Степень сжатия двигателя бензинового: Какая компрессия должна быть в двигателе и как ее проверить?

Содержание

Степень сжатия двигателя, формула, повышение, бензин

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/см². 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 = (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_*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.

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.

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

Как рассчитать и изменить степень сжатия двигателя

Содержание

1 Что такое степень сжатия двигателя
2 На что она влияет
3 Отличие степени сжатия от компрессии
4 Расчет коэффициента сжатия
5 Турбированные моторы
6 Пример подсчета
7 Как увеличить степень сжатия двигателя
8 Дефорсирование ДВС: для чего нужно и как осуществить
9 Таблица: зависимость степени сжатия от октанового
числа
10 Таблица: популярные двигатели и показатель сжатия

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

Степень сжатия	Октановое число
5,5-7	АИ 66-72
7-7,5	АИ 72-76
7,5-8,5	АИ 76-85
10	АИ 92
10,5-12,5	АИ 95
12-14,5	АИ 98

Таблица: популярные двигатели и показатель сжатия

Двигатели	Степень сжатия
BMW M54B30	10,2
Mercedes-Benz M112 E32 3. 2 л	10
Ford-Mazda 2,0 л Duratec HE/MZR LF	10,8
Infiniti VQ37VHR (Nissan) 3.7 л	11.0
Mitsubishi 4М41	17.0
Audi 3.6 FSI	12.0
ЗМЗ 406 2.3 л.	8-9,3

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

Что такое степень сжатия двигателя

Больше интересных новостей на наших страницах в социальных сетях

В статье:

Что именуется степенью сжатия и в чем отличие от компрессии

Плюсы и минусы большой степени сжатия

Возможно ли повысить степень сжатия

Расточка цилиндров

Доработка ГБЦ

Измерение объема камеры сгорания

Дефорсирование

Одной из важных конструктивных характеристик поршневого двигателя внутреннего сгорания является степень сжатия. Этот параметр влияет на мощность мотора, на его КПД, а также расход горючего. Между тем мало кто имеет верное представление о том, что же подразумевается под степенью сжатия. Многие полагают, что это просто синоним компрессии. Хотя последняя связана со степенью сжатия, однако это совершенно разные вещи.

Что именуется степенью сжатия и в чем отличие от компрессии

Чтобы разобраться с терминологией, нужно представлять, как устроен цилиндр силового агрегата, и понимать принцип функционирования ДВС. Горючая смесь впрыскивается в цилиндры, затем ее сжимает поршень, движущийся от нижней мертвой точки (НМТ) к верхней (ВМТ). Сжатая смесь в некоторый момент вблизи ВМТ воспламеняется и сгорает. Расширяющийся газ выполняет механическую работу, выталкивая поршень в обратную сторону — к НМТ. Соединенный с поршнем шатун воздействует на коленвал, заставляя его вращаться.

Пространство, ограниченное внутренними стенками цилиндра от НМТ до ВМТ, является рабочим объемом цилиндра. Математически формула рабочего объема одного цилиндра выглядит следующим образом:

Vₐ = πr²s

где r — радиус внутреннего сечения цилиндра;

s — расстояние от ВМТ до НМТ (длина рабочего хода поршня).

Когда поршень доходит до ВМТ, над ним остается еще некоторое пространство. Это и есть камера сгорания. Форма верхней части цилиндра бывает сложной и зависит от конкретной конструкции. Поэтому выразить объем Vₑ камеры сгорания какой-то одной формулой невозможно.

Очевидно, что общий объем цилиндра Vₒ равен сумме рабочего объема и объема камеры сгорания:

Vₒ = Vₐ+Vₑ

А степень сжатия — это отношение общего объема цилиндра к объему камеры сгорания:

ε = (Vₐ+Vₑ)/Vₑ

Эта величина безразмерная, и фактически она характеризует относительное изменение давления с момента впрыскивания смеси в цилиндр и до момента воспламенения.

Из формулы видно, что повысить степень сжатия возможно либо увеличением рабочего объема цилиндра, либо уменьшением объема камеры сгорания.

У различных моторов этот параметр может отличаться и определяться типом агрегата и особенностями его конструкции. Величина степени сжатия современных бензиновых ДВС находится в пределах от 8 до 12, в отдельных случаях может доходить до 13…14. У дизелей она несколько выше и достигает 14…18, это связано с особенностями процесса воспламенения дизельной смеси.

А что касается компрессии, то это максимальное давление, которое возникает в цилиндре по мере продвижения поршня от НМТ до ВМТ. Единицей измерения давления в международной системе СИ является паскаль (Па / Pa). Также широко используются такие единицы измерения, как бар (bar) и атмосфера (ат / at). Соотношение единиц таково:

1 ат = 0,98 бар;

1 бар = 100 000 Па

Кроме степени сжатия на компрессию влияют состав горючей смеси и техническое состояние мотора, особенно степень износа деталей цилиндро-поршневой группы.

Плюсы и минусы большой степени сжатия

С ростом степени сжатия повышается давление газов на поршень, а значит, в конечном счете растет мощность и повышается КПД двигателя. Более полноценное сгорание смеси приводит к улучшению экологических показателей и способствует более экономному расходованию горючего.

Однако возможности повышения степени сжатия ограничены риском возникновения детонации. В этом процессе воздушно-топливная смесь не сгорает, а взрывается. Полезная работа не совершается, зато поршни, цилиндры и детали кривошипно-шатунного механизма испытывают серьезные ударные воздействия, приводящие к их быстрому износу. Высокая температура при детонации способна вызвать прогорание клапанов и рабочей поверхности поршней. До определенного предела справиться с детонацией помогает бензин с более высоким октановым числом.

В дизельном моторе детонация тоже возможна, но там она вызывается неверной регулировкой впрыска, нагаром на внутренней поверхности цилиндров и другими причинами, не связанными с повышенной степенью сжатия.

Возможно ли повысить степень сжатия

Существует возможность форсировать имеющийся агрегат посредством увеличения рабочего объема цилиндров или степени сжатия. Но здесь важно не переусердствовать и тщательно всё просчитать, прежде чем сломя голову бросаться в бой. Ошибки могут привести к такой разбалансированности работы агрегата и детонациям, что не помогут ни высокооктановый бензин, ни регулировка угла опережения зажигания.

Едва ли есть смысл заниматься форсированием движка, изначально имеющего высокую степень сжатия. Затраты сил и денег будут достаточно велики, а прирост мощности скорее всего окажется незначительным.

Достичь желаемой цели можно двумя способами — расточкой цилиндров, что позволит сделать рабочий объем двигателя несколько больше, либо фрезеровкой нижней поверхности головки блока цилиндров (ГБЦ).

Расточка цилиндров

Наилучший момент для этого — проведение капитального ремонта двигателя, когда растачивать цилиндры придется в любом случае.

Прежде чем производить эту операцию, нужно подобрать поршни и кольца под новый размер. Вероятно, несложно будет найти детали под ремонтные размеры для данного двигателя, но это не даст ощутимого прироста рабочего объема и мощности движка, так как разница в размерах очень незначительна. Лучше поискать поршни и кольца большего диаметра для других агрегатов.

Не стоит пытаться растачивать цилиндры самостоятельно, поскольку для этого требуется не только умение, но и специальное оборудование.

Доработка ГБЦ

Фрезеровка нижней поверхности ГБЦ позволит уменьшить длину цилиндра. Короче станет именно камера сгорания, частично или полностью находящаяся в головке, а значит, возрастет степень сжатия.

Для прикидочных расчетов можно принять, что снятие слоя в четверть миллиметра повысит степень сжатия примерно на одну десятую. Тот же эффект даст установка более тонкой прокладки ГБЦ. Можно также совместить одно с другим.

Не забудьте, что доработка головки требует точного расчета. Это позволит избежать чрезмерной степени сжатия и неконтролируемой детонации.

Форсирование двигателя таким методом таит еще одну потенциальную проблему — укорочение цилиндра повышает риск того, что поршни будут встречаться с клапанами.

Кроме всего прочего, придется еще и заново регулировать фазы газораспределения.

Измерение объема камеры сгорания

Для вычисления степени сжатия нужно знать объем камеры сгорания. Сложная внутренняя форма не дает практической возможности математически рассчитать ее объем. Зато есть довольно простой способ его измерить. Для этого поршень нужно установить в верхнюю мертвую точку и с помощью шприца объемом примерно 20 см³ вливать масло или другую подходящую жидкость через отверстие для свечи зажигания до полного заполнения. Посчитайте, сколько кубиков вы влили. Это и будет объем камеры сгорания.

Рабочий объем одного цилиндра определяется путем деления объема двигателя на количество цилиндров. Зная обе величины, можно посчитать степень сжатия с помощью приведенной выше формулы.

Дефорсирование

Такая операция может понадобиться, например, для перехода на более дешевый бензин. Или необходимо сделать откат в случае неудачного форсирования движка. Тогда для возвращения на исходные позиции потребуется утолщенная прокладка ГБЦ или новая головка. Как вариант — использовать две обычные прокладки, между которыми можно поместить алюминиевую вставку. В итоге камера сгорания увеличится, а степень сжатия снизится.

Другой способ заключается в снятии слоя металла с рабочей поверхности поршней. Но такой метод будет проблематичным, если рабочая поверхность (днище) имеет выпуклую или вогнутую форму. Сложная форма днища поршня часто делается для оптимизации процесса сгорания смеси.

На старых карбюраторных моторах дефорсирование не вызывает проблем. Но электронное управление современных инжекторных двигателей после такой процедуры может ошибаться в регулировке угла опережения зажигания, и тогда при использовании низкооктанового бензина возможно возникновение детонации.

Вот что на самом деле означает ‘степень сжатия’, и почему это имеет значение

Почему для двигателей так важна степень сжатия, и на что она влияет.

Вы наверняка слышали термин «степень сжатия» в двигателях внутреннего сгорания. Но вы когда-нибудь задумывались, что он означает? Итак, пришло время точно объяснить, что же такое коэффициент сжатия (степень) в двигателях автомобиля и почему сегодня все автопроизводители одержимы этим показателем, как будто этот параметр представляет собой Святой Грааль для будущих продаж автоновинок.

Сразу хотим отметить, что разобраться в том, что такое степень сжатия двигателя, не так просто, как кажется на первый взгляд. Вы наверняка заметили в различных рекламных проспектах и каталогах, а также в описании на сайтах автопроизводителей, что автобренды пытаются привлечь наше внимание такой характеристикой, как степень сжатия двигателей. Особенно стараются нам рассказать о степени сжатия менеджеры автосалонов. Мы обычно делаем вид, что понимаем, о чем идет речь, пропуская мимо ушей эту информацию. И причина такого поведения в том, что многие автолюбители просто не представляют, что такое степень сжатия двигателей, равно как и на что она влияет. Но тем не менее мы считаем, что все автолюбители должны знать, что же это за показатель двигателей внутреннего сгорания, о котором недавно вспомнили многие автопроизводители.

Мы знаем, что высокое сжатие двигателя – это хорошо, а низкое – плохо. Мы также знаем, что новый мотор Mazda Skyactiv-X имеет высокую степень сжатия. Не отстает от Mazda и Toyota со своими моторами «Dynamic Force», которые имеют высокую степень сжатия. Эти компании рекламируют новые двигатели с большим коэффициентом сжатия, заявляя, что они не только стали мощнее, но и получили большую экономичность. Но при чем здесь высокая степень сжатия и увеличение мощности с уменьшением расхода топлива? Сейчас объясним.

Двигатель Toyota «Dynamic Force»

Мы живем в эпоху, когда инженеры не могут просто дать двигателю больше энергии за счет укрупнения, как, например, это было раньше, когда автопроизводители на многие свои автоновинки устанавливали моторы с увеличенным объемом. К тому же это приводило к неминуемому увеличению расхода топлива и росту уровня вредных выбросов в выхлопе автомобиля. Сегодня в связи с дороговизной топлива по всему миру и сложной экологической обстановкой подобный способ увеличения мощности мотора не подходит. Особенно если учитывать жесткие экологические нормы, предъявляемые автопроизводителям рядом развитых западных стран.

В итоге автопроизводители стали улучшать эффективность нынешних моторов за счет применения турбин и увеличения степени сжатия современных двигателей.

Как определяется степень сжатия, и что это такое?

Степень сжатия – это показатель, при котором устанавливается, какой максимальный объем цилиндра двигателя может быть сжат в минимальный объем цилиндра. Этот показатель степени сжатия определяется как соотношение.

Например, обычно степень сжатия записывают вот таким образом: 9:1 (коэффициент сжатия двигателя «девять к одному»).

Теперь представьте цилиндр двигателя. Внутри цилиндра двигателя, как вы знаете, перемещается поршень: вверх и вниз. Когда поршень находится в самой нижней точке цилиндра двигателя, это называется «нижней мертвой точкой». Именно в этом положении поршня сверху него находится наибольший объем цилиндра. Когда поршень находится в самой высокой точке внутри цилиндра двигателя, это положение поршня называется «верхней мертвой точкой». В этом положении объем цилиндра находится в наименьшем значении. Вот сравнение этих двух объемов цилиндров над поршнями двигателя и образует соотношение степени сжатия. Обратите внимание, что когда поршень находится в верхней мертвой точке, все-таки над ним есть объемное пространство, где и происходит сжатие топливно-воздушной смеси.

Для тех, кто любит больше смотреть, чем читать, внизу мы публикуем GIF-картинку, на которой демонстрируется, как работает четырехтактный двигатель. Обратите внимание, как поршень движется вверх во время такта сжатия топливной смести (топливо + кислород), которая подается клапанами головки блока двигателя. Напомним, что воздух и топливо, поступаемые в цилиндр двигателя, сжимаются поршнем, чтобы затем воспламенить эту смесь с помощью свечи зажигания (в бензиновых моторах) или за счет сильного сжатия (в дизельных моторах).

Если двигатель имеет высокую степень сжатия, это означает, что заданный объем воздуха и топлива в цилиндре сжимается в гораздо меньшем пространстве, чем в двигателях с небольшой степенью сжатия.

А теперь математический пример соотношения степени сжатия в ДВС.

Предположим, что у нас есть двигатель, объем цилиндра и камер сгорания которого в момент нахождения поршня в нижней мертвой точке составляет 10 куб. см. После того как впускной клапан головки блока двигателя закрывается и поршень поднимается вверх, начав такт сжатия, он сжимает воздух и топливную смесь в пространство 1 куб. см. Этот двигатель имеет коэффициент сжатия (степень) 10:1.

Также часто производители любят вычислять итоговую степень сжатия, деля большее значение объема цилиндра над поршнем на меньший объем цилиндра. В итоге во многих технических характеристиках автомобилей вместо соотношения производители указывают результат деления этих значений.

Таким образом вычисляется, во сколько раз сжимается топливно-воздушная смесь при движении из нижней мертвой точки поршня в верхнюю мертвую точку. Разделив большее значение на меньшее, мы и получим итоговое значение степени сжатия без соотношения большего объема к меньшему.

Почему производители стараются увеличить степень сжатия?

Но не все так просто со степенью сжатия. Одно дело – понимать, что такое степень сжатия. И это не менее важно по сравнению с пониманием, почему так важна высокая степень сжатия для современных двигателей. К сожалению, объяснить простыми словами, почему высокая степень сжатия в двигателях современных автомобилей – это отличное решение на ближайшие годы, не получится. Тем не менее мы попытаемся.

Вы знаете, что мощность двигателя появляется в тот момент, когда сгорание топливной смеси оказывает силу на поршень внутри цилиндра двигателя. Эта сила толкает поршень вниз по цилиндру. И чем выше поршень находится в цилиндре в момент сжигания топливно-воздушной смеси, тем больше сил будет приложено на поршень.

Как мы уже сказали, чем больше степень сжатия, тем выше находится поршень в верхней мертвой точке. В итоге это позволяет вырабатывать больше мощности в момент сгорания топлива. Также помимо увеличения мощности для вырабатывания силы, толкающей поршень вниз по цилиндру двигателя, необходимо меньше топлива, что в конечном итоге влияет на топливную эффективность мотора. Это простое объяснение. Но оно неполное, поскольку при увеличении степени сжатия двигателей возникает ряд проблем, для решения которых необходимо в идеале знать термодинамику.

Итак, мы знаем, что высокая степень сжатия означает, что двигатель получает больше силы и мощности из того же количества топлива по сравнению с мотором с меньшим коэффициентом сжатия. Как мы выяснили, это хорошо для динамики автомобиля, а также для достижения хороших показателей его экономичности.

Чтобы объяснить вам точнее, почему более высокая степень сжатия дает больше экономии топлива, мы не будем погружаться слишком глубоко в науку о термодинамике. Тем не менее без нее нам также не объяснить вам в деталях, почему моторы с большой степенью сжатия более экономичные. Да, это нелегко понять. Но все же этот раздел термодинамики очень и очень интересен.

Более высокое сжатие в двигателе означает больше мощности, но больше давления

На приведенном выше рисунке показана диаграмма PV давления – объема для идеального типичного бензинового двигателя. Этот график наглядно демонстрирует, что происходит в двигателе, когда он сжигает воздушно-топливную смесь (в нашем примере бензин + кислород).

На приведенном выше графике кривая 1-2 показывает ход сжатия.

Линия 2-3 показывает сгорание топлива.

Верхняя кривая 3-4 показывает ход расширения.

И линия 4-1 показывает отвод тепла, когда открывается выпускной клапан в головке блока цилиндров двигателя.

Если описать все более техническим языком, то эту диаграмму следует понимать так:

На диаграмме кривая 1-2 показывает ход сжатия, при котором давление (ось Y) возрастает, а объем (ось Х) падает, когда поршень сжимает воздушно-топливную смесь внутри цилиндра, приближаясь к верхней мертвой точке.

Линия 2-3 показывает тепло, выделяемое во время горения топливной смеси. Эта линия показывает, как быстро увеличивается давление и температура сгораемого топлива.

Кривая 3-4 показывает увеличение объема цилиндра двигателя и падение давления, когда газ, полученный в процессе сгорания топливной смеси, оказывает силу на поршень, который начинает свое движение вниз по цилиндру двигателя (такт расширения).

Линия 4-1 показывает отвод тепла от газов, образованных в процессе сгорания топлива. Когда давление внутри цилиндра возвращается к давлению окружающей среды, открывается выпускной клапан.

Наконец, линия 1-5 демонстрирует нам ход выхлопа (выхлопной цикл мотора), в процессе которого поршень снова движется внутри цилиндра вверх (к верхней мертвой точке), чтобы снова сжать топливно-воздушную смесь для повторения цикла.

Область в пределах линий 1-2-3-4 показывает нам, сколько работы было проделано двигателем в рамках одного лишь только цикла. Более высокая степень сжатия двигателя означает, что две вертикальные линии на графике выше будут двигаться влево и вверх, оставляя больший диапазон хода поршня, что влияет на получение большей мощности по сравнению с двигателем, имеющим низкий коэффициент сжатия. То есть двигатель с высокой степенью сжатия сделает больше работы за один цикл, чем мотор с небольшой степенью сжатия.

И все дело в том, что в двигателях с высокой степенью сжатия в процессе сгорания топлива образуется больше давления, которое с большей силой двигает поршень вниз по цилиндру. Правда, в этом случае внутри двигателя выделяется больше тепла.

Более высокое сжатие в двигателе также означает более высокую тепловую эффективность

Важно отметить, что образование тепла и потеря тепла в течение цикла работы двигателя напрямую связаны с его эффективностью (речь идет о коэффициенте полезного действия – КПД). Причем на КПД главное влияние оказывает степень сжатия двигателя. Все дело в двух идеях. Во-первых, любая тепловая энергия, поступающая в систему, должна быть преобразована в механическую или отработанную. Во-вторых, тепловая эффективность – это просто результат работы двигателя (мощность и сила), разделенный на теплопередачу.

Таким образом, с помощью уравнения можно вычислять взаимосвязь между тепловым КПД и степенью сжатия.

Вот как выглядит уравнение этой взаимосвязи (n – тепловой КПД, r – степень сжатия, а γ (гамма) – свойство жидкости):

Теперь вернемся к нашей диаграмме выше. Когда вы обеспечиваете больший ход поршня между верхней и нижней мертвой точкой, вы увеличиваете степень сжатия. За счет этого вы смещаете на диаграмме PV вверх и влево и увеличиваете температуру (Qh на графике выше). Причем увеличение температуры будет больше, чем потери тепла (Ql).

Иными словами, вы добываете в процессе сгорания топливной смеси больше энергии за один цикл работы двигателя. Кстати, вот один интересный ролик видеоблогера Джейсона Фенске, который рассказывает более простыми словами о взаимосвязи между степенью сжатия, теплопередачей и эффективностью (экономичностью двигателя):

Для тех, кто не знает английский, включите субтитры и их машинный перевод на русский язык.

Так что, как вы, наверное, уже поняли, тепловая эффективность двигателя возрастает по мере увеличения степени сжатия двигателя. Таковы законы физики, а именно законы термодинамики. Особенно это становится ясно из уравнения, приведенного выше.

Соответственно, чем выше степень сжатия мотора, тем больше он выдает лошадиных сил и меньше потребляет топлива. Для нас это означает более тяжелый кошелек за счет сэкономленных денег на заправке и больше адреналина при разгоне.

Чтобы это понять, вам нужно взять на прокат какой-нибудь старый американский неэффективный автомобиль с бензиновым V8 атмосферным двигателем, который имеет низкую степень сжатия. Поездив на таком автомобиле несколько дней, вы поймете, что автомобиль «жрет», как слон, но взамен не выдает хорошую мощность, которую сегодня показывают современные четырехцилиндровые и даже трехцилиндровые моторы.

Например, знаменитый двигатель Skyactiv-G от Mazda является очень эффективным в плане не только мощности, но и хорошей экономичности. Во многом это благодаря большой степени сжатия. Также ряд и других производителей стали выпускать современные моторы с высоким коэффициентом сжатия. Так, сегодня компании Mazda, Nissan / Infiniti и Toyota и другие начали выпускать двигатели с очень высокой степенью сжатия – 14:1.

Вы не поверите, но двигатели с такой степенью сжатия еще недавно казались фантастикой. Кстати, благодаря такой степени сжатия автопроизводителям нет необходимости оснащать двигатели турбинами, для того чтобы добиться соответствия современным стандартам экономичности, экологическим нормам, а также требованиям к мощности.

Почему более высокая степень сжатия означает, что автомобиль должен заправляться топливом с высоким октановым числом

Но почему большинство автопроизводителей сегодня не перешли на выпуск двигателей с высокой степенью сжатия, если такие силовые агрегаты позволяют без турбокомпрессоров добиваться таких выдающихся результатов эффективности силовых агрегатов? Все дело в законах физики.

Многие двигатели с высоким коэффициентом сжатия нуждаются в премиальном топливе или в высокооктановом бензине.

Тем, кто не знает или не помнит, что такое октан бензина и как он помогает избежать детонации в двигателе, советуем почитать наши следующие материалы:

Какой бензин лучше?

Почему премиум бензин является пустой тратой денег для большинства автомобилей

Сколько энергии в различных видах топлива

Топливо с низким октановым числом по сравнению с топливом с высоким октаном, скорее всего, будет самопроизвольно воспламеняться из-за более высоких температур и давления воздуха в двигателях с высокой степенью сжатия. Мы знаем, что воспламенение топливно-воздушной смеси должно происходить, когда это действительно нужно, а не наоборот. Такое неконтролируемое воспламенение топлива называется детонацией. Это очень вредно для любых двигателей внутреннего сгорания. Дело в том, что излишняя детонация уменьшает крутящий момент и может нанести непоправимый урон двигателю автомобиля.

Высокая степень сжатия увеличивает риск сильной детонации двигателя. Вот почему моторы с большим коэффициентом сжатия, как правило, работают на высококачественном или высокооктановом бензине.

Главная причина риска самовоспламенения топливно-воздушной смеси в двигателях с высокой степенью сжатия – это превышение допустимого давления, которое приводит к резкому нагреву топливной смеси. В итоге это вызывает преждевременное сжигание топлива еще до того, как свеча зажигания с помощью искры зажжет его. Повторяем, преждевременное воспламенение топлива – это очень плохо для любого двигателя.

Для того чтобы снизить риск преждевременного воспламенения топлива, компания Mazda много работала над поршневыми и выпускными конструкциями бензиновых двигателей с высокой степенью сжатия (соотношение степени сжатия в цилиндрах двигателя 14:1). Например, мотор Skyactiv-X оснастили специальными поршнями, имеющими полость посередине, которая позволила предотвращать всплеск богатого кислородом топлива вокруг области воспламенения топливной смеси от свечи зажигания.

Именно проблема самовоспламенения топлива в двигателях с высокой степенью сжатия и препятствует сегодня массовому распространению данного типа моторов во всей автопромышленности. Подробнее об двигателе Mazda можно почитать здесь

Существуют ли ограничения по увеличению степени сжатия в двигателях

Интересно, почему автопроизводители не стараются сделать степень сжатия своих двигателей еще больше? Почему сегодня коэффициент сжатия 14:1 уже считается много? Неужели нельзя сделать двигатель с еще большим коэффициентом сжатия? Ведь в таком случае автомобили получили бы еще больше мощности и одновременно стали бы еще экономичней.

Например, почему бы не сделать двигатель со степенью сжатия 60:1? Но на самом деле это невозможно в сегодняшнем мире.

Такую степень сжатия не выдержит ни один металл внутри двигателя. Да дело даже не в металле. Даже если бы у нас был такой крепкий дешевый металл, способный выдержать степень сжатия 60:1, все равно бы мы не смогли построить подобный рабочий мотор. Просто такая степень сжатия привела бы к чрезмерно высокой температуре внутри двигателя. В итоге мотор стал бы настолько горячим, что это вызвало бы его самоуничтожение (двигатель взорвался бы от высоких температур).

Также, в принципе, нас не должна так сильно заботить высокая степень сжатия в современных автомобилях, если речь идет, конечно, не о спортивных мощных автомобилях, где каждая лишняя лошадиная сила на вес золота. Сегодня в рамках массового рынка нас больше волнует не мощность, а экономичность обычных повседневных автомобилей. Особенно во времена немалой стоимости топлива, где вопрос экономии топлива напрямую влияет на наши кошельки. Также сегодня более остро стоит вопрос экологии. А мы знаем, что чем менее экономичен автомобиль, тем меньше он загрязняет окружающую среду выхлопными газами. Так что, в принципе, увеличение степени сжатия в современных двигателях необходимо в первую очередь для улучшения экологической обстановки на всей планете. Но для того чтобы этого добиться, нет смысла существенно увеличивать в современных моторах степень сжатия.

Вот мы и подошли к концу темы о степени сжатия двигателей внутреннего сгорания. Надеемся, что теперь вы не просто знаете, что такое степень сжатия силовых агрегатов, но и понимаете, какую важную роль она играет в современных двигателях.

Компрессия и степень сжатия дизельного двигателя

Двигатель внутреннего сгорания (бензиновый, дизельный) является сложным устройством, состоящим из множеств механизмов и систем.

Взаимодействие их между собой позволяет преобразовывать энергию, возникающую при сгорании топливно-воздушной смеси во вращательное движение кривошипно-шатунного механизма с дальнейшей передачей вращения на трансмиссию.

Основная работа по преобразованию энергии происходит внутри цилиндро-поршневой группы, а именно в цилиндрах.

Преобразование энергии зависит от многих факторов, среди которых степень сжатия двигателя и компрессия. Особенно эти критерии важны в дизельных силовых установках, поскольку воспламенение горючей смеси в цилиндрах таких моторов происходит в результате ее нагрева за счет сжатия.

Понятие степени сжатия

Зачастую эти понятия путают между собой или объединяют в один термин. В действительности это два разных термина, и характеризуются они по-разному.

Сначала разберем все о степени сжатия дизельного мотора.

Соотношение объема цилиндра двигателя в момент нахождения поршня в нижней мертвой точке (НМТ) к объему камеры сгорания в момент, когда поршень достигает верхней мертвой точки и есть степень сжатия двигателя.

Данное соотношение указывает на разницу давления, возникающую в цилиндре двигателя в тот момент, когда в цилиндр поступает топливо.

В технической документации, идущей вместе с дизельной силовой установкой, степень сжатия указывается в виде математического соотношения, к примеру — 18:1.

Для дизельного агрегата самой оптимальной степень сжатия варьируется в диапазоне от 18:1 до 22:1. Именно при таких показателях у этого двигателя достигаются максимальные показатели эффективности.

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.

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.

Возможность замера степени сжатия

Проверить степень сжатия дизельного агрегата в гаражных условиях практически невозможно. Поскольку нужно проводить некоторые замеры, которые сделать очень сложно.

Одним из таких замеров является выяснение объема в цилиндре при нахождении поршня в ВМТ.

Далее нужно знать некоторые параметры силовой установки, часть из которых можно узнать из тех. документации, но некоторые узнать довольно сложно.

Для расчета степени сжатия потребуется знать объем камеры сгорания, поскольку между блоком цилиндров находиться прокладка, то нужно знать ее толщину и диаметр поршневого отверстия в ней, ход поршня и диаметр цилиндра.

Имея все эти данные, а также произведя замеры объема в цилиндре, можно математическим путем провести вычисления степени сжатия.

Способы повышения показателя

Замерить степень сжатия на дизельном двигателе сложно, а вот изменить данный показатель в лучшую сторону – можно.

Есть несколько способов увеличения показателей степени сжатия на дизельном агрегате.

Уменьшаем камеру сгорания двигателя.

Самым простым способом увеличения данного показателя является уменьшение камеры сгорания.

Поскольку степень сжатия – это соотношение объема цилиндра к объему камеры сгорания, то изменив объем одного можно поменять и сам показатель соотношения.

Уменьшить объем камеры сгорания можно несколькими путями.

Первое, что можно сделать – это заменить прокладку между блоком и головкой двигателя на более тонкую, за счет этого и измениться объем камеры сгорания.

Дополнительно можно провести торцевание головки блока цилиндров. В этом случае с головки блока снимается слой металла, из-за чего и уменьшается камера сгорания.

Понятие компрессии

Компрессия – это показатель давления в цилиндрах двигателя. Измеряться данный показатель может в нескольких величинах – кг/см кв., Барах, Атмосферах, Паскалях.

Особое внимание заслуживает компрессия дизельного двигателя, так как данный показатель очень важен в дизельных моторах. У дизеля компрессия должна быть порядка 22 Атм., хотя на разных двигателях может быть и больше, при этом значительно.

Высокая компрессия в цилиндрах дизеля должна обеспечиваться потому, что воспламенение горючей смеси производится именно из-за высокого давления.

Если данный показатель на дизеле будет значительно меньше нормы, запуск мотора – затруднителен или невозможен.

Компрессия дизельного двигателя в цилиндре достигается путем сжатия воздуха поршнем при такте сжатия. Но полной герметичности внутри цилиндра добиться просто невозможно, всегда будет утечка воздуха.

Воздух частично может прорываться через изношенные компрессионный кольца, когда они уже не могут обеспечить должное прилегание к цилиндру, часть воздушной массы может выходить из цилиндра через неплотное прилегание клапанов к седлам.

Если говорить в общем, то показатель компрессии указывает на состояние двигателя.

Сильное несоответствие компрессии двигателя от заданных норм всегда указывает на сильный износ механизмов силовой установки. Поэтому измерение компрессии входит в комплекс диагностических работ двигателя.

Как замерить компрессию

В отличие от степени сжатия провести замеры компрессии двигателя не особо сложно. Для проведения данных работ достаточно иметь компессометр или компрессограф.

Принцип действия этих двух приборов одинаков, разница лишь в выводе информации.

У компрессометра значение давления указывается на шкале манометра.

У компрессографа же информация о давлении в цилиндре заносится на какой-либо носитель информации или же просто на бумагу.

Последовательность проверки компрессии в дизельном двигателе такова:

С одного цилиндра снимается форсунка, на ее место устанавливается прибор;
Затем производится проворот коленвала стартером и записывается полученный результат;
После проверяется компрессия во всех остальных цилиндрах;
Затем значения, полученные во всех цилиндрах, сверяются.

У неизношенного двигателя компрессия должна соответствовать или хотя быть близкой к номинальному значению, указанному в документации. Разбежность в показателях на разных цилиндрах тоже должна быть одинаковой, допускается незначительные отличия.

От чего зависит компрессия

Как уже сказано, компрессия дизельного двигателя, и не только его, а всех силовых установок, зависит от состояния цилиндро-поршневой группы и газораспределительного механизма.

Но помимо этого компрессия двигателя еще и зависит от количества оборотов коленвала. Чем ниже его обороты, тем больше времени у воздуха, находящегося внутри цилиндра найти место, где он может выйти из нее.

Поэтому при замере компрессии важно проследить о том, чтобы стартер обеспечил хотя бы минимальных 200-250 оборотов коленчатого вала в минуту. Иначе показания компрессометра не будут соответствовать реальному значению этого показателя.

Это конечно, не все факторы, влияющие на компрессию, но перечисленные являются одними из основных.

Особенности запуска дизельного двигателя

Но высокая компрессия дизельного двигателя, которой обеспечивается работоспособность силовой установки, играет не на руку легкости пуска.

Конечно, если двигатель хорошо прогреется, стартеру не составит труда обеспечить должные обороты коленвала, и как следствие должное давление в камере сгорания и запуск силовой установки.

У холодного же мотора появляется несколько дополнительных факторов, усложняющих запуск. Одним из таких факторов является повышенное трение между узлами и механизмами у холодного двигателя, поскольку масляной прослойки между ними нет.

А если к данному фактору у дизельной установки добавить еще и слабую компрессию, из-за которой воспламенение рабочей смеси затруднительно, поскольку давления в камере сгорания недостаточно, то пуск мотора очень затруднителен.

Поэтому чем ниже температура и слабее компрессия дизельного двигателя, тем меньше шансов его запустить.

И это еще не рассмотрена такая особенность дизельного топлива, как парафинированние его при низких температурах.

Как увеличить степень сжатия двигателя » Драйв

Степень сжатия является величиной, которая характерна для двигателей внутреннего сгорания. Степень сжатия двигателя является отношением полного объема цилиндра к объему камеры сгорания. Другими словами, это отношение объема пространства над поршнем во время его нахождения в НМТ (нижняя мертвая точка) к объему такого же пространства над поршнем при его нахождении в ВМТ (верхняя мертвая точка).

Стоит отметить, что понятие степени сжатия двигателя зачастую ошибочно принимается за показатель компрессии. Компрессия представляет собой максимальный уровень давления в цилиндре, которое создается в результате движения поршня из НМТ в ВМТ. Показатель компрессии принято измерять в атмосферах, тогда как степень сжатия выражается математически в виде определенного отношения. В качестве примера можно указать степень сжатия 11:1.

На самом деле показатель степени сжатия условно является разницей давлений в камере сгорания между моментом подачи топливно-воздушной смеси (или только дизтоплива для дизельных ДВС) в цилиндр и тем моментом, когда происходит воспламенение топливного заряда. Различные двигатели могут иметь разный параметр степени сжатия, что зависит от типа мотора и его конструктивных особенностей. Принято выделять низкую или высокую степень сжатия.

Увеличение степени сжатия: плюсы и минусы

Любой ДВС в основе имеет принцип воспламенения смеси воздуха и распыленного топлива в камере сгорания. Результатом сгорания смеси становится тепловое расширение газов, которые толкают поршень. Такая энергия толчка от поршня передается на коленчатый вал двигателя посредством работы КШМ, что означает преобразование сгорания топлива в полезную механическую работу.

Чем большим оказывается показатель степени сжатия двигателя, тем сильнее итоговое давление газов на поршень. Увеличение давления будет означать, что за один такт силовая установка способна выполнить больше механической работы. Если проще, то мощность и отдача от двигателей с большей степенью сжатия выше сравнительно с аналогами, которые имеют меньший показатель. Также необходимо добавить, что количество самого подаваемого топлива в моторах с большей степенью сжатия не увеличивается, при этом такой двигатель имеет больший КПД. Бензиновые двигатели могут демонстрировать показатель степени сжатия от 8 до 12. Что касается дизельных моторов и особенностей воспламенения смеси в таких агрегатах, степень сжатия дизеля выше и находится в рамках от 14 до 18 единиц.

Большинство современных моторов легковых автомобилей имеют высокую степень сжатия, так как двигатель становится мощнее и экономичнее. Топливно-воздушная смесь в таких ДВС сгорает более полноценно и равномерно, позволяя улучшить ряд характеристик двигателя во всем диапазоне оборотов. Главной особенностью моторов с высокой степенью сжатия является повышенная требовательность к качеству топлива. Для таких силовых агрегатов обязательно использование дорогих марок бензина с высоким октановым числом и солярки с необходимым цетановым числом. Большинство современных бензиновых ДВС предполагают использование топлива с октановым числом не ниже АИ-95 или АИ-98.

Доработка двигателя: изменение степени сжатия

Среди распространенных решений для форсирования двигателя или езды на более дешевом бензине является самостоятельное изменение объема камеры сгорания. Далее мы рассмотрим, как увеличить или уменьшить степень сжатия своими руками.

Если вы планируете форсировать двигатель, тогда степень сжатия нужно увеличить. Следует помнить, что увеличение закономерно приводит к тому, что детонационный порог будет снижен. Слишком высокая степень сжатия для двигателя будет означать, что устранить детонацию при помощи высокооктанового бензина, настройки УОЗ и других манипуляций не получится.

Стоит добавить, что более ощутимый прирост мощности способен обеспечить такой двигатель, который изначально был рассчитан на меньшую степень сжатия. Другими словами, больше мощности после тюнинга выдаст агрегат, штатно имеющий показатель 9:1 и доработанный до 10:1 сравнительно с мотором, который в стоке имел 12:1 и был форсирован путем увеличения показателя степени сжатия до 13:1.

Для прибавки мощности существуют такие способы:

доработка ГБЦ и/или установка тонкой прокладки ГБЦ;
расточка цилиндров и общее увеличение объема ДВС;

Необходимо учитывать, что при таком тюнинге существует риск встречи клапанов с поршнем. Перед началом работ необходимы детальные расчеты. В ряде случаев требуется замена поршней на такие, которые имеют увеличенные выемки под клапан. Фазы газораспределения также сбиваются, что потребует их последующей настройки.

Что касается расточки блока цилиндров, данный способ также требует замены поршней. Результатом становится увеличение рабочего объема ДВС и более высокая степень сжатия, так как объем камеры сгорания по отношению к увеличенному объему цилиндра не меняется.

Дефорсирование ДВС

Вполне очевидно, что после понижения степени сжатия двигатель будет дефорсирован. Делается такая доработка в том случае, если мощность двигателя отодвигается на второй план. Уменьшение степени сжатия позволяет эксплуатировать мотор на низкооктановом бензине без риска появления детонации, что и обеспечивает определенную экономию на разнице стоимости горючего.

Необходимо добавить, что подобное решение зачастую применяется на старых карбюраторных автомобилях. Что касается инжекторных авто с электронным блоком управления, в этом случае данный способ доработки настоятельно не рекомендуется.

Степень сжатия и ее вариативность — понятие, актуальное исключительно для поршневых двигателей, которые имеют камеру сгорания. Оно представляет собой отношение двух объемов надпоршневого пространства: в нижней и верхней точке движения. Собственно говоря, это разница в показателях давления, образующегося внутри камеры во время подачи и воспламенения топливной смеси. Параметр этот можно варьировать как в сторону уменьшения, так и увеличения. Давайте разберемся, как увеличить степень сжатия двигателя?

4. Изменение степени сжатия

Изменение степени сжатия

Доказано, что высокая степень сжатия делает работу двигателя более эффективной. Как правило, для того, чтобы увеличить этот показатель, уменьшают первоначальные объемы камеры сгорания, хотя такие манипуляции нередко заставляют балансировать между эффективной и безопасной эксплуатацией.

Чем опасно увеличение степени сжатия? Прежде всего, ощутимым понижением существующего детонационного порога, то есть предельно увеличив степень сжатия есть риск спровоцировать детонацию. Именно поэтому модернизация старых двигателей порой бывает менее эффективна и более затратна, чем установка современных, которые уже имеют высокую степень сжатия. Именно поэтому аренда Ford Transit является оптимальным вариантом для тех, кто хочет получить в распоряжение современное авто. Кстати, практически во всех современных моделях применяется высокооктановый бензин от 95 и выше.

Еще один вариант повысить степень сжатия — это фрезеровка ГБЦ, то есть головки блока цилиндров. Процесс этот называется форсированием и заключается в укорачивании ГБЦ и, как следствие, уменьшении объема камеры. Одновременно автоматически становится меньше и объем горючего, которое сгорает в цилиндре.

Воспламенение и детонация

Функционирование двигателя такого типа построено на равномерном горении топливной смеси. Это обеспечивает не только более эффективный расход топлива, но и равномерный износ всех деталей, исключая их перегрев. Равномерность рассчитывается на всем промежутке движения поршня вниз, но проблема в том, что скорость этого движения ниже скорости горения, а значит, увеличив давление, можно спровоцировать самопроизвольное возгорание смеси. Такой вариант значительно снижает эффективность использования энергии сгорающего топлива. Более того, излишки энергии приводят к детонации, что может очень плачевно сказаться на работе всего двигателя. Избежать печальных последствий можно с помощью использования высокооктанового горючего.

Альтернативный вариант

Есть способ избежать уменьшения объема камеры сгорания при гарантированном увеличении степени сжатия, установив турбонагнетатель. Он увеличивает давление, нагнетая больший объем воздуха в камеру. Это позволяет изменять степень сжатия в зависимости от нагрузки на работающий двигатель. Контролирует процесс высокоточная электроника, исключающая возможность детонации

Уменьшение и увеличение степени сжатия

У каждого автолюбителя свои задачи. Кто-то хочет больше мощности от двигателя и тогда задумывается над увеличением степени сжатия. Другие, желают дефорсировать мотор и уменьшить степень сжатия, чтобы заправлять дешевый низкооктановый бензин.

В данной статье поговорим про уменьшение и увеличение степени сжатия, зачем это делают и какой результат.

Увеличение степени сжатия двигателя

Увеличение степени сжатия является одной из основных методик поднятия мощности двигателя. Тем самым можно получить больше отдачи с того же объема двигателя. Одним словом мощность повысится, а расход останется на прежнем уровне.

Возникает вопрос, а почему с завода не поднимают степень сжатия до максимально возможного уровня?

Дело в характеристиках бензина не позволяющим поднимать степень сжатия больше определенного уровня, без образования детонации. Если мы значительно повысим степень сжатия, то мощность повысится, но придется заправляться более высокооктановым топливом. С другой стороны, двигатель теперь работает более эффективно и на той мощности на которой вы ездили раньше, он будет потреблять меньше топлива и разность в цене будет несущественна.

Как увеличить степень сжатия? Два лучших способа:

1. Установка более тонкой прокладки двигателя. При таком варианте, клапана могут столкнуться с поршнями и нужно все тщательно рассчитывать. Как вариант, это установка новых поршней двигателя с более глубокими выемки под клапана. Также изменятся фазы газораспределения двигателя и нужно будет их заново настраивать.

2. Растачивание цилиндров двигатель. Такая процедура требует замены поршней, но этот метод увеличивает рабочий объем двигателя и одновременно повышает степень сжатия, так как камера сгорания остается прежней но объем цилиндра увеличивается. Отношение объема возросшего цилиндра к прежнему объему камеры сгорания покажет большую величину степени сжатия.

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

Уменьшение степени сжатия двигателя

Для чего производиться уменьшение степени сжатия двигателя? Если при увеличении — мы добивались повышения мощности двигателя, то тут ситуация противоположная — уменьшение степени сжатия производиться с целью перевести автомобиль на более дешевый бензин.

Так, в старые времена поступали владельцы ‘Жигулей’ и ‘Москвичей’, когда переводили свои машины с дорогого 92-ого бензина на более дешевый и доступный 76-ой. Для этих целей используется аналогичный способ, только придется увеличить высоту прокладки под головку двигателя. Берем две обычные прокладки и между ними вставляем алюминиевую нужной толщины. Прокладки, если нужно, вырезались самостоятельно в гараже с помощью подручных средств.

После вышеописанной процедуры уменьшиться степень сжатия за счет увеличения камеры сгорания двигателя и можно заливать дешевый бензин. Не рекомендуем делать эту операцию на современном авто, оборудованным большим количеством электроники, во избежании неприятностей.

Степень сжатия у двигателя Нивы 9.3 единицы. Такая степень сжатия отлично подходит для его эксплуатации на бензине АИ-92. Чтобы рассчитать степень сжатия, берется рабочий объем цилиндра (поршень в самом нижнем положении) + объём камеры сгорания (который складывается из объёма, создаваемого прокладкой, объема в днище поршня и объема камеры в ГБЦ). Поделив сумму объемов на объем камеры сгорания получаем степень сжатия. Однако это геометрическая степень сжатия, она может отличаться от реальной и связано это с наполнением.

На примере 8-ми клапанного двигателя Нивы: открывается впускной клапан, поршень уходит вниз, рабочий объём цилиндра начинает заполняться топливно-воздушной смесью, не факт, что за время открытия клапана (с родным распредвалом точно не факт) смесь успеет заполнить весь рабочий объём.

Принято считать, что КПД современных бензиновых ДВС около 30%. Однако еще в 1997 году, во время испытаний серийного электромобиля от GM EV1, было подсчитано, что на 100 км пути он потратил электроэнергии, количество которой содержится в 1 литре бензина. Такое вполне возможно, если предположить, что КПД бензинового ДВС около 7%.

В общем-то вернёмся к Ниве и её двигателю объемом 1.7 литра. В определённый момент на автомобиле товарища подошло время делать капитальный ремонт, который было решено совместить с небольшой доработкой. Собственно, доработка заключается в увеличении степени сжатия, а как следствие в увеличении КПД двигателя.

По неофициальным данным – увеличение степени сжатия в диапазоне от 8 до 10 позволяет получить прибавку КПД до 10%, а вот с 10 до 14 уже на 7%, с 14 до 17 уже +1%.

Чтобы увеличить степень сжатия, было решено пойти про протоптанной многими дороге – фрезеровать поверхность ГБЦ (сняли 1.7 мм), заменить родную прокладку на более тонкую (еще -0.7 мм), 0.5 мм сняли с блока. Чтобы выставить распредвал по меткам была куплена разрезная шестерня, а также доработан натяжитель цепи (наварен небольшой удлинитель).

По предварительным расчётам, с учётом расточки цилиндров в ремонтный размер, геометрическая степень сжатия должна выйти около 11.5 единиц.

Двигатель инжекторный с ЭБУ Январь 5.1, ранее владелец его уже настраивал онлайн, но большого эффекта это не дало. После переделки двигателя, вновь отправились на прошивку в реальном времени. Мастер перенастроил углы опережения зажигания, немного изменил настройки по смеси, так как увеличение степени сжатия позволяет ездить на более бедной смеси без потерь в тяге и с более поздними углами зажигания.

По итогу: эффект стоит потраченных копеек (доработка действительно недорогая, если совмещать с капитальным ремонтом). Больше степень сжатия, выше КПД, больше крутящего момента, что очень ощущается на низких оборотах (до 2000).

Степень сжатия не влияет напрямую на мощность двигателя, она лишь обеспечивает его более эффективную работу. Что и отразилось на расходе топлива, так как ранее в городе эта Нива кушала минимум 12-13 литров, сейчас 10 (владелец замороченный в этом плане постоянно по чекам считает). Для двух мостов, кпп, раздатки и отсутствия понятия – “аэродинамика” расход отличный и вопрос не просто в капитальном ремонте, компрессия и до ремонта была в норме.

Что по бензину? После сборки, на 92 была ощутимая детонация, чтобы не угробить двигатель во время поездки до электрика решили залить 98, на нем проблем не было. После прошивки под новые характеристики получилось сделать так, что можно ездить и на 92, но на 95 ощутимо экономичнее и тяга очень приятная.

Что такое степень сжатия и как ее определить

Степень сжатия (обозначается греческой буквой ε) — это отношение полного объема цилиндра V_n к объему камеры сгорания V_c. Степень сжатия показывает, во сколько раз уменьшается объем смеси или воздуха, находящихся в цилиндре, при перемещении поршня от НМТ к ВМТ. В бензиновых двигателях степень сжатия находится в пределах 6-12, дизельных – 12-23. Чтобы рассчитать степень сжатия рекомендуется использовать специальные онлайн калькуляторы.

Не стоит путать ее с . Компрессия зависит от степени сжатия (обычно она больше в 1,4 раза), а степень сжатия от компрессии — нет.

На что влияет степень сжатия

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

С другой стороны, увеличение степени сжатия способствует появлению детонации. Чтобы этого избежать, необходимо использовать бензин с более высоким октановым числом. Кроме этого при поднятии степени сжатия повышается токсичность отработавших газов и нагрузка на детали кривошипно-шатунного механизма.

Таблице примерного увеличения мощности двигателя при повышении степени сжатия:

Увеличение степени сжатия	Прибавка мощности ДВС
с 8 до 9	2,0%
с 9 до 10	1,7%
с 10 до 11	1,5%
с 11 до 12	1,3%
с 12 до 13	1,2%
с 13 до 14	1,1%
с 14 до 15	1,0%
с 15 до 16	0,9%
с 16 до 17	0,8%

Промежуточные результаты суммируются, например поднятие степени сжатия с 8 до 14 даст прибавку 8.7%.

Таблица: степень сжатия и октановое число бензина. Примерная зависимость.

24 февраля 2020 Категория: Полезная информация.

Степенью сжатия называется одна из основных характеристик двигателя внутреннего сгорания (ДВС). От нее напрямую зависит мощность мотора, топливная экономичность, а также динамика автомобиля.

В статье:

Как степень сжатия двигателя влияет на мощность?
Как увеличить степень сжатия двигателя?
Как уменьшить степень сжатия двигателя?

Воздушно-топливная смесь поступает в цилиндр, когда соответствующий поршень находится в самом нижнем положении (нижняя мертвая точка). В это время она занимает максимально возможный объем, который уменьшается по мере движения поршня в верхнем направлении, и становится минимальным после достижения им крайней верхней позиции. В этот момент объем цилиндра ограничен камерой сгорания, и находящаяся в ней смесь воспламеняется. Создавшееся мощное давление оказывает воздействие на поршень, отталкивая его в нижнем направлении и, тем самым, заставляя вращаться коленвал, на котором он установлен.

Степенью сжатия называется показатель, который характеризует, во сколько раз уменьшается объем воздушно-топливной смеси при движении поршня от крайнего нижнего к крайнему верхнему положению. Говоря более простым языком, это отношение максимального объема цилиндра к объему камеры сгорания.

Влияние на мощность

Чем сильнее сжимается рабочая смесь, тем более высокое давление образуется в камере сгорания. Следовательно, поршень получает значительно больше энергии, которая естественным образом переходит на коленвал.

Вывод очевиден: чем выше степень сжатия — тем мощнее мотор. Но данный показатель не может увеличиваться бесконечно: при создании чрезмерно высокого давления может происходить крайне нежелательное явление — преждевременное воспламенение, называемое детонацией. Из-за него давление на поршень начинает создаваться еще до того, как он достигнет верхней позиции. Это становится причиной:

мощных и резких ударных нагрузок;
постоянного перегрева даже после непродолжительной работы;
разрушения поршневых пальцев и колец;
ощутимой потери динамики и мощности.

Поэтому степень сжатия должна определяться с учетом других рабочих характеристик и конструктивных особенностей конкретного двигателя.

Увеличение степени сжатия

Возможность увеличения степени сжатия без риска преждевременной детонации предусмотрена во многих двигателях. Это делается через уменьшение объема камеры сгорания (чем он меньше, тем сильнее будет сжиматься находящаяся в ней рабочая смесь). Существует три способа:

Расточка цилиндров. При этом увеличивается объем двигателя. Поскольку объем камеры сгорания не меняется, это повышает степень сжатия. Однако расточка цилиндров подразумевает обязательную замену поршней, что обусловлено увеличением диаметра.
Фрезерная обработка нижней части ГБЦ, в результате чего она укорачивается. Объем двигателя остается прежним, а у камеры сгорания — уменьшается, соответственно — повышается степень сжатия.
Установка более тонкой прокладки ГБЦ по сравнению с имеющейся. Это также приведет к уменьшению объема камеры сгорания при неизменном объеме двигателя.

Подробнее о том, как увеличить мощность дизельного двигателя читайте в нашем материале.

В двух последних случаях следует учитывать вероятность столкновения поршней с клапанами. Поэтому перед модернизацией двигателя следует провести точные расчеты. Одним из вариантов решения проблемы является установка поршней, имеющих увеличенные выемки под клапана (они предназначены, в том числе, для подобных операций).

Уменьшение степени сжатия

Процедура приводит к снижению мощности двигателя, но позволяет перевести двигатель на более дешевый низкооктановый бензин. Чтобы уменьшить степень сжатия, следует увеличить объем камеры сгорания. Это делается через повышение высоты прокладки под головкой блока цилиндров. Алгоритм прост: между двумя стандартными прокладками подкладывается третья, сделанная из алюминия.

Технология была широко распространена в советские времена, когда владельцы карбюраторных «Жигулей» и «Москвичей» массово переводили свои машины с 92-го на более дешевый 76-й бензин. На современных автомобилях, оснащенных электронными системами управления двигателем, проводить данную процедуру крайне не рекомендуется: с экономической точки зрения это бессмысленно, а с технической — может привести к серьезным неполадкам.

Иногда проще купить новый элемент двигателя, чем производить ремонт. Найти нужные запчасти вы можете у нас!

В данной статье поговорим про уменьшение и увеличение степени сжатия, зачем это делают и какой результат.

Увеличение степени сжатия двигателя

Увеличение степени сжатия является одной из основных методик поднятия мощности двигателя. Тем самым можно получить больше отдачи с того же объема двигателя. Одним словом мощность повысится, а расход останется на прежнем уровне.

Возникает вопрос, а почему с завода не поднимают степень сжатия до максимально возможного уровня?

Как увеличить степень сжатия? Два лучших способа:

1. Установка более тонкой прокладки двигателя. При таком варианте, клапана могут столкнуться с поршнями и нужно все тщательно рассчитывать. Как вариант, это установка новых поршней двигателя с более глубокими выемки под клапана. Также изменятся фазы газораспределения двигателя и нужно будет их заново настраивать.

2. Растачивание цилиндров двигателя. Такая процедура требует замены поршней, но этот метод увеличивает рабочий объем двигателя и одновременно повышает степень сжатия, так как камера сгорания остается прежней но объем цилиндра увеличивается. Отношение объема возросшего цилиндра к прежнему объему камеры сгорания покажет большую величину степени сжатия.

Уменьшение степени сжатия двигателя

Так, в старые времена поступали владельцы «Жигулей» и «Москвичей», когда переводили свои машины с дорогого 92-ого бензина на более дешевый и доступный 76-ой. Для этих целей используется аналогичный способ, только придется увеличить высоту прокладки под головку двигателя. Берем две обычные прокладки и между ними вставляем алюминиевую нужной толщины. Прокладки, если нужно, вырезались самостоятельно в гараже с помощью подручных средств.

После вышеописанной процедуры уменьшиться степень сжатия за счет увеличения камеры сгорания двигателя и можно заливать дешевый бензин. Не рекомендуем делать эту операцию на современном авто, оборудованным большим количеством электроники, во избежании неприятностей.

Добрый день, друзья! Пришел за советами, буду благодарен каждому за обмен опытом, знаниями и т.п.

Итак, двигатель 24Д — как я понимаю он очень похож или идентичен 402-му. Планирую поднять степень сжатия до максимума, сколько получится, вплоть до 15-20 единиц по принципу двигателя Ибадуллаева ( https://www.youtube.com/watch?v=xy_r5fVYhJc ; http://www.ibadullaev.ru ). Был опыт поднятия СЖ на моем 469м (двигатель 417), где снял с головы 5,5мм, результат дал 20-25% экономичности в литрах (очень не слабо, как мне кажется).

Обновленный 17.11.12 План у меня такой:
1. Поставить на автомобиль ГБО пропан-бутан и на первом этапе поднять СЖ где-то до 14-15, все собрать и пробовать.
2. Если все ок — на втором этапе поднять СЖ еще выше — до 20. На втором этапе уменьшение камеры сгорания с родных где-то 30 кубиков.

Этапы достижения плана:
1. На первом этапе думаю заварить камеры сгорания по-максимуму и далее выбрать лишнее под клапана и отполировать поверхности, камеры получить в форме очков, СЖ должна получиться где-то 14-15, но точно еще не расчитывал.
2. На втором этапе снять головы лишнее получить голову 92,5 мм или 92мм;
3. Некоторые заваривают и свечные каналы, сверлят их выше, нарезают резьбу, «поднимают» свечи выше и полируют голову еще сильнее: +1мм от максимально низкого положения клапанов в открытом состоянии.
4. Найти где-то прокладку метало-пакет реально? Или заказать метало-пакет? Или заказать медную? Родную боюсь может выдавить. Или родная тоже крепкая и все будет ок?

Далее вопрос по зажиганию, его нужно сделать близким в ВМТ и более мощным. Тут как я понял
1. Поставить безконтактное значительно более мощное зажигание и уменьшить зазор на свечах;
2. Зажигание советуют «ПРИЗ» или «Микас 5. 4» от инжекторных волг-газалей двигателя 406.
Буду благодарен, если кто-то обьяснит плюсы-минусы разных вариантов зажигания и вообще как лучше делать зажигание.

В результате поднятия СЖ планируемый прирост экономичности от 25% до 50%. Реальность будем смотреть на практике.

Знаете ли вы, как работает сердце вашего автомобиля – двигатель? Какие процессы происходят, когда вы давите на педаль газа или когда переключаете скорости? Не стоит открещиваться от этих знаний – чем лучше вы узнаете свой автомобиль, тем раньше почувствуете возможную неисправность. Одна из важных характеристик – степень сжатия двигателя.

Изучаем теорию – что происходит внутри камеры сгорания?

Степень сжатия в теории – это соотношение объема в пространстве над рабочим поршнем в момент, когда он проходит нижнюю мертвую точку, к объему в камере над поршнем в момент прохождения верхней мертвой точки. Это определение выражает разницу давления в самой камере сгорания в момент, когда происходит впрыск топлива в цилиндр.

В повседневной жизни часто путают степень сжатия с другим понятием, а именно с компрессией дизельного двигателя, однако на практике это два разных термина. Компрессия – это наибольшее давление поршнем в цилиндре на момент его прохождения от нижней мертвой точки к верхней. Эту величину измеряют в атмосферах.

Степень сжатия на практике – как это происходит?

Сгорание топливной смеси в двигателе происходит при взаимодействии смешанных паров топлива и воздуха. При возгорании смеси происходит ее расширение, в результате чего увеличивается давление в камере. Коленчатый вал при этом выполняет обороты, соответственно двигатель выполняет один такт полезной работы. В наше время уже практически не выпускаются дизельные двигатели с низкой степенью сжатия, так как в этом нет необходимости, также и низкооктановое топливо практически исчезло с рынка. Все стремятся к более экономичным и высокооборотистым двигателям с большей степенью сжатия.

Увеличения степени сжатия можно добиться за счет уменьшения камеры сгорания дизельного двигателя. Но при таких изменениях инженерам на заводах приходятся искать компромиссное решение, потому что нужно сохранить давление в камере, а также уменьшить объем сжигания топлива. Одним из способов увеличения сжатия является расточка блоков головки цилиндра – степень сжатия при этом увеличивается, а объем сгорания топлива в камере уменьшается. При этом цилиндр сохраняет свой рабочий объем, и объем двигателя не меняется.

Изменение степени сжатия – как улучшить показатели?

В наше время инженеры нашли альтернативный способ повысить давление в камере сгорания – это установка турбо-нагнетателя. Установка данного устройства приводит к увеличению давления в камере внутреннего сгорания, при этом объемы самой камеры изменять не нужно. Появление подобных устройств привело к существенному увеличению мощности, вплоть до 50 % от изначальных цифр. Достоинством нагнетателей является возможность их установки своими руками, хотя лучше всего поручить эту задачу специалистам.

Принцип работы нагнетателей всех типов сводится к одному простому действию, которое понятно даже детям. Мы знаем, что мотор автомобиля работает благодаря постоянному сгоранию топливно-воздушной смеси, поступающей в цилиндры двигателя. Производители устанавливают оптимальное соотношение поступающих в цилиндры топлива и воздуха – последний попадает в камеру сгорания благодаря созданию разреженной атмосферы на такте впуска. Нагнетатели же позволяют в тот же объем камеры сгорания подать на впуске больше горючего и воздуха. Соответственно, увеличивается количество энергии при сгорании, растет мощность агрегата.

Однако автолюбителям не стоит увлекаться чрезмерным увеличением исходных показателей своего «железного коня» – при возрастании количества тепловой энергии увеличивается и амортизация деталей двигателя.

Быстрее прогорают поршни, изнашиваются клапаны, выходит из строя система охлаждения. Причем если турбонаддув можно установить своими руками, то ликвидировать последствия этого эксперимента далеко не всегда возможно даже в хорошей автомастерской. В особо неудачных случаях модернизации авто его «сердце» может попросту взорваться. Вряд ли нужно объяснять, что страховая компания откажется выплачивать вам какие-либо компенсации по этому прецеденту, возложив всю ответственность исключительно на вас.

В дизельных двигателях отсутствует дроссельная заслонка, в результате этого появилась возможность лучше и эффективней наполнять цилиндры независимо от оборотов. На очень многих современных автомобилях устанавливают такое устройство, как интеркулер. Он позволяет увеличить массу наполнения в цилиндрах на 20 %, что и поднимает мощность двигателя.

Выбор подходящего топлива для автомобиля

Каждый автомобиль должен использовать надлежащее топливо, соответствующее спецификации двигателя. Степень сжатия двигателя определяет правильность используемого топлива. Использование неподходящего бензина расточительно и может вызвать «стук» или «стук» в двигателе автомобиля. Вот почему выбор правильного топлива для вашего автомобиля очень важен.

Что такое октан?

Октановое число — это стандартная мера, показывающая максимально допустимое давление в камере сгорания перед самовозгоранием бензина. Смесь воздуха и топлива в камере сгорания двигателя может самопроизвольно воспламениться до воспламенения от свечи зажигания. Низкое октановое число означает, что бензин самовозгорается дольше. Несамопроизвольное сгорание вызывает стук или звон в двигателе автомобиля. Этого следует избегать любой ценой, используя бензин с более высоким октановым числом. Вы можете выбрать правильное топливо для своего автомобиля, исходя из предложенного октанового числа, которое подходит для степени сжатия двигателя вашего автомобиля. Желательно, чтобы двигатели с высокой степенью сжатия использовали высокооктановый бензин.

Что такое степень сжатия?

Степень сжатия – это отношение объема цилиндра, когда поршень находится в верхней мертвой точке, к нижней мертвой точке. Более высокая степень сжатия приводит к тому, что частицы воздуха и топлива сжимаются с большей плотностью и под высоким давлением, поэтому сгорает больше топлива. Возьмем, к примеру, 4-цилиндровый бензиновый двигатель, каждый цилиндр которого содержит 500 куб. Когда поршень находится в нижней мертвой точке, каждый цилиндр полностью заполнен 500 см3 воздуха и бензина, а когда поршень находится в верхней мертвой точке, объем составляет 50 см3. Это означает, что степень сжатия составляет 1:10.

Подходящее топливо в зависимости от степени сжатия

Ниже приведены примеры использования подходящего топлива для различных степеней сжатия двигателя:

87 Октан
В Америке и других странах называется обычным бензином. В Индонезии обычный бензин имеет октановое число 88, известный как бензин премиум-класса. Бензин с этим октановым числом подходит для двигателей со степенью сжатия от 7:1 до 9:1.
90 Октан

Бензин с этим октановым числом в Индонезии маркируется как Pertalite, что подходит для двигателей со степенью сжатия от 9:1 до 10:1.

Октан 92

Бензин

с таким октановым числом известен в Индонезии под торговыми марками Pertamax (производство Pertamina), Super (производство Shell) и Primax (производство Petronas). Этот вид бензина рекомендуется для двигателей автомобилей со степенью сжатия от 10:1 до 11:1.

Октановое число 95

Бензин

с этим октановым числом известен в Индонезии под торговыми марками Pertamax Plus (производство Pertamina), Super Extra (производство Shell) и Primax (производство Petronas). Этот вид бензина рекомендуется для автомобильных двигателей со степенью сжатия от 11:1 до 12:1. Сегодня Pertamax Plus больше не производится и был заменен на Pertamax Turbo с октановым числом 98.

Октан 98

В Индонезии бензин с этим октановым числом имеет марку Pertamax Turbo (производства Pertamina) и рекомендуется для двигателей со степенью сжатия выше 12:1. Цена относительно доступная для бензина 98 октан.

Вот некоторые последствия использования топлива, не подходящего для степени сжатия двигателя:

Когда двигатель с высокой степенью сжатия заправляется бензином с более низким октановым числом, это отрицательно сказывается на двигателе и его работе.
Когда двигатель с низкой степенью сжатия заправляется бензином с более высоким октановым числом, это будет расточительно, потому что топливо не будет оптимально сгорать, создавая минимальную мощность, но с максимальным загрязнением. Топливо с более низким октановым числом испаряется и сгорает легче, чем топливо с более высоким октановым числом.
Для двигателя автомобиля с низкой степенью сжатия лучше использовать бензин с низким октановым числом. Принуждение двигателя к потреблению бензина с более высоким октановым числом приведет только к плохим результатам. Топливо плохо сгорает в процессе сгорания, что приводит к потере мощности. Другие эффекты включают высокий уровень загрязняющих веществ, выбрасываемых автомобилем.
Когда двигатель с высокой степенью сжатия использует топливо с более низким октановым числом, бензин в камере сгорания воспламеняется до того, как загорится свеча зажигания, что называется преждевременным зажиганием. Помимо создания мощности, которая не является максимальной, это также приводит к высокому уровню выбросов топлива и может привести к повреждению основных компонентов двигателя.

Читайте также: Самый экономичный минивэн

Если вы постоянно используете бензин с неподходящим октановым числом, в поршнях двигателя автомобиля могут появиться отверстия. Двигатель всегда будет иметь проблемы со стуком каждый раз, когда автомобиль запускается или даже когда автомобиль толкается для ускорения и опережает другие автомобили. Ситуация усугубляется, если автомобиль часто используется для поездок на дальние расстояния.

Вы можете проверить в руководстве по эксплуатации вашего автомобиля степень сжатия двигателя вашего автомобиля. Не выбирайте топливо только для престижа. Выберите правильное топливо, которое подходит для характеристик двигателя вашего автомобиля. После того, как вы выберете правильное топливо, давайте сделаем правильные советы, как сэкономить топливо для вашего автомобиля!

Копировать ссылку

Степень сжатия двигателя

Главная,
Библиотека, автозапчасти, аксессуары, инструменты и оборудование, книги, автомобильный БЛОГ, ссылки, индекс

Ларри Карли, авторское право AA1Car.com, 2020 г. до сгорания.

Степень сжатия = объем цилиндра, деленный на объем камеры

Объем цилиндра можно определить, измерив диаметр цилиндра и ход поршня двигателя, а затем выполнив сопоставление для расчета объема цилиндра. Он может быть измерен в кубических дюймах или кубических сантиметрах.

Объем цилиндра = 3,14 x ((диаметр отверстия/2) x (диаметр отверстия/2)) x ход поршня
Измерение объема камеры сгорания путем заполнения ее жидкостью.

Объем камеры сгорания трудно измерить напрямую из-за сложной формы большинства камер сгорания. Таким образом, объем камеры должен быть измерен путем заполнения камеры жидкостью (водой или легким нефтепродуктом) и измерения того, сколько CC (кубических сантиметров) жидкости требуется для заполнения камеры. Пластмассовая пластина используется для покрытия камеры, и жидкость заливается через небольшое вентиляционное отверстие. ПРИМЕЧАНИЕ: Клапаны и свечи зажигания должны быть установлены так, чтобы в них не попадала жидкость.

1 кубический сантиметр = 0,0610237 кубических дюймов

Помните, что при расчете степени сжатия вы должны использовать одни и те же единицы измерения (кубические дюймы или кубические сантиметры для обоих чисел).

Сжатие происходит, когда поршень движется вверх во время такта сжатия.

Что сжатие делает с топливно-воздушной смесью

Когда поршень движется вверх по цилиндру во время такта сжатия, он сжимает и нагревает воздушно-топливную смесь в цилиндре. Это помогает распылять крошечные капельки топлива, чтобы они лучше смешивались с воздухом, и повышает температуру воздушно-топливной смеси, чтобы она легче воспламенялась.

Причиной увеличения степени сжатия является то, что это увеличивает тепловой КПД и мощность двигателя внутреннего сгорания. Чем выше степень сжатия, тем больше тепловой энергии сохраняется в камере сгорания и тем большую мощность выдает двигатель.

Большинство бензиновых двигателей легковых автомобилей и легких грузовиков последних моделей имеют степень сжатия от 9:1 до 11:1. Некоторые двигатели с бензиновым непосредственным впрыском имеют более высокую степень сжатия до 14:1.

Дизельные двигатели обычно имеют степень сжатия, которая даже выше, чем у бензиновых двигателей, от 15:1 до 23:1.

ПРИМЕЧАНИЕ: Изношенные поршневые кольца, негерметичные впускные или выпускные клапаны или негерметичная прокладка головки блока цилиндров снижают компрессию, мощность и КПД двигателя. Это также может снизить фактическую степень статического сжатия, позволяя некоторой части воздушно-топливной смеси вытекать из цилиндра и камеры сгорания, прежде чем она сможет полностью сжаться.

В двигателе Infiniti VC_Turbo степень сжатия изменяется за счет изменения относительного положения промежуточного вала, управляющего шатунным механизмом. Опережение или замедление относительного положения рычажного механизма изменяет ход двигателя, что, в свою очередь, изменяет степень сжатия.

Некоторые двигатели имеют даже переменную степень сжатия, например, двигатель Infiniti 2,0 л VC_Turbo. Двигатель имеет промежуточный вал, который изменяет тягу для изменения степени сжатия. Для максимальной экономии топлива используется более высокая степень сжатия. Затем степень сжатия уменьшается, когда турбонагнетатель обеспечивает наддув для оптимизации мощности.

Степень сжатия и детонация

Хотя увеличение степени сжатия увеличивает тепловой КПД и мощность, оно также увеличивает давление и температуру воздушно-топливной смеси внутри камеры сгорания. Если степень сжатия слишком высока для октанового числа топлива в бензиновом двигателе, двигатель может испытывать детонация (искровой стук). Детонация чаще всего возникает, когда двигатель сильно дергается под нагрузкой.

Детонация — это неустойчивая форма горения с несколькими фронтами пламени вместо одного расширяющегося фронта пламени. Это вызывает резкое увеличение давления в цилиндре, которое ударяет по поршням и вызывает дребезжание или стук в двигателе. Детонация – это плохо, потому что она может сломать поршневые кольца, повредить поршни и/или шатунные подшипники.

Для двигателей с высокой степенью сжатия обычно требуется топливо с более высоким октановым числом, чтобы снизить риск детонации.

Двигатели с турбонаддувом и наддувом также требуют топлива с более высоким октановым числом, потому что давление наддува от этих устройств нагнетает больше воздуха в цилиндры двигателя, увеличивая его эффективную степень сжатия . Статическая или механическая степень сжатия не меняется, но давление наддува увеличивает объем воздушно-топливной смеси в цилиндрах. По этой причине некоторые двигатели с турбонаддувом и наддувом на самом деле имеют несколько более низкую статическую степень сжатия, чем аналогичный безнаддувный двигатель, чтобы снизить риск детонации.

Большинство двигателей последних моделей также оснащены датчиком детонации для обнаружения вибраций, вызванных детонацией.

Если датчик детонации обнаружит детонацию, компьютер двигателя на мгновение изменит угол опережения зажигания, чтобы уменьшить или устранить детонацию. Компьютер двигателя также может обогатить топливную смесь, чтобы помочь охладить ее и уменьшить детонацию, а если двигатель с турбонаддувом, он может открыть перепускной клапан турбонаддува, чтобы уменьшить давление наддува, пока детонация не исчезнет.

Изменение степени сжатия

Для увеличения (или уменьшения) степени сжатия можно изменить множество вещей:

Увеличение диаметра отверстия и установка поршней увеличенного размера повысит степень сжатия.

Уменьшение объема камер сгорания за счет использования небольших головок камер или фрезерования поверхности головок (головок) увеличивает степень сжатия.

Установка более тонкой прокладки головки блока цилиндров увеличивает степень сжатия.

Установка более толстой прокладки ГБЦ снизит степень сжатия.

Замена поршней с плоским верхом или выпуклых поршней на куполообразные увеличивает степень сжатия.

Замена выпуклых поршней поршнями с плоским верхом повысит степень сжатия.

Замена куполообразных поршней поршнями с плоской вершиной или выпуклыми поршнями снизит степень сжатия.

Замена поршней с плоской вершиной на поршни с выпуклой поверхностью снизит степень сжатия.

Повышение степени сжатия полезно, если вы строите мощный двигатель и хотите увеличить его мощность. Более высокая степень сжатия также позволяет двигателю использовать топливо с более высоким октановым числом, такое как гоночный бензин, а также метанол и этаноловый спирт.

Если вы строите двигатель с турбонаддувом или прикручиваете нагнетатель и хотите использовать насосный газ, а не гоночный бензин с более высоким октановым числом, обычно рекомендуется ограничить степень статического сжатия до 8:1 или 9:1, чтобы снизить риск поломки двигателя. — поражающая детонация.

При замене поршней должен быть достаточный зазор между верхней частью и куполом поршня с высокой степенью сжатия и камерой сгорания и клапанами. Клиренс будет варьироваться в зависимости от степени сжатия и того, насколько «плотным» будет двигатель. Несколько тысячных обычно необходимы для предотвращения проблем с помехами при высоких оборотах двигателя и для компенсации роста поршня и удлинения штока при горячем двигателе.

Зазор поршня можно проверить, поместив небольшое количество пластилина на поршень, установив прокладку головки и головку, затем повернув кривошип, пока поршень не достигнет верхней мертвой точки. Поршень раздавит глину и покажет, какой зазор остается между поршнем, клапанами и камерой.

НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, чтобы просмотреть или загрузить эту статью в формате PDF0002 Тестирование на утечку двигателя

Измерение Blowby

Spark Knock (и датчики стука)

Двигатель. Смещение двигателя

Нагрузка

Турбонаддува

Нажмите здесь, чтобы увидеть больше автомобильных статей Карли

Будь

Carley Automotive Software

OBD2HELP

Случайные пропуски зажигания

Справка по сканирующему прибору

КОДЫ НЕИСПРАВНОСТЕЙ

Степень сжатия | Автопедия | Фэндом

Степень сжатия двигателя внутреннего сгорания или двигателя внешнего сгорания представляет собой значение, которое представляет отношение объема его камеры сгорания; от наибольшей емкости до наименьшей емкости. Это основная спецификация для многих распространенных двигателей внутреннего сгорания.

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

Представьте себе цилиндр с поршнем в нижней части хода, содержащий 1000 см3 воздуха. Когда поршень переместился до верхней точки своего хода внутри цилиндра, а оставшийся объем внутри головки или камеры сгорания уменьшился до 100 куб. см, тогда степень сжатия будет пропорционально описана как 1000:100 или с дробным уменьшением. , степень сжатия 10:1.

Желательна высокая степень сжатия, поскольку она позволяет двигателю извлекать больше механической энергии из заданной массы воздушно-топливной смеси благодаря более высокому тепловому КПД. Высокие коэффициенты помещают доступные молекулы кислорода и топлива в уменьшенное пространство вместе с адиабатической теплотой сжатия, что приводит к лучшему смешиванию и испарению капель топлива. Таким образом, они позволяют увеличить мощность в момент воспламенения и извлекать из этой мощности больше полезной работы за счет расширения горячего газа в большей степени.

Однако при более высокой степени сжатия бензиновые двигатели подвержены детонации, также известной как детонация, что может снизить эффективность двигателя или даже физически повредить его.

Дизельные двигатели, с другой стороны, работают по принципу воспламенения от сжатия, поэтому топливо, устойчивое к самовоспламенению, вызовет позднее зажигание, что также приведет к детонации двигателя.

Содержимое

1 Формула
2 Типовые степени сжатия
2.1 Бензиновый/бензиновый двигатель
2.2 Бензиновый/бензиновый двигатель с наддувом
2.3 Бензиновый/бензиновый двигатель для гонок
2.4 Газовый двигатель
Дизельный двигатель 2,5
3 Диагностика и диагностика
4 Двигатель Saab с переменной степенью сжатия
5 двигателей с переменной степенью сжатия (VCR)
6 Коэффициент динамического сжатия
7 Степень сжатия в зависимости от степени общего давления
8 См. также
9 Внешние ссылки

Формула

Коэффициент рассчитывается по следующей формуле:

, где

= отверстие цилиндра (диаметр)

= длина хода поршня

= объем камеры сгорания (включая прокладку ГБЦ). Это минимальный объем пространства, в котором топливо и воздух сжимаются до воспламенения. Из-за сложной формы этого пространства его обычно измеряют напрямую, а не рассчитывают.

Типовая степень сжатия

Бензиновый/бензиновый двигатель

Из-за вибрации (детонации) CR в бензиновом/бензиновом двигателе обычно не превышает 10:1, хотя некоторые серийные автомобильные двигатели рассчитаны на высокие нагрузки. производительность 1955–1972 годов имела степень сжатия до 12,5: 1, что позволяло безопасно работать на доступном в то время высокооктановом этилированном бензине.

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

В двигателях с датчиком «пинг» или «детонации» и электронным блоком управления CR может достигать 13:1 (BMW K1200S 2005 г.). В 1981 году Jaguar выпустил головку блока цилиндров, обеспечивающую сжатие до 14: 1; но в серийных автомобилях остановились на 12,5: 1. Конструкция головки блока цилиндров была известна как головка «майский огненный шар».

Бензиновый/бензиновый двигатель с наддувом

В бензиновом двигателе с турбонаддувом или наддувом соотношение CR обычно составляет 9:1 или ниже.

Бензиновый/бензиновый двигатель для гонок

Двигатели для гоночных мотоциклов могут использовать степень сжатия до 14:1, и нередко можно найти мотоциклы со степенью сжатия выше 12,0:1, предназначенные для топлива с октановым числом 86 или 87.

Гоночные двигатели, работающие на метаноле и этаноле, часто превышают CR 15:1. (Потребители могут отметить, что «газохол» или 90% бензина с 10% этанолом дает более высокий октановый рейтинг — показатель подавления детонации. )

Газовый двигатель

Для двигателей, работающих исключительно на СНГ или КПГ, CR может быть выше из-за более высокого октанового числа этих видов топлива.

Дизельный двигатель

В дизельном двигателе с автоматическим зажиганием (без электрической свечи зажигания — горячий воздух сжатия поджигает впрыскиваемое топливо) CR обычно превышает 14:1. Соотношения более 22: 1 являются обычным явлением. Соответствующая степень сжатия зависит от конструкции головки блока цилиндров. Это значение обычно составляет от 14:1 до 16:1 для двигателей с непрямым впрыском и от 18:1 до 20:1 для двигателей с непосредственным впрыском.

Диагностика и диагностика

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

Если задана номинальная степень сжатия двигателя, давление в цилиндре перед зажиганием можно оценить, используя следующую зависимость:

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

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

Эта цифра, однако, также будет зависеть от синхронизации кулачка (т.е. клапана). Как правило, давление в цилиндре обычных автомобильных конструкций должно быть не менее 10 бар или, грубо говоря, в фунтах на квадратный дюйм (psi), что в 15–20 раз превышает степень сжатия, или, в данном случае, от 150 psi до 200 psi, в зависимости от кулачковый тайминг. Специализированные гоночные двигатели, стационарные двигатели и т. д. будут возвращать значения, выходящие за пределы этого диапазона.

Факторы, включая позднее закрытие впускного клапана (условно говоря, для профилей распределительных валов, выходящих за рамки типичного модельного ряда серийных автомобилей, но не обязательно относящиеся к спортивным двигателям), могут привести к ошибочно заниженным результатам этого теста. Чрезмерный зазор шатуна в сочетании с чрезвычайно высокой производительностью масляного насоса (редко, но не невозможно) может выделять достаточно масла, чтобы покрыть стенки цилиндра достаточным количеством масла, чтобы облегчить разумное уплотнение поршневых колец, что искусственно дает обманчиво высокое значение на двигателях с поврежденным кольцевым уплотнением.

На самом деле это можно использовать с небольшим преимуществом. Если тест на компрессию дает низкий показатель, и было установлено, что это не связано с закрытием впускного клапана / характеристиками распределительного вала, то можно отличить причину от проблем с уплотнением клапана / седла и кольцевого уплотнения, впрыскивая моторное масло в свечу. отверстие заглушки в количестве, достаточном для того, чтобы рассредоточиться по днищу поршня и по окружности верхнего пояса кольца и, таким образом, обеспечить упомянутое уплотнение. Если вскоре после этого будет проведено второе испытание на сжатие, а новое показание будет намного выше, проблема будет заключаться в кольцевом уплотнении, тогда как, если наблюдаемое давление при испытании на сжатие остается низким, проблема заключается в уплотнении клапана (или, реже, в прокладке головки блока цилиндров). или прорыв поршня или, что еще реже, повреждение стенки цилиндра).

Если имеется значительная (> 10%) разница между цилиндрами, это может свидетельствовать о негерметичности клапанов или прокладок головки цилиндров, износе поршневых колец или трещинах в блоке.

При подозрении на наличие проблемы утечку можно обнаружить с помощью более комплексного теста с использованием тестера для выявления утечек.

Двигатель Saab с регулируемой степенью сжатия

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

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

Для переделки V _c SVC «опускает» головку блока цилиндров ближе к коленчатому валу. Это достигается за счет замены типичного блока цилиндров, состоящего из одной части, блоком, состоящим из двух частей, с коленчатым валом в нижнем блоке и цилиндрами в верхней части. Два блока шарнирно соединены с одной стороны (представьте себе книгу, лежащую на столе, передняя обложка которой находится примерно на дюйм выше титульного листа). Поворачивая верхний блок вокруг точки шарнира, V _c (представьте себе воздух между обложкой книги и титульным листом) можно модифицировать. На практике SVC регулирует верхний блок за счет небольшого диапазона движения с помощью гидравлического привода.

Двигатели с переменной степенью сжатия (VCR)

SAAB SVC — это передовое и функциональное дополнение к миру двигателей VCR, первое из которых было построено и испытано Гарри Рикардо в 1920-х годах. Эта работа привела его к разработке системы оценки октанового числа, которая используется до сих пор. Компания SAAB недавно приняла участие в работе с «Управлением передовых автомобильных технологий» над созданием современного бензинового двигателя VCR, эффективность которого сравнима с эффективностью дизельного двигателя. Многие компании проводили собственные исследования двигателей VCR, включая Nissan, Volvo, PSA/Peugeot-Citroën и Renault, но до сих пор не получили публично продемонстрированных результатов.

Двигатель с циклом Аткинсона был одной из первых попыток применения переменной степени сжатия. Поскольку степень сжатия представляет собой отношение между динамическим и статическим объемами камеры сгорания, метод цикла Аткинсона увеличения длины рабочего такта по сравнению с тактом впуска в конечном итоге изменил степень сжатия на разных этапах цикла.

Динамическая степень сжатия

Вычисленная степень сжатия, как указано выше, предполагает, что цилиндр герметичен в нижней мертвой точке (НМТ), и что сжатый объем является фактическим объемом.

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

Это отношение выше при более консервативной (т. е. более ранней, вскоре после НМТ) синхронизации впускных клапанов и ниже при более радикальной (т. е. более поздней, намного позже НМТ) синхронизации впускных клапанов, но всегда ниже, чем статическая или «номинальная» степень сжатия.

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

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

Степень сжатия в зависимости от степени общего давления

Степень сжатия и степень общего давления взаимосвязаны следующим образом:

Степень сжатия 904:00	1:1	3:1	5:1	10:1	15:1	20:1	25:1	35:1
Коэффициент давления	1:1	2:1	10:1	22:1	40:1	56:1	75:1	110:1

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

Коэффициент давления определяется как увеличение давления

Из комбинированного газового закона получаем:

С T ₂ намного выше, чем T ₁ (сжатие газов ставит в них работу, то есть, то нагревает их), CR — это намного ниже, чем .

См. также

Общая степень повышения давления — близкородственная степень для реактивных двигателей

Внешние ссылки

SVC
Анализ синхронизации кулачка и коэффициента сжатия
Средства расчета гоночных двигателей

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

Управление транспортных технологий

ПОДПИСАТЬСЯ на новости недели

С 1920-х по 1970-е годы эволюция двигателей (измеряемая по степени сжатия) и эволюция топлива (измеряемая по октановому числу) происходила параллельно. Повышение октанового числа бензина в этот период (красные маркеры на графике ниже), вероятно, было связано с улучшением технологии нефтепереработки и добавлением свинца, который защищает двигатель от детонации. В 1973, Агентство по охране окружающей среды (EPA) обязало снизить содержание свинца в бензине и в конечном итоге запретило использование свинца в топливе для дорожных транспортных средств. С тех пор в качестве топливных оксигенатов для контроля детонации в двигателе использовались другие источники, а среднее октановое число бензина было довольно постоянным и составляло около 88-90 AKI (антидетонационный индекс).

Степень сжатия двигателей новых легковых автомобилей и легких грузовиков (черные маркеры внизу) улучшилась в том же направлении, что и октановое число с 1920-х до 1970-х годов. По прошествии этого времени средняя степень сжатия продолжала улучшаться благодаря усовершенствованной конструкции двигателя и средствам управления, что отклонялось от тенденции октанового числа. Есть опасения, что в будущем автопроизводители достигнут предела технологических повышений степени сжатия без дальнейшего повышения октанового числа топлива.

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

Примечание: AKI = антидетонационный индекс.

Факт №940 Набор данных

Поддерживающая информация

Средний коэффициент сжатия двигателя по сравнению со средним рейтингом октанового бензина, 1925-2015
Год	Средний коэффициент компрессии для новых световых автомобилей	Средний ectane actane ratane rate ratane rate gatani rate gatane ratanio ratanio ratanio ratanio ratane).	Средняя степень сжатия для новых легковых автомобилей	Среднее октановое число (AKI)
1925	недоступно	недоступно		1971	8.64	90.08
1926	not available	not available		1972	8.46	90.25
1927	4.44	not available		1973	8.13	90.13
1928	4. 53	not available		1974	8.34	89.67
1929	4.57	not available		1975	8.32	89.71
1930	4.63	61.44		1976	8.27	89.62
1931	4.72	61.46		1977	8.28	89.63
1932	4.87	62.10		1978	8.29	89.43
1933	5.10	64.46		1979	8.30	89.49
1934	5.35	68.47		1980	8.40	88.97
1935	5.66	70.46		1981	8.50	89. 01
1936	5.98	70.46		1982	8.58	88.80
1937	6.13	71.02		1983	8.66	88.04
1938	6.22	72.16		1984	8.69	88.25
1939	6.28	72.76		1985	8.81	88.25
1940	6.28	74.05		1986	8.95	88.10
1941	6.26	77.32		1987	8.98	88.22
1942	6.38	76.53		1988	9.02	88.40
1943	not available	75.01		1989	9. 04	88.45
1944	not available	74.11		1990	9.00	88.27
1945	not available	72.27		1991	9.00	88,19
1946	6.47	946	6.47	946	.92	9.10	88.24
1947	6.49	77.54		1993	9.10	88.25
1948	6.49	77.79		1994	9.30	88.26
1949	6.47	78.17		1995	9.30	88.26
1950	6.86	79.81		1996	9.30	88.10
1951	6.90	81. 19		1997	9.30	88.05
1952	7.04	80.52		1998	9.35	88.10
1953	7.34	81.54		1999	9.39	88.04
1954	7.52	82.33		2000	9.42	87.87
1955	7.92	83.48		2001	9.53	87.86
1956	8.49	85.15		2002	9.58	87.88
1957	8.98	85.88		2003	9.64	87.82
1958	9.24	86.61		2004	9.70	87.75
1959	9. 06	87.02		2005	9.76	87.66
1960	8.91	87.81		2006	9.87	87.61
1961	8.84	88.04		2007	9.94	87.59
1962	9.07	88.26		2008	10.04	87.54
1963	8.91	88.46		2009	10.09	87.55
1964	8.79	88.72		2010	10.22	87.53
1965	9.02	89.02		2011	10.26	87.52
1966	9.20	89.24		2012	10.34	87. 57
1967	9.26	89.77		2013	10.39	87.59
1968	9.43	89.84		2014	10.50	87.60
1969	9.48	90.02		2015	10.52	87.65
1970	9.52	90.05
Примечание. Среднее октановое число основано на объемах продаж НПЗ. Источники: Frontiers in Machine Engineering, «Исторический анализ совместной эволюции бензиновых октановых чисел и двигателей с искровым зажиганием», 6 января 2016 г. 2014-15 Среднее октановое число рассчитано по данным Управления энергетической информации, Объемы продаж моторного бензина на нефтеперерабатывающих предприятиях, по состоянию на 29 июня 2016 г. 29, 2016.

Возврат к 2016 г. Факты недели

Выбор октанового числа топлива

Выбор октанового числа топлива

ЦЕЛЬ:: Чтобы помочь учащимся стать более разумными потребителями бензина и дать им возможность выбрать правильный бензин с октановым числом, что приведет к экономии энергии, а также к экономии денег.

ЗАДАЧИ:: Студенты будут:; 1. Поймите, что правильный выбор октанового числа топлива может изменить MPG.; 2. Осознайте экономическую выгоду от правильного выбора октанового числа топлива.; 3. Поймите, что для очистки топлива с более высоким октановым числом требуется больше сырой нефти.

УРОК/ИНФОРМАЦИЯ:: Требования к октановому числу топлива для бензиновых двигателей зависят от степени сжатия двигателя; Требования к цетановому числу дизельного топлива также зависят от степени сжатия. Степень сжатия двигателя — это относительный объем цилиндра от самого нижнего положения хода поршня до самого верхнего положения хода поршня. Чем выше степень сжатия двигателя, тем больше тепла выделяется в цилиндре во время такта сжатия.; Октановые числа, указанные на бензонасосах, являются результатом тестирования характеристик топлива в лабораторных условиях и в реальных условиях эксплуатации. Чем выше октановое число топлива, тем меньше летучесть (испаряемость) и тем медленнее горит топливо. Топливо с более высоким октановым числом содержит больше ПОТЕНЦИАЛЬНОЙ энергии, но требует более высокой теплоты, выделяемой двигателями с более высокой степенью сжатия, чтобы должным образом подготовить топливо до такой более высокой потенциальной энергии. В процессе переработки из барреля сырой нефти получается меньше галлонов топлива с более высоким октановым числом.; Если октановое число топлива слишком низкое для данной степени сжатия, топливо преждевременно и самовоспламеняется слишком рано, и топливный заряд ВЗРЫВАЕТСЯ , а не ГОРИТ , что приводит к неполному сгоранию. Чистым эффектом является потеря мощности и возможное повреждение двигателя. Оператор слышит слышимый «стук» или «пинг», именуемый детонацией. Детонация может варьироваться от слабого шума при легком ускорении до постоянного глубокого стука при движении с постоянной скоростью. Неправильная регулировка фаз газораспределения, утечка вакуума или чрезмерно обедненная топливная смесь также могут вызвать детонацию.; Многие владельцы транспортных средств считают, что топливо с более высоким октановым числом лучше для их автомобилей, поскольку оно имеет маркировку «ПРЕМИУМ». Логика в том, что поскольку это топливо премиум-класса, оно должно быть лучше. В действительности премиальная этикетка возникает из-за более высокой стоимости очистки и, как следствие, более высокой розничной стоимости. Некоторые нефтепереработчики маркируют свое высокооктановое топливо кодом «СУПЕР». Некоторые владельцы считают, что эти виды топлива сделают их автомобили более мощными. Только двигатели с высокой степенью сжатия могут передать всю потенциальную энергию топлива с более высоким октановым числом! Всегда сверяйтесь с рекомендациями производителя по октановому числу, чтобы определить надлежащие требования к октановому числу для любого автомобиля. Как правило, двигатели со степенью сжатия 9.3 : 1 или меньше будет безопасно работать с неэтилированным топливом с октановым числом 87. Двигатели с более высокой степенью сжатия обычно требуют топлива с более высоким октановым числом.; Многие владельцы автомобилей, предназначенных для работы на бензине с октановым числом 87, испытывают стук и стук. Обычно они «решают» эту проблему, покупая более дорогое топливо с более высоким октановым числом. В большинстве руководств по эксплуатации указано, что некоторый легкий и прерывистый стук является нормальным, но на этот сильный или продолжительный стук или стук следует обратить либо путем покупки топлива с правильным октановым числом, либо путем обслуживания двигателя.; Большинство заводов по переработке топлива смешивают топливо для географических регионов и корректируют свои смеси в зависимости от сезона. Эти методы смешивания компенсируют уменьшение содержания кислорода с увеличением высоты и компенсируют летучесть в более теплое или более прохладное время года. Значительные изменения температуры окружающей среды (40 градусов по Фаренгейту) или изменения высоты над уровнем моря (4000 футов) могут вызвать серьезную детонацию двигателя. Эта проблема обычно решается заправкой бака «местным» топливом, соответствующим сезону и высоте.

ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ:: 1. Из руководства по эксплуатации определите требуемое октановое число для личного или семейного автомобиля. Если руководство по эксплуатации недоступно, позвоните, напишите или посетите официального дилера для этого автомобиля, чтобы определить соответствующее топливо с октановым числом для этого автомобиля.; 2. Перед началом этого действия убедитесь, что уровень в резервуаре составляет ¼ или меньше. Выполните «тест MPG, как указано в руководстве «Расчет расхода топлива» с самым высоким октановым числом (9с октановым числом 1+) доступно для двух последовательных баков. Вычислите два танка MPG. В рабочем листе отметьте любые необычные шумы двигателя или проблемы с производительностью во время этого теста и отметьте стоимость за галлон.; 3. Повторите шаг «2» для следующего топлива с более низким октановым числом (октановое число 89). В рабочем листе отметьте любые необычные шумы двигателя или проблемы с производительностью во время этого испытания и укажите стоимость за галлон.; 4. Если применимо, повторите шаг «2» в третий раз с топливом самого низкого качества (октановое число 87). В рабочем листе отметьте любые необычные шумы двигателя или проблемы с производительностью во время этого испытания и укажите стоимость за галлон.; 5. Для каждого сорта топлива используйте MPG и стоимость за галлон, чтобы спрогнозировать стоимость топлива для эксплуатации этого автомобиля на 10 000 миль.

КУЛЬМИНАЦИЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ:: 1. Подготовьте краткий отчет о необходимости определения октанового числа для выбранного автомобиля.; 2. Используя данные о расходах на галлон для каждого сорта топлива, сравните эксплуатационные расходы за десять лет при пробеге 10 000 миль в год. Предположим, топливо стоит 1,25 доллара за октановое число 87, 1,45 доллара за 89.октановое число и 1,65 доллара за октановое число 91+.

ТАБЛИЦА ОКТАНИРОВАНИЯ ТОПЛИВА

1. Рекомендуемое октановое число (источник: руководство пользователя): _______

2. Заполните бак топливом с октановым числом 91+; показания одометра: ______

3. Заполните бак топливом с октановым числом 91+; показания одометра: ______
Приобретено галлонов: ______
Смешанный трафик: ________________________

4. Заполните бак топливом с октановым числом 89; показания одометра: ______
Приобретено галлонов: ______
Смешанный трафик: ________________________

5. Заполните бак топливом с октановым числом 89; показания одометра: ______
Купленные галлоны: ______
Стоимость за галлон: ______
Смешанный трафик:_____________________________

6. Заполните бак топливом с октановым числом 87; показания одометра: ______
Приобретено галлонов: ______
Стоимость за галлон: ______
Смешанный трафик: ________________________

7. Заполните бак топливом с октановым числом 87; показания одометра: ______
Купленные галлоны: ______
Стоимость за галлон:______
Смешанный трафик:_____________________________

8.
Тип топлива Стоимость/галлон миль на галлон Стоимость за 10 000 миль
Октановое число 91+
Октановое число 89
Октановое число 87

ПРОВЕРКА ИНФОРМАЦИИ: Поместите « T » перед верными утверждениями и « F » перед ложными утверждениями. После каждого ложного утверждения объясните, почему оно ложно.; _______1. Топливо с октановым числом 91 обладает большей потенциальной мощностью, чем топливо с октановым числом 87.; _______2. Чтобы высвободить всю потенциальную мощность бензина с октановым числом 91, необходимо, чтобы двигатель имел степень сжатия выше 9,3:1.; _______3. Любой бензиновый двигатель будет эффективно сжигать топливо с любым октановым числом.; _______4. Степень сжатия двигателя является наиболее важным фактором при выборе октанового числа бензина.; _______5. Заявленные октановые числа топлива являются результатом испытаний топлива в лаборатории и в реальных условиях эксплуатации.; _______6. Для дизельных двигателей требуется топливо с низким октановым числом.; _______7. Детонация или стук в двигателе всегда являются результатом некачественного топлива.; _______8. Бензины смешиваются в зависимости от сезона и региона.

ЗАМЕТКИ УЧИТЕЛЯ: Это важное мероприятие по энергосбережению для учащихся. За прошедшие годы наше общество каким-то образом усвоило неправильное представление о том, что топливо сорта «Премиум» лучше для автомобиля, чем топливо сорта «Обычный». Большинство владельцев транспортных средств никогда не обращаются к руководству по эксплуатации, чтобы определить приемлемое октановое число топлива для своего автомобиля. Кроме того, когда автомобиль начинает стучать и гудеть при ускорении, многие владельцы применяют «быстрое решение», переключаясь на топливо премиум-класса. Это правда, что чрезмерный и продолжительный стук и стук вредны для двигателя, и это НЕОБХОДИМО принять меры немедленно, иначе это приведет к серьезному повреждению двигателя. Очень немногим недавно выпущенным автомобилям требуется топливо премиум-класса с высоким октановым числом. Эксплуатация этих автомобилей на топливе с более низким октановым числом, чем требуется, может привести к немедленному и серьезному внутреннему повреждению двигателя. Большинству двигателей, которые звенят или стучат при легком ускорении, не требуется топливо премиум-класса; эти двигатели нуждаются в надлежащем обслуживании, таком как регулировка фаз газораспределения, устранение утечек вакуума или обслуживание клапанов управления выбросами. Для работы правильно настроенного двигателя, рассчитанного на октановое число 87, с 89или топливо с октановым числом 91 только увеличит стоимость эксплуатации. Топливо с более высоким октановым числом не даст никакой дополнительной мощности, экономии топлива или долговечности.

ОТВЕТЫ НА ПРОВЕРКУ ИНФОРМАЦИИ:: 3. Ложь . Чтобы эффективно сжигать любое топливо с любым октановым числом, степень сжатия двигателя должна быть достаточно высокой, чтобы высвободить всю потенциальную энергию топлива.; 6. Ложь . Топливо для дизельных двигателей оценивается по цетановым числам, а не по октановым числам.; 7. Ложь . Детонация или стук в двигателе могут быть результатом слишком низкого октанового числа для степени сжатия этого двигателя; большинство стуков и стуков в двигателе являются результатом ненастроенного двигателя или обслуживания системы контроля выбросов.

РЕКОМЕНДУЕМОЕ ЧТЕНИЕ:: Эллингер, Герберт Э. Автомеханика, четвертое издание. Прентис Холл, Энглвуд Клиффс, Нью-Джерси. 1988.; _____ Министерство энергетики США. Информация по энергосбережению для владельцев транспортных средств. Типография правительства США: 1991-289-606.; Нефтяная компания Шелл. Как получить больше миль на галлон. Книга «Лучший пробег». 1991.

Комментарии или вопросы по адресу: [email protected]

Вернуться в меню транспорта

Как работает двигатель будущего Mazda с воспламенением от сжатия

Новый двигатель Mazda SkyActiv-X противоречит всем представлениям о бензиновых двигателях, которые, как вы думали, вы понимаете. Он наддувный, но в целях эффективности, а не для увеличения мощности. Он имеет степень сжатия 16:1 (в текущей форме прототипа), но работает на топливе с октановым числом 87. Он полагается на цикл Миллера (или современный цикл Аткинсона), когда хочет получить мощность, но запускает традиционный цикл, хотя и с воспламенением от сжатия, когда хочет быть эффективным. Это бензиновый двигатель, который поощряет детонацию, но контролируемым образом… Что?

Поначалу это звучит запутанно, но, к сожалению, сложности накапливаются по мере того, как вы погружаетесь глубже. Mazda делает то, о чем думал, исследовал и, конечно же, желал почти каждый автопроизводитель, но они сделали все это с помощью свечи зажигания. Воспламенение от сжатия с искровым управлением (SPCCI) — это новый метод сгорания, который позволяет бензиновым двигателям работать с воспламенением от сжатия. Другими словами, он использует методологию сгорания дизельного двигателя, используя методологию синхронизации бензинового двигателя с искровым зажиганием.

Основная идея связана с попыткой создать идеальный двигатель: мгновенное сгорание, отсутствие потерь тепла и нулевое трение. Этого невозможно достичь в реальном мире, но мы определенно можем стать ближе, чем сейчас. Это миссия Mazda. В идеале бензиновые двигатели должны использовать воспламенение от сжатия с однородным зарядом (HCCI) для максимальной эффективности. Во время такта сжатия поршень движется вверх к головке блока цилиндров, увеличивая давление и, следовательно, температуру топливно-воздушной смеси, содержащейся внутри. Давление поднимается так высоко, а температура становится такой высокой, что даже без свечи зажигания испаряющийся бензин сгорает, когда поршень приближается к верхней точке своего хода. Полное сгорание происходит одновременно, чрезвычайно быстро, и все давление, возникающее при сгорании, превращается в полезную работу, толкая поршень вниз. Ну это в лучшем случае. Реальный мир не так прекрасен.

Mazda

Проблема с HCCI заключается в том, что существует очень узкий диапазон оборотов и нагрузки (положения дроссельной заслонки), при которых это возможно. HCCI лучше всего работает при низкой нагрузке двигателя при умеренно низких оборотах. Вне этого диапазона время сгорания хаотично и трудно поддается контролю. И если детонация (стук) происходит, когда вы этого не хотите, вы в лучшем случае теряете эффективность, а в худшем разрушаете свой двигатель. Итак, на данный момент мы знаем две вещи: 1. Существует узкий диапазон, в котором возможен HCCI. 2. За пределами этого диапазона требуется искровое зажигание. Таким образом, задача состоит в том, чтобы найти способ плавного переключения между искровым зажиганием и воспламенением от сжатия.

Но что, если вам не нужно было полностью переключаться? Что, если бы вы всегда использовали свечу зажигания для определения времени зажигания? Ну, это именно то, что сделала Mazda. В диапазонах, где воспламенение от сжатия невозможно, двигатель SkyActiv-X работает как любой другой бензиновый двигатель. Поршень движется вверх, сжимая воздушно-топливную смесь до верхней мертвой точки, где свеча зажигания воспламеняет смесь, а фронт пламени движется наружу, толкая поршень вниз для рабочего хода. Нормальное сгорание, зевота…

По возможности двигатель работает аналогично дизельным двигателям, но с предварительно смешанным воздухом и непосредственным впрыском топлива. Воздух входит, закручиваясь, создавая приятную однородную воздушно-топливную смесь, когда поршень достигает верхней точки своего хода. В идеале соотношение воздух-топливо в этот момент составляет около 37:1. Вы правильно прочитали, примерно в 2,5 раза меньше, чем у традиционных бензиновых двигателей! В центре этой бурлящей воздушно-топливной смеси глаз бури остается спокойным. Здесь инжектор прямого впрыска топлива впрыскивает небольшое количество бензина, снижая соотношение воздух-топливо в ближайшем к свече зажигания примерно до 29.:1.

Mazda

Эти две различные области соотношения воздух-топливо играют важную роль по отдельности. По мере того, как поршень движется вверх, топливо становится опасно близким к воспламенению само по себе из-за тепла и дополнительного давления от сжатия (помните, это топливо с обычным октановым числом и степенью сжатия 16:1). Непосредственно перед началом детонации свеча зажигания срабатывает. Менее обедненная область воздуха возле свечи воспламеняется, создавая крошечный расширяющийся фронт пламени.

Из-за дополнительного давления расширяющегося фронта пламени окружающий ультрабедный воздух больше не может удерживать. Почти мгновенно вся смесь воспламеняется. И внезапно стратегия Mazda приобрела такой смысл. Используйте свечу зажигания для идеально синхронизированного сгорания и используйте воспламенение от сжатия для его невероятных преимуществ эффективности. Подождите, а как насчет нагнетателя, низкооктанового топлива и цикла Миллера? К чему все эти причуды и сложности? Все, что на первый взгляд кажется нелогичным, имеет рациональное объяснение:

1. Lean Supercharger от Mazda

Mazda не хочет, чтобы вы называли нагнетателем воздуходувку, прикрепленную сбоку к двигателю SkyActiv-X; в настоящее время они называют это «высокой подачей воздуха», но не дайте себя обмануть, это нагнетатель в стиле корней. Причина, по которой они не хотят, чтобы вы называли это так, заключается в том, что нагнетатели обычно ассоциируются с лошадиными силами, а не с эффективностью. В этом случае нагнетатель используется для обеднения воздушно-топливной смеси, обедненный нагнетатель, если хотите, для экономии топлива. Это снижает температуру сгорания, снижает выбросы NOx, увеличивает количество полезной работы, производимой при том же количестве топлива, и уменьшает потери тепла в канале цилиндра. Замечательно!

Mazda

2. Обычное октановое число соответствует степени сжатия A 16:1

Если бы у Mazda было по-своему, они бы использовали топливо с октановым числом 80 в своих двигателях SPCCI, а не элитное 87, которое вы найдете на доступной форсунке. на заправке. Это потому, что эти двигатели по существу жаждут детонации. Не совсем тот стук, о котором вы подумали, но очень похожий.

Помните, воспламенение от сжатия означает, что вы хотите, чтобы топливо воспламенялось само по себе. Использование топлива с более высоким октановым числом в этом случае сделало бы сгорание больше сложно. Чем более чувствительно топливо к изменениям давления, тем легче Mazda может точно контролировать момент воспламенения с помощью свечи зажигания.

3. Мощный цикл Миллера

Цикл Миллера (почти синоним современного цикла Аткинсона) — это трюк, используемый в современных двигателях для повышения эффективности. Идея состоит в том, чтобы оставить впускной клапан открытым на часть такта сжатия, выталкивая часть воздуха и топлива из цилиндра туда, откуда они пришли.

Mazda

Это снижает эффективную степень сжатия и вместе с теперь (относительно) более высокой степенью расширения снижает расход топлива. Но Mazda использует цикл Миллера по прямо противоположной причине: крутящий момент! Когда двигателю нужна пиковая мощность, а не большая экономия топлива, нагнетатель обеспечивает только скромное количество наддува. Впускной клапан позволяет воздуху выходить во время сжатия, чтобы гарантировать отсутствие детонации при использовании очень высоких степеней сжатия. Много воздуха, плюс эквивалент клейкого запаса топлива двигателя простолюдина, и мы отрываем глаза от счетчика миль на галлон и наслаждаемся дорогой впереди.

Posted inДвигатель


Тип топлива	Стоимость/галлон	миль на галлон	Стоимость за 10 000 миль
Октановое число 91+
Октановое число 89
Октановое число 87

Степень сжатия двигателя, формула, повышение, бензин

Расчет коэффициента сжатия

Влияние коэффициента сжатия на характеристики мотора

Исходные данные

Для чего бывает нужно изменить коэффициент сжатия

Как можно изменить показатель сжатия

Взаимосвязь коэффициента сжатия и компрессии

Турбированные моторы

Как рассчитать и изменить степень сжатия двигателя

Что такое степень сжатия двигателя

На что она влияет

Отличие степени сжатия от компрессии

Расчет коэффициента сжатия

Турбированные моторы

Пример подсчета

Как увеличить степень сжатия двигателя

Дефорсирование ДВС: для чего нужно и как осуществить

Таблица: зависимость степени сжатия от октанового числа

Таблица: популярные двигатели и показатель сжатия

Что такое степень сжатия двигателя

В статье:

Что именуется степенью сжатия и в чем отличие от компрессии

Плюсы и минусы большой степени сжатия

Возможно ли повысить степень сжатия

Расточка цилиндров

Доработка ГБЦ

Измерение объема камеры сгорания

Дефорсирование

Вот что на самом деле означает ‘степень сжатия’, и почему это имеет значение

Почему для двигателей так важна степень сжатия, и на что она влияет.

Как определяется степень сжатия, и что это такое?

Почему производители стараются увеличить степень сжатия?

Более высокое сжатие в двигателе означает больше мощности, но больше давления

Более высокое сжатие в двигателе также означает более высокую тепловую эффективность

Существуют ли ограничения по увеличению степени сжатия в двигателях

Компрессия и степень сжатия дизельного двигателя

Понятие степени сжатия

Как все работает

Возможность замера степени сжатия

Способы повышения показателя

Понятие компрессии

Как замерить компрессию

От чего зависит компрессия

Особенности запуска дизельного двигателя

Как увеличить степень сжатия двигателя » Драйв

Увеличение степени сжатия: плюсы и минусы

Доработка двигателя: изменение степени сжатия

Дефорсирование ДВС

Изменение степени сжатия

Воспламенение и детонация

Альтернативный вариант

Уменьшение и увеличение степени сжатия

Увеличение степени сжатия двигателя

Уменьшение степени сжатия двигателя

Что такое степень сжатия и как ее определить

На что влияет степень сжатия

В статье:

Влияние на мощность

Увеличение степени сжатия

Уменьшение степени сжатия

Изучаем теорию – что происходит внутри камеры сгорания?

Степень сжатия на практике – как это происходит?

Изменение степени сжатия – как улучшить показатели?

Выбор подходящего топлива для автомобиля

Степень сжатия двигателя

Что сжатие делает с топливно-воздушной смесью

Степень сжатия и детонация

Изменение степени сжатия

НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, чтобы просмотреть или загрузить эту статью в формате PDF0002 Тестирование на утечку двигателя

Степень сжатия | Автопедия | Фэндом

Содержимое

Формула

Типовая степень сжатия

Бензиновый/бензиновый двигатель

Бензиновый/бензиновый двигатель с наддувом

Бензиновый/бензиновый двигатель для гонок

Газовый двигатель

Дизельный двигатель

Диагностика и диагностика

Двигатель Saab с регулируемой степенью сжатия

Таблица: зависимость степени сжатия от октанового
числа