которые мы можем наблюдать и измерять в экспериментах. Как аэродинамики, нас больше всего интересует термодинамика двигательные установки а также высокоскоростные потоки. На этой странице мы рассматриваем термодинамику четырехтактный внутреннее сгорание двигатель. Сегодня большинство самолетов гражданской авиации или частных самолетов с двигателем внутреннего сгорания (IC) , как и двигатель в вашем семейном автомобиле.

Работа двигателя состоит из двух основных частей: механическая операция принадлежащий части двигателя, и термодинамика через который двигатель производит Работа а также власть. На этой странице мы обсуждаем основные термодинамические уравнения, которые позволяют для проектирования и прогнозирования характеристик двигателя.

В двигателе внутреннего сгорания топливо и воздух воспламеняется внутри цилиндра. Горячий выхлоп толкает поршень, который соединен к коленчатый вал производить мощность. Сжигание топлива не является непрерывным процессом, но происходит очень быстро через равные промежутки времени.Между возгоранием детали двигателя двигаться в повторяющейся последовательности, называемой циклом . Двигатель называется четырехтактным, потому что в нем четыре движения, или удары поршня за один цикл.

На рисунке мы показываем сюжет давление против газа объем на протяжении одного цикла. Мы разорвали цикл на шесть пронумерованные этапы на основе механической операции двигателя. Для идеального четырехтактного двигателя впускной ход (1-2) а также ход выхлопа (6-1) делаются при постоянном давлении и не способствуют генерации мощности двигателем.(гамма — 1)

где p — давление, T — температура, а гамма это соотношение удельные плавки. В течение процесс горения (3-4), объем поддерживается постоянным и выделяется тепло. Изменение температуры составляет дано

T4 = T3 + f * Q / cv

где Q — количество тепла, выделяемое на фунт топлива, которое зависит от топлива, f — соотношение топливо / воздух для сгорания, которое зависит от нескольких факторов. связанные с конструкцией и температурой в камере сгорания, и cv — удельная теплоемкость при постоянном объеме.(1 — гамма)

Между этапом 5 и этапом 6 остаточное тепло переведен к окружающей среде так что температура и давление возвращаются к начальным условиям 1 этап (или 2).

Во время цикла Работа производится на газе поршнем между ступенями 2 и 3. Работа выполняется газ на поршне между ступенями 4 и 5. Разница между работой, проделанной на газ и работа, проделанная с газом, показаны желтым цветом и являются произведенной работой. по циклу. Мы можем рассчитать работу, определив прилегающую площадь по циклу на p-V диаграмме.Но поскольку процессы 2-3 и 4-5 кривые, это сложно. расчет. Мы также можем оценить работу W по разнице тепла в газ. минус тепло, отводимое газом. Зная температуры, это более простой расчет.

W = cv * [(T4 — T3) — (T5 — T2)]

Время работы, умноженное на скорость цикла (циклов в секунду cps ), равно в мощность P производится двигателем.

P = W * cps

На этой странице у нас есть показан цикл Отто , идеальный , в котором нет поступления тепла (или уходящий) газ при сжатии и силовых тактах, трения нет потери и мгновенное горение, происходящее при постоянном объеме.В реальности, идеального цикла не происходит, и есть много потерь, связанных с каждый процесс. Эти потери обычно учитываются коэффициентами эффективности. которые умножают и видоизменяют идеальный результат. Для реального цикла форма диаграммы p-V аналогичен идеальному, но площадь (работа) равна всегда меньше идеального значения.

---

Деятельность:

---

Экскурсии

---

Навигация ..

Руководство для начинающих Домашняя страница

(PDF) Влияние степени сжатия различной формы головки поршня на характеристики двигателя мотоцикла

Katijan & Kamardin / International Journal of Automotive and Mechanical Engineering 16 (3) 2019

6906-6917

6907

iv .Головки поршней разной формы производят разный объем сгорания.

v. Использование кулачков длительного действия могло задержать закрытие впускного клапана, а

существенно снизить степень сжатия.

Степень сжатия можно регулировать, изменяя форму головки поршня.

Зазор двигателя изменяется путем изменения объема полости головки цилиндра

, головки поршня и высоты. Эта модификация допускает различные значения зазора

[3], что приводит к разным степеням сжатия.

На хорошее сгорание может повлиять конструкция камер сгорания [4],

, а форма головки поршня играет важную роль в общем пакете дизайна.

Следовательно, если другая форма головки поршня может обеспечить больший крутящий момент и мощность,

вполне возможно, что может быть произведен двигатель меньшего размера. Малогабаритный двигатель имеет меньший вес,

, следовательно, меньший расход топлива. Вполне возможно, что форма поршня может влиять на выхлопные газы

, что способствует загрязнению воздуха, что является проблемой глобального потепления.Доступно много поршней

для вторичного рынка, особенно для мотоциклов. Тем не менее, обилие выбора

может сбить с толку клиентов при рассмотрении конструкции поршневой формы

и поршня, наиболее подходящего для повседневного использования. В связи с этим, данное исследование сфокусировано на влиянии степени сжатия

из-за различных форм головки поршня на крутящий момент и мощность двигателя

лошадиных сил. Это исследование может помочь пользователям выбрать правильный поршень.

Форма головки поршня

Форма головки поршня оказывает значительное влияние на процесс внутреннего сгорания. В основном форма головки поршня

определяет способ управления теплом и топливовоздушной смесью. Головка поршня

является частью камеры сгорания, и изменение формы головки поршня

изменяет форму области камеры сгорания. При проектировании двигателя следует внимательно учитывать форму камеры сгорания

, так как это один из параметров, влияющих на рабочие характеристики двигателя

[5].В этом свете Сайто и др. [6] исследовали влияние геометрии камеры сгорания

и обнаружили, что характеристики двигателя изменяются при изменении конструкции камеры сгорания

.

Формы головки поршня были проведены многочисленные исследования. Bawankar et

al. [7] в своем исследовании четырех различных головок поршней (полусферической, омега, одинарной изогнутой

и двойной изогнутой) обнаружил, что разные формы головки поршня приводят к разным характеристикам двигателя

.Поршень с рифленой головкой увеличивает завихрение и турбулентность, что улучшает смешивание топлива и воздуха [8] и термический КПД тормоза [9]. Prasanti et al. [10] исследовали

влияние завихрения воздуха в цилиндре на производительность и выбросы. Усиление завихрения

производилось путем нарезания канавок на головке поршня.

В данном исследовании 6, 9 и 12 канавок используются для усиления завихрения для лучшего смешивания топлива

с воздухом.По результатам исследования, поршень с 9 канавками обеспечивает лучшую производительность во всех аспектах,

, таких как эффективность термического тормоза и удельный расход топлива при торможении.

Бензин и воздух смешиваются вместе в камере сгорания над поршнем. Поршни

эллиптической или овальной формы становятся более круглыми при воздействии тепла.

Это улучшает зазоры уплотнения, когда цилиндр встречается с камерой сгорания, что приводит к повышению эффективности на

.Некоторые поршни имеют коническую или коническую форму, что позволяет поршню свободно перемещаться на

независимо от количества тепла. Другие имеют бочкообразную форму, которая на

более гладкая и создает меньше шума и резкости при движении [11].

No related posts.