Czytelnicy magazynu Birgaleev z Salavat i Filichev z Udomlii w obwodzie kalinińskim. pytają, jaki jest stopień sprężania, jak go zmierzyć na silniku dwusuwowym, jaki jest stopień sprężania nowoczesnych silników i jak obliczyć, o ile trzeba przyciąć głowicę bloku, aby zwiększyć moc silnika? Inni czytelnicy zadają podobne pytania.
O efektywnej mocy silnika rzeczywistego, oprócz innych parametrów, decyduje wartość sprawności cieplnej ηt, która jest wprost proporcjonalna do stopnia sprężania ε. Jak widać z wykresu, wraz ze wzrostem ε rośnie również η t, a co za tym idzie moc na wale silnika.
Stopień sprężania(zwany również geometrycznym) to stosunek całkowitej objętości cylindra do objętości komory spalania.
gdzie ε jest współczynnikiem kompresji; V a - pełna objętość cylindra, cm 3; V h to objętość robocza cylindra, cm 3; V c to objętość komory spalania, cm 3.
W literaturze dotyczącej silników spalinowych do silników dwusuwowych, oprócz geometrycznego stopnia sprężania (lub tylko stopnia sprężania), określonego powyższym wzorem, wprowadzono pojęcie rzeczywisty (rzeczywisty, prawdziwy) stopień kompresji ε d... Przy jej określaniu bierze się pod uwagę, że kompresja nie rozpoczyna się do tego czasu; aż tłok zamknie otwór wylotowy. Dlatego rzeczywisty stopień kompresji jest zawsze mniejszy niż geometryczny.
Rzeczywisty stopień kompresji określa wzór:
lub
gdzie A jest wysokością okna wylotowego, cm; D - średnica cylindra, cm; S - skok tłoka, patrz.
Przykład obliczenia:
D = 50 mm = 5 cm; S = 44mm = 4,4cm; ε = 6,0; Vc = 17,2 cm3; A = 23 mm = 2,3 cm.
lub
Należy zauważyć, że dla silników czterosuwowych, przy określaniu rzeczywistego stopnia sprężania, objętość opisaną przez tłok można uznać za utraconą w czasie, gdy zawór wydechowy jest otwarty podczas suwu roboczego plus objętość opisana przez tłok, gdy zawór wlotowy jest zamknięty podczas kompresji. Jednak, aby uprościć ocenę i obliczenia zarówno silników dwusuwowych, jak i czterosuwowych, zwykle bierze się pod uwagę geometryczny stopień sprężania, czyli stosunek całkowitej objętości cylindra do objętości komory spalania.
Korzystając z literatury technicznej dotyczącej dwusuwowych silników spalinowych (książki, czasopisma, katalogi i broszury), należy pamiętać, że w Japonii zwyczajowo podaje się rzeczywisty stopień sprężania, aw Europie - geometryczny.
Domowe silniki seryjne z reguły mają niski stopień sprężania (ε = 6,0 ÷ 7,0 dla dwusuwów i 6,0 ÷ 6,5 dla czterosuwów). Wynika to z faktu, że większość silników zaburtowych została zbudowana wiele lat temu i jest zaprojektowana do pracy na benzynach o niskiej liczbie oktanowej.
Nowoczesne silniki dwusuwowe mają ε = 7,0 ÷ 12,0 (mniejsze wartości ε dla silników o pojemności jednego cylindra 350 cm3, a dużych o objętości około 50 cm3).
Dla nowoczesnych silników czterosuwowych ε = 8,0 ÷ 10,5 (odpowiednio o pojemności cylindra 600 ÷ 50 cm3). Zastosowanie wysokiego stopnia sprężania wymaga paliwa o liczbie oktanowej 88-98 jednostek.
Zwiększa się stopień sprężania, aby zwiększyć moc i zmniejszyć zużycie paliwa. Można go jednak zwiększyć tylko do pewnego limitu, który jest ograniczony wyglądem detonacja- niezwykle szybkie, w formie wybuchu, spalanie mieszaniny roboczej z prędkością propagacji płomienia 2000 ÷ 2500 m/s (przy normalnym spalaniu prędkość ta wynosi tylko 20 ÷ 40 m/s). Detonacji towarzyszy gwałtowny (wstrząsowy) wzrost ciśnienia, przenoszony na wszystkie części mechanizmu korbowego, przegrzanie tłoka i zaworów, utrata mocy oraz pojawienie się czarnego dymu z układu wydechowego. Silna detonacja zniszczy tłok.
Im wyższy stopień sprężania i im niższa liczba oktanowa użytej benzyny, tym bardziej prawdopodobne jest stukanie, przy czym inne czynniki są takie same. Podatne na detonację są silniki szybkoobrotowe o dużej średnicy cylindra, o dużym współczynniku nadmiaru powietrza w mieszaninie roboczej (mieszanina jest najbardziej podatna na detonację przy α = 0,85 ÷ 0,95; wzrost gazów resztkowych zmniejsza tendencję do detonacja). Detonacja jest możliwa przy wysokim ciśnieniu mieszaniny na początku sprężania, dlatego przy stosowaniu doładowania zwykle zmniejsza się stopień sprężania. Na właściwości przeciwstukowe silnika ma wpływ kształt komory spalania oraz położenie świecy – im krótsza droga płomienia od elektrod świecy do najdalszego punktu komory spalania, tym mniej skłonność silnika do stukania. Dlatego silniki z półkulistą komorą spalania i świecą zapłonową umieszczoną w jej środku najlepiej nadają się do doładowania poprzez zwiększenie stopnia sprężania.
W silniku dwusuwowym mieszanina robocza jest sprężana nie tylko w przestrzeni nadtłokowej, ale także w skrzyni korbowej, gdy tłok przesuwa się z GMP do BDC. Zazwyczaj ciśnienie w skrzyni korbowej nie przekracza 1,5 kgf / cm2. To zależy od stopień sprężania w skrzyni korbowej ε do, tj. od stosunku całkowitej objętości skrzyni korbowej V do objętości, gdy tłok znajduje się w GMP do objętości skrzyni korbowej, gdy tłok znajduje się w GMP.
gdzie V h jest objętością roboczą cylindra, cm 3.
Wartość εk zwykle zawiera się w przedziale 1,29 ÷ 1,40 (niższa wartość dotyczy silników wyścigowych, a większa seryjnych, komercyjnych).
Podczas pracy z konkretnym silnikiem objętość roboczą określa się metodą obliczeniową według wzoru:
Objętość komory spalania, ze względu na jej złożony kształt, określa się szybciej i dokładniej w następujący sposób. Tłok jest zainstalowany w TDC. Ze zlewki (lub innego pojemnika z podziałką) olej silnikowy, lekko rozcieńczony benzyną, wlewa się do cylindra przez otwór korka (do połowy jego wysokości). Ilość wylewanego oleju będzie równa objętości komory spalania.
Stopień sprężania silnika dwusuwowego z półkulistą komorą spalania można zwiększyć do 8,5 ÷ 9,0, ale w tym przypadku konieczne jest stosowanie paliwa o liczbie oktanowej 93 i wyższej. Podczas forsowania metodą zwiększania kompresji średnie efektywne ciśnienie w cylindrach nieuchronnie wzrasta, a zatem siły działające na wszystkie części grupy cylinder-tłok i mechanizm korbowy. Zwiększa się prędkość wału korbowego. Te przyczyny nieuchronnie powodują skrócenie żywotności silnika i zmniejszenie niezawodności silnika.
Przykład obliczenia wielkości podcięcia łba bloku. Jest silnik o parametrach D = 5 cm; S = 4,4 cm; Vc = 17,2 cm3; ε = 6,5 (początkowy stopień kompresji). Wymagane jest zwiększenie go do ε t = 8,5.
Robocza objętość cylindra.
Współczesny kierowca, jeśli chce zrozumieć swój samochód, musi znać wiele terminów i definicji. W przypadku braku wykształcenia technicznego lub niewystarczającej wiedzy na temat inżynierii samochodowej i ogólnie fizyki, kierowca może mylić definicje, takie jak stopień kompresji i kompresja. Te koncepcje są na ogół dość zbliżone do siebie, ale nie identyczne, jak myśli wielu kierowców. W tym artykule zastanowimy się, jaka jest różnica między stopniem sprężania a sprężaniem silnika. Po zrozumieniu tych pojęć znacznie łatwiej będzie przeanalizować działanie silnika.
Spis treści:Jaka jest różnica między stopniem kompresji a kompresją?
Zanim szczegółowo przyjrzymy się każdej z definicji, sformułujmy pokrótce, czym jest kompresja i stopień kompresji:
- Pod kompresja odnosi się do ciśnienia, które powstaje w cylindrze przy maksymalnym ściśnięciu. Ten parametr można zmierzyć.
- Pod Stopień sprężania jest rozumiany jako liczba określająca stosunek objętości przed rozpoczęciem kompresji i po niej.
Jeśli spojrzysz na literaturę techniczną, zauważysz, że najczęściej pojawia się w niej określenie „współczynnik kompresji”. Wskaźnik ten jest również wskazany w książce o technicznej eksploatacji samochodu, na przykład w sekcji dotyczącej wyboru paliwa. Jeśli chodzi o kompresję, jest powszechnie stosowana w pracy mechanika samochodowego. Urządzenia diagnostyczne pozwalają określić kompresję, na podstawie której specjalista jest w stanie wyciągnąć wnioski na temat jakości silnika.
Co to jest stopień sprężania silnika?
Istnieje błędne przekonanie, że stopień sprężania jest prawdopodobnie najważniejszym parametrem każdego silnika samochodowego. Właściwie to nieprawda. Stopień sprężania silnika ma wpływ na paliwo, które najlepiej nadaje się do silnika. Również parametry zapłonu zależą od stopnia sprężania. Jeśli samochód wykorzystuje zapłon iskrowy (silnik benzynowy), eksperci dążą do zwiększenia stopnia sprężania, a jeśli spalanie w cylindrach następuje w wyniku kompresji (silnik wysokoprężny), to przeciwnie, aby go zmniejszyć.
Spójrzmy na przykład. Załóżmy, że mamy silnik benzynowy o pojemności 2,4 litra. Jeśli w takim silniku stopień sprężania wynosi 6 jednostek, to moc takiego silnika wyniesie około 100 koni mechanicznych. Jednocześnie, jeśli zostawisz ten sam silnik, ale dwukrotnie zwiększysz stopień sprężania - do 12 jednostek, moc wyniesie około 135-140 koni mechanicznych. Ponadto w obu rozważanych przypadkach zużycie benzyny będzie takie samo. Im wyższa kompresja, tym niższa jest temperatura spalin, a więc więcej uwolnionej energii można zamienić na pracę mechaniczną.
Jeśli zagłębisz się w fizykę procesu, możesz o tym pamiętać im wyższy poziom rozprężania gazów po wystąpieniu zapłonu, tym niższa temperatura tych gazów. W związku z tym eksplozja uwalnia więcej energii mechanicznej. Ponieważ w silnikach samochodowych stopień sprężania i stopień rozprężania gazów podczas wybuchu są prawie identyczne (ponieważ wybuch następuje w zamkniętym cylindrze), wynika z tego, że wraz ze wzrostem stopnia sprężania można zwiększyć wydajność silnik.
Oczywiście nie da się w nieskończoność zwiększać stopnia kompresji – istnieje pewna granica. Ryzyko detonacji określa się w zależności od tego, jak wysoka jest temperatura i ciśnienie mieszanki, gdy powstaje iskra. Jeśli nie obliczysz tego współczynnika, mogą powstać poważne problemy w działaniu silnika.
Uwaga: Aby złagodzić problem stukania podczas wzrostu temperatury, producenci samochodów wprowadzili w swoich silnikach piąty cykl. Jego znaczenie polega na tym, że zamknięcie zaworów wlotowych następuje później niż wcześniej. W związku z tym pozwala to na lepsze wykorzystanie paliwa w cylindrach, co obniża stopień sprężania, ale zwiększa szybkość rozprężania. Ten schemat jest stosowany w nowoczesnych silnikach samochodowych.
Jeśli spojrzysz na informacje techniczne na samochodzie, zauważysz, że stopień sprężania pojawia się w dokumentacji jako jeden z parametrów. Ten stopień sprężania jest stały dla silnika, a zmiana wartości ustawionych przez producenta jest prawie niemożliwa.
Stopień kompresji można zmierzyć samodzielnie. Aby to zrobić, całkowitą pojemność silnika należy podzielić przez liczbę cylindrów. W wyniku tych obliczeń będzie można określić całkowitą objętość jednego cylindra. Następnie należy przenieść jeden z tłoków silnika do górnego martwego punktu i wlać olej do tego cylindra, mierząc jego objętość. Wynikowa objętość to objętość komory spalania. Następnie pozostaje podzielić całkowitą objętość cylindra przez objętość komory spalania i ustalić stopień sprężania silnika.
Co to jest kompresja silnika
W przeciwieństwie do współczynnika kompresji, parametr kompresji często można usłyszeć w centrach serwisowych, na przykład podczas przechodzenia diagnostyki. Po odczytaniu błędów lub wykonaniu innych prac serwisanci mogą zgłosić, że samochód ma zwiększoną lub zmniejszoną (co jest bardziej powszechne) kompresję.
Jeśli kompresja spada w silniku, jest to sygnał, że jest pewien problem z silnikiem.
Silnik można zrobić niezależnie. Aby to zrobić, potrzebujesz kompresora. To urządzenie można kupić w prawie każdym sklepie motoryzacyjnym. Należy go umieścić w cylindrze, a następnie obrócić silnik za pomocą rozrusznika. Ponadto możesz znaleźć informacje o kompresji na podstawie uzyskanych wyników.
Uwaga: jeśli samochód ma silnik benzynowy, normalny poziom kompresji wynosi 10-14 atmosfer. W przypadku silnika wysokoprężnego liczba ta wynosi 24-35 atmosfer.
Jeśli po zmierzeniu kompresji okaże się, że jest ona znacznie mniejsza niż zalecana konkretnie dla Twojego silnika, musisz przeprowadzić diagnozę.
Aby to zrobić, wystarczy podzielić objętość roboczą (pojemność) silnika przez liczbę cylindrów, na przykład, jeśli pojemność silnika czterocylindrowego wynosi 1100 cm3. cm, wtedy pojemność lub objętość robocza jednego cylindra będzie równa 1100/4 = 275 metrów sześciennych. patrz Ustalenie wartości objętości komory spalania jest nieco trudniejsze. Aby określić objętość, musimy ją fizycznie zmierzyć, a do tego potrzebujemy pipety lub biurety wyskalowanej do sześcianu. patrz Objętość komory spalania to całkowita objętość, która pozostaje nad tłokiem, gdy znajduje się on w GMP. Obejmuje objętość wnęki głowicy plus objętość równą grubości uszczelki, plus objętość między górną częścią tłoka a górną częścią bloku cylindrów w GMP oraz plus objętość wgłębienia denka tłoka w przypadku stosowania tłoków z wklęsłe korony lub minus objętość wybrzuszenia na koronie tłoka, gdy stosuje się tłoki z wypukłymi końcami.
403 - odmowa dostępu
Obejmuje kilka wielkości: objętość wnęki w głowicy, objętość wgłębienia (w dnie tłoka), objętość między szczytem bloku tłoka a szczytem bloku cylindra, gdy tłok znajduje się w górnym martwym punkcie , a objętość jest równa grubości uszczelki.
4 Jeżeli zastosowana uszczelka jest okrągła, to objętość równą jej grubości określa się wzorem: Vcc = [(p * D2 * L) / 4] / 1000, gdzie p = 3,142, gdzie L jest grubością uszczelki w stanie zaciśniętym (w mm), D jest średnicą otworu w uszczelce (w mm).
Uwaga
Jeśli przekładka nie jest okrągła, zmierz objętość za pomocą biurety.
W tym celu należy przykleić uszczelkę do szyby masą uszczelniającą, następnie położyć szybę na płaskiej powierzchni i za pomocą biurety wypełnić wodą otwór w uszczelce.
5 Znając pojemność roboczą cylindra i objętość komory spalania, zamień te wartości do wzoru i oblicz stopień sprężania.
Jak obliczyć współczynnik kompresji silnika?
Jeżeli wszystkie objętości nie są takie same, należy usunąć metal z głowic komór o mniejszej objętości, tak aby ich objętości stały się takie same jak komory o dużej objętości.
Głównym powodem wyważania komór jest to, że zapewnia płynniejszą pracę silnika, szczególnie przy niskich obrotach oraz pozwala nieco zredukować wibracje powstające przy tych samych impulsach rozruchowych.
Drugim powodem jest to, że jeśli zastosujemy najwyższy możliwy stopień sprężania i podczas sprawdzania znajdziemy komorę o największej objętości, aby określić ilość usuniętego metalu, to stopień sprężania innych komór może być wyższy niż ten limit.
Rezultatem będzie detonacja, która może szybko doprowadzić do zniszczenia silnika.
Podczas usuwania metalu z komór najlepiej jest usunąć metal z górnej części komór lub ze ścian w pobliżu świecy.
Stopień sprężania silnika spalinowego
Należy jednak rozumieć, że jest to geometryczny stopień sprężania, rzeczywisty jest w przybliżeniu równy 12, ponieważ silnik działa zgodnie z cyklem Atkinsona, to znaczy mieszanina zaczyna się ściskać po późnym zamknięciu zaworów i jest skompresowany 12 razy.
Sprawność takiego silnika pod względem mocy i momentu obrotowego określa takie pojęcie jak stopień rozprężenia, który jest przeciwieństwem geometrycznego stopnia sprężania.
W latach 50. i 60. XX wieku jednym z trendów w budowie silników, zwłaszcza w Ameryce Północnej, było zwiększanie stopnia sprężania, który na początku lat 70. w silnikach amerykańskich sięgał często 11-13:1.
Wymagało to jednak odpowiedniej benzyny o wysokiej liczbie oktanowej, którą w tamtych latach można było uzyskać jedynie dodając trujący tetraetyloołów.
Wprowadzenie na początku lat 70. norm środowiskowych w większości krajów doprowadziło do stagnacji wzrostu, a nawet spadku stopnia sprężania w silnikach produkcyjnych.
403 odmowa dostępu do taf
Zależność objętości silnika VAZ od średnicy cylindra i skoku tłoka: 71 74,8 75,6 78 79 80 83 84 86 88 82 1499 1579 1597 1647 1668 1689 1752 1773 1815 1857 82,4 1518 1599 1616 1668 1689 1711 1769 1790 1833 1876 82,8 1528 1610 1628 1679 1701 1722 1786 1808 1851 1894 83 1535 1618 1635 1687 1708 1730 1795 1817 1860 1903 84 1573 1657 1676 1728 1750 1772 1838 1861 1905 1949 84.5 1593 1678 1696 1750 1772 1795 1860 1883 1928 1972 84,8 1603 1603 1688 1707 1761 179783 1806 1874 18 1941 1987 Obliczenia wtryskiwaczy, pompa paliwa, moc TURBO Dane wyjściowe Pojemność silnika l Prędkość robocza obr/min Współcz.
Nadzienie
Ważny
Ciśnienie doładowania atm Stosunek mieszanki kg/kg Wynik Moc maksymalna (KM)
Jak obliczyć stopień kompresji
Dokładność wyważania komór wynosi około 0,2 cm3.
Próby uzyskania niższych wartości nie mogą być realizowane w praktyce, gdyż przy tak skrajnych wartościach możliwości pomiarowe zastosowanymi przyrządami pomiarowymi są ograniczone ze względu na ich błędy.
Ponadto błąd 0,2 cm3, nawet dla silników o małej pojemności skokowej, to niewielki procent całkowitej objętości komory w głowicy. Zmiana stopnia kompresji Po podjęciu decyzji o stopniu kompresji stajemy przed pytaniem, jak prawidłowo osiągnąć wymagany stopień kompresji.
To nie jest trudne. Wzór na obliczenie stopnia sprężania jest następujący: e = (VP + VB) / VB Gdzie e to stopień sprężania VP - objętość robocza VB - objętość komory spalania Przekształcając równanie można uzyskać wzór na obliczanie komory spalania przy znanym stopniu sprężania.
Obliczamy stopień sprężania silnika spalinowego przez sprężanie
Załóżmy, że tłok ma wklęsłe dno, objętość wnęki w dnie wynosi 6 cm3, a pozostała objętość nad tłokiem, gdy znajduje się on w GMP do czoła głowicy, wynosi 1,5 cm3.
Dodatkowo objętość równa grubości uszczelki wynosi 3,5 cm3.
Suma wszystkich tych objętości, które nie są zawarte w objętości jamy głowy, wynosi 11 cm3.
Aby uzyskać wymagany stopień kompresji 10/1, musimy mieć wgłębienie w głowie (27,7 - 11) = 16,7 cm3. Aby określić, ile metalu należy usunąć z czoła głowicy, umieść ją na poziomej powierzchni, a raczej ustaw głowicę tak, aby powierzchnia czołowa była pozioma. Po wykonaniu tej czynności napełnij komorę ilością płynu równą wymaganej objętości końcowej. W tym przykładzie objętość ta wynosi 16,7 cm3.
Po podjęciu decyzji o stopniu kompresji stajemy przed pytaniem, jak prawidłowo osiągnąć potrzebny nam stopień kompresji. Najpierw musisz obliczyć, ile potrzebujesz, aby zwiększyć komorę spalania. To nie jest trudne. Wzór na obliczenie stopnia kompresji jest następujący:
Ɛ = (VP + VB) / VB
Gdzie Ɛ jest współczynnikiem kompresji
VP - objętość robocza
VB - objętość komory spalania
Przekształcając równanie, można uzyskać wzór na obliczenie komory spalania o znanym stopniu sprężania.
VB = VP1 / Ɛ
Gdzie VP1 to objętość jednego cylindra
Korzystając z tego wzoru, obliczamy objętość dostępnej komory spalania i odejmujemy od niej objętość żądanej (obliczoną tym samym wzorem), wynikająca z tego różnica to interesująca wartość, o którą komora spalania musi zostać powiększona.
Istnieje wiele sposobów na powiększenie komory spalania, ale nie wszystkie są poprawne. Komora spalania nowoczesnego samochodu jest zaprojektowana w taki sposób, że gdy tłok dotrze do GMP, mieszanka powietrza jest wypychana do środka komory spalania. Jest to prawdopodobnie najskuteczniejszy rozwój przeciwdziałania detonacji.
Samodoskonalenie aparatu w głowicy cylindrów nie jest w mocy wielu. Wynika to z tego, że po pierwsze można naruszyć zaprojektowany kształt komory; ich grubość nie jest znana. Nie zaleca się również „odkręcania silnika” grubymi uszczelkami. Zakłóci to procesy przemieszczania w komorze spalania. Najprostszym i najbardziej prawidłowym sposobem jest zainstalowanie nowych tłoków, w których ustawiona jest wymagana objętość komory. W przypadku silnika turbodoładowanego najbardziej skuteczny jest kształt kulisty. Do tych celów lepiej jest używać specjalnie zaprojektowanych i wyprodukowanych tłoków. Możliwa jest opcja samodzielnej rewizji tłoków fabrycznych. Ale tutaj trzeba wziąć pod uwagę, że grubość dna tłoka nie powinna być mniejsza niż 6% średnicy.
Stopień sprężania w silniku turbo
Jednym z najważniejszych i być może najtrudniejszym zadaniem przy projektowaniu silnika turbodoładowanego jest decydowanie o stopniu sprężania. Ten parametr wpływa na dużą liczbę czynników wpływających na ogólne osiągi pojazdu. Moc, sprawność, reakcja przepustnicy, odporność na stuki (parametr, od którego silnie zależy niezawodność eksploatacyjna silnika jako całości), wszystkie te czynniki są w dużej mierze zdeterminowane stopniem sprężania. Wpływa również na zużycie paliwa i skład spalin. Teoretycznie stopień sprężania silnika z turbodoładowaniem jest łatwy do obliczenia.
Najpierw spójrzmy na pojęcie „kompresji” lub „współczynnika kompresji geometrycznej”. Jest to stosunek całkowitej objętości cylindra (przemieszczenie plus przestrzeń sprężania pozostająca nad tłokiem w górnym martwym punkcie (TDC)) do przestrzeni sprężania netto. Wzór jest następujący: Ɛ = (VP + VB) / VB
Gdzie Ɛ jest współczynnikiem kompresji
VP - objętość robocza
VB - objętość komory spalania
Nie zapominaj o znacznych rozbieżnościach między geometrycznym a rzeczywistym stopniem sprężania, nawet w silnikach wolnossących. W silnikach z turbodoładowaniem mieszanka wstępnie skompresowana przez sprężarkę jest dodawana do tych samych procesów. Jak bardzo współczynnik kompresji faktycznie wzrasta z tego, można zobaczyć z następującego wzoru:
Ɛeff = Egeom * k√ (PL / PO)
Gdzie Ɛeff oznacza efektywną kompresję
Ɛgeom - geometryczny współczynnik kompresji
Ɛ = (VP + VB) / VB, PL - Ciśnienie doładowania (wartość bezwzględna),
PO - ciśnienie otoczenia,
k - wykładnik adiabatyczny (wartość liczbowa 1,4)
Ten uproszczony wzór obowiązuje pod warunkiem, że temperatura pod koniec procesu sprężania zarówno dla silników wolnossących, jak i wolnossących osiąga tę samą wartość. Innymi słowy, im wyższe ciśnienie doładowania, tym mniejsza możliwa kompresja geometryczna. Tak więc, zgodnie z naszym wzorem na silnik atmosferyczny o stopniu sprężania 10:1 przy ciśnieniu doładowania 0,3 bara, stopień sprężania należy zmniejszyć do 8,3:1, przy ciśnieniu 0,8 bara do 6,6:1. Ale dzięki Bogu, to jest teoria. Wszystkie nowoczesne silniki z turbodoładowaniem nie pracują przy tak niskich wartościach. Prawidłowy stopień sprężania dla zadania jest określany na podstawie złożonych obliczeń termodynamicznych i obszernych testów. Wszystko to pochodzi z dziedziny wysokich technologii i skomplikowanych obliczeń, ale wiele silników tuningowych zostało zebranych w oparciu o pewne doświadczenia, zarówno własne, jak i wzięte na przykład od znanych producentów samochodów. Te zasady będą prawdziwe w większości przypadków.
Istnieje kilka ważnych czynników wpływających na obliczanie stopnia sprężania i należy je wziąć pod uwagę podczas projektowania. Wymienię najważniejsze. Oczywiście chodzi o pożądane doładowanie, liczbę oktanową paliwa, kształt komory spalania, sprawność intercoolera i oczywiście te środki, które jesteś w stanie podjąć, aby zmniejszyć stres temperaturowy podczas spalania izba. Czas zapłonu (IOS) może również częściowo skompensować zwiększone obciążenia. Ale to są tematy na osobną rozmowę i na pewno poruszymy je w dalszej części kolejnych artykułów.
Wszyscy wiedzą, że w benzynowych tłokowych silnikach spalinowych mieszanka paliwowo-powietrzna jest sprężana przed zapłonem. Podobny cykl pracy silników wysokoprężnych różni się tylko tym, że powietrze jest sprężane bez paliwa. Jedną z najważniejszych cech obu ICE jest stopień kompresji. Pokazuje, ile razy zmienia się objętość przestrzeni nad denkiem tłoka, gdy przechodzi on od dolnego martwego punktu do góry.
Czasami ten wskaźnik jest mylony z kompresją, mimo że różnica między nimi jest ogromna. W końcu wyżej wymienione cechy, choć w rzeczywistości powiązane, są zupełnie inne. Wskazuje na to nawet ich wymiar. Współczynnik kompresji to stosunek, na przykład 10:1 lub tylko 10 i nie ma jednostek miary. Oznacza to, że jest mierzony w „czasach”. Sprężanie pokazuje maksymalne ciśnienie mieszanki w cylindrze przed zapłonem i jest mierzone w kg/cm2. Tak więc kompresja silnika spalinowego o stopniu sprężania 10:1 powinna wynosić nie więcej niż 15,8 kg / cm2. Jest inny sposób na określenie stopnia kompresji. Jest to stosunek objętości nad tłokiem w dolnym martwym punkcie do objętości komory spalania. Komora spalania to przestrzeń nad tłokiem, która osiągnęła górny martwy punkt.
Obliczanie współczynnika kompresji
Możesz obliczyć stopień sprężania silnika spalinowego, wykonując obliczenia według wzoru ξ = (V p + V s) / V s; gdzie V p jest objętością roboczą cylindra, V c jest objętością komory spalania. Ze wzoru wynika, że stopień sprężania można zwiększyć poprzez zmniejszenie objętości komory spalania. Lub zwiększając objętość roboczą cylindra bez zmiany komory spalania. Vp to znacznie więcej niż Vs. Dlatego możemy założyć, że ξ jest wprost proporcjonalne do objętości roboczej i jest odwrotnie proporcjonalne do objętości komory spalania.
Objętość roboczą cylindra można obliczyć znając średnicę cylindra - D i skok tłoka - S. Wzór na jej obliczenie wygląda następująco: V p = (π * D 2/4) * S. 
Objętość komory spalania, ze względu na jej skomplikowany kształt, zwykle nie jest obliczana, lecz mierzona. Można to zrobić, wlewając do niego płyn. Objętość, która mieści się w komorze cieczy, można określić za pomocą szalek pomiarowych lub wagi. Do ważenia wygodnie jest używać wody, ponieważ jej ciężar właściwy wynosi 1 g na cm3. Oznacza to, że jego waga w gramach pokaże również objętość w metrach sześciennych. cm.
Wpływ stopnia sprężania na wydajność silnika
Im wyższy stopień sprężania, tym większa kompresja silnika spalinowego i jego moc (wszystkie inne czynniki są takie same). Zwiększając stopień sprężania, pomagamy również zwiększyć wydajność silnika poprzez zmniejszenie jednostkowego zużycia paliwa. Stopień sprężania silnika spalinowego określa liczbę oktanową benzyny stosowanej do pracy silnika. Tak więc paliwo niskooktanowe spowoduje dużą wartość tego współczynnika. Zbyt wysoka liczba oktanowa paliwa uniemożliwi osiągnięcie pełnej mocy przez układ napędowy, którego kompresja nie jest wysoka.
Wstępne dane
Liczba oktanowa paliwa stosowanego w silnikach benzynowych o różnych stopniach sprężania.
Wyrównanie płaszczyzny sprzężenia głowicy z blokiem poprzez odcięcie warstwy metalu prowadzi do zmniejszenia komory spalania silnika. Z tego współczynnik kompresji wzrasta średnio o 0,1 przy spadku grubości głowicy o 0,25 mm. Dysponując tymi danymi, możesz określić, czy po naprawie głowicy bloku przekroczy dopuszczalne limity. I czy nie powinniśmy podejmować działań, aby go zmniejszyć. Doświadczenie pokazuje, że jeśli warstwa zostanie usunięta o mniej niż 0,3 mm, konsekwencje mogą nie zostać zrekompensowane.
Dlaczego musisz zmienić stopień kompresji?
Konieczność zmiany tego parametru silnika spalinowego pojawia się dość rzadko. Jest tylko kilka powodów, aby to zrobić.
Jak zmienić stopień kompresji?
Metody powiększania:
- Wytaczanie cylindrów i montaż nadwymiarowych tłoków.
- Zmniejszenie objętości komór spalania. Odbywa się to poprzez usunięcie warstwy metalu od strony płaszczyzny styku głowy z klockiem. Ze względu na miękkość aluminium operację tę najlepiej wykonać na frezarce lub strugarce. Nie należy używać szlifierki, ponieważ jej kamień będzie stale zatykany ciągliwym metalem.
Metody redukcji:
- Usunięcie warstwy metalu z denka tłoka (zwykle odbywa się to na tokarce).
- Montaż pomiędzy głowicą a blokiem cylindrów przekładki z duraluminium pomiędzy dwiema uszczelkami.
Zależność współczynnika kompresji i kompresji
Znając wartość stopnia sprężania, możesz obliczyć, jaka powinna być kompresja w silniku. Jednak odwrotne oszacowanie nie będzie prawdziwe. Ponieważ kompresja zależy również od zużycia części grupy cylinder-tłok i mechanizmu dystrybucji gazu. Niski stopień sprężania silnika często wskazuje na znaczne zużycie silnika i konieczność jego naprawy, a nie niski stopień sprężania.
Silniki z turbodoładowaniem
W cylindrach silnika z turbodoładowaniem powietrze jest wtłaczane przez sprężarkę pod ciśnieniem nieco wyższym niż ciśnienie atmosferyczne. Oznacza to, że aby określić stopień sprężania takiego silnika, należy pomnożyć otrzymaną w wyniku obliczeń wartość przez wzór przez współczynnik turbosprężarki. Silniki benzynowe z turbodoładowaniem pracują na paliwie o liczbie oktanowej wyższej niż benzyna, którą zużywają te same silniki bez turbin, właśnie dlatego, że ich współczynnik ξ jest wyższy.