Początkujący miłośnicy samochodów, którzy dopiero niedawno nabyli samochód, bardzo często próbują dowiedzieć się, co znajduje się w środku, czyli pod maską. Silnik jest szczególnie interesujący dla ludzi, ponieważ konstrukcja tego urządzenia jest bardzo złożona i konieczne jest zrozumienie tego, aby zaoszczędzić pieniądze w przypadku awarii.
W końcu, jeśli dobrze to wszystko zrozumiesz, możesz samodzielnie naprawić samochód bez konieczności kontaktowania się z centrum serwisowym.
Niedoświadczeni kierowcy często mylą pojęcia „kompresja” i „współczynnik kompresji”, chociaż nie wpływają one na siebie. Warto powiedzieć, że kompresja zmienia się w trakcie pracy maszyny, a stopień kompresji jest wartością bezwymiarową i względną.
Co to jest stopień kompresji?
Stopień sprężania- wielkość geometryczna, która nie ma jednostki miary. Można to określić na podstawie parametrów samego silnika, ponieważ parametr ten jest równy stosunkowi całkowitej objętości cylindra do objętości komory spalania. Stopień sprężania można zmienić jedynie poprzez ingerencję w konstrukcję silnika.
Parametr ten ulegnie zmianie w przypadku zmiany np. grubości uszczelki głowicy cylindrów, różne sposoby zwiększenie lub zmniejszenie siły silnika, co zmieni samą geometrię silnika. Stopień sprężania zależy bezpośrednio od odporności na detonację paliwa użytego do zasilania tej maszyny. Parametr ten można znaleźć w instrukcji obsługi maszyny, w części dotyczącej charakterystyki działania.
Kompresja: co to jest?
Kompresja- jest to ciśnienie gazu w cylindrach silnika na końcu suwu sprężania podczas obracania wału przez rozrusznik przy wyłączonym zapłonie. Pomiar kompresji należy przeprowadzać podczas obracania się rozrusznika, ponieważ ciśnienie zmienia się podczas pracy silnika. Parametr ten jest wielkością fizyczną i do jego pomiaru służy specjalne urządzenie - miernik kompresji.
Teoretycznie kompresja i stopień kompresji są równe, ale w praktyce sytuacja jest inna: Stopień sprężania jest prawie zawsze mniejszy niż stopień sprężania.
Istnieją ku temu powody. Wartości te będą sobie równe, jeśli gaz w butlach będzie sprężany w nieskończoność, izometrycznie. W takim przypadku energia wydzielona podczas sprężania gazu zostałaby całkowicie pochłonięta przez tłok, ścianki cylindra, głowicę bloku i inne części silnika, więc bilans cieplny nie uległby zmianie. Sprężony gaz oddaje ciepło i nie naciska na manometr z siłą większą niż obliczona.
W praktyce wszystko jest zupełnie inne. W prawdziwym życiu proces sprężania gazu zachodzi na tle rosnącej temperatury, czyli proces jest adiabatyczny. Jeśli porozmawiamy w prostych słowach, wtedy całe ciepło uwalniane przez sprężony gaz po prostu nie ma czasu na wchłonięcie przez ścianki cylindra, a z powodu reszty w cylindrze powstaje zwiększone ciśnienie.
Starsze silniki będą miały niższą kompresję niż nowe. Dzieje się tak z powodu szczelności: nowy silnik bardziej uszczelniony niż stary, dlatego zamki pierścieni i inne miejsca w cylindrach nie przepuszczą wystarczająco dużej ilości ciepła, aby znacząco spaść kompresja.
Jeśli silnik pracuje prawidłowo, kompresja jest często 1,2 - 1,3 razy większa niż obliczony stopień sprężania. Teoretycznie ciśnienie gazu zmienia się odwrotnie proporcjonalnie do zmiany objętości gazu do potęgi 1,4.
Ale takie obliczenia są ważne tylko wtedy, gdy nie ma wycieków powietrza, a otaczające ściany nie przenoszą ciepła. Ponieważ to wszystko istnieje w prawdziwym życiu, podobny stosunek jest sprawiedliwy (1,2 – 1,3 razy). Istnieje wzór empiryczny, który wiąże współczynnik kompresji i kompresję: E = (P+3,9)/1,55, gdzie P to zmierzone ciśnienie, a E to stopień sprężania.
Pomiar kompresji ma na celu ocenę stanu silnika i stopnia zużycia zespołu cylinder-tłok. Im niższy stopień sprężania, tym bardziej zużyte są zawory i zespół cylinder-tłok. Jeżeli wskaźniki są zbyt niskie (poniżej 10 atm. w przypadku silnika bez turbodoładowania zasilanego benzyną), to można powiedzieć, że silnik jest w kiepskiej kondycji. Również różnica w poziomach sprężania w różnych cylindrach o więcej niż 1 atm może również wskazywać na zużycie silnika.
Najgorszą opcją jest obecność zarówno pierwszego, jak i drugiego „dzwonka”. W takim przypadku należy skontaktować się ze specjalistami w celu przeprowadzenia wyremontować„wypełnienia” samochodu.
Kompresję można zmierzyć w ten sposób: należy rozgrzać silnik, następnie odkręcić świece, wcisnąć pedał gazu, co spowoduje, że rozrusznik będzie kręcił silnikiem aż do ustabilizowania się ciśnienia.
Konieczne jest rozgrzanie silnika, aby wał korbowy obracał się z wystarczającą częstotliwością i akumulator został zwolniony. Im większa prędkość obrotowa wał korbowy, tym krótszy będzie czas kontaktu sprężonych gazów ze ściankami cylindra, czyli kompresja będzie większa. Dlatego zarówno rozrusznik, jak i akumulator muszą być w dobrym stanie.
Za pomocą kompresji można również określić miejsce, w którym silnik jest najbardziej zużyty. Jest to możliwe dzięki temu, że ciśnienie gazu spada na skutek nieszczelności zaworów i pierścieni. Aby określić miejsce wycieku gazu („winne są zawory lub pierścienie”), należy wlać do cylindra 10–30 g oleju silnikowego, po czym ponownie zmierzyć kompresję. Olej dzięki swojej lepkiej strukturze uszczelnia zamki pierścieniowe oraz szczelinę pomiędzy ścianką cylindra a tłokiem na określony czas, czyli miejsca, w których „uchodzi największa ilość gazu”.
Jeśli wskazania miernika kompresji nie ulegną zmianie, oznacza to, że zawory są uszkodzone, a jeśli wzrosną, przyczyną są zużyte pierścienie.
Czytelnikami pisma są Birgalejew z miasta Salawat i Filiczew z miasta Udomła w obwodzie kalinińskim. pytają jaki jest stopień sprężania, jak go zmierzyć silnik dwusuwowy, jaki jest stopień sprężania nowoczesne silniki i jak obliczyć ile trzeba przyciąć głowicę aby zwiększyć moc silnika? Inni czytelnicy zadają podobne pytania.
O mocy efektywnej silnika rzeczywistego, oprócz innych parametrów, decyduje sprawność cieplna η t, która jest bezpośrednio zależna od stopnia sprężania ε. Jak widać z wykresu, wraz ze wzrostem ε rośnie również η t, a co za tym idzie, także moc na wale silnika.
Stopień sprężania(zwany także geometrycznym) to stosunek całkowitej objętości cylindra do objętości komory spalania.
gdzie ε jest stopniem sprężania; Va - całkowita objętość cylindra, cm 3; V h - objętość robocza cylindra, cm 3; V c jest objętością komory spalania, cm 3.
W literaturze dotyczącej silników spalinowych przeznaczonych do silników dwusuwowych oprócz geometrycznego stopnia sprężania (lub po prostu stopnia sprężania), wyznaczonego za pomocą powyższego wzoru, pojęcie rzeczywisty (rzeczywisty, prawdziwy) stopień sprężania ε d. Przy ustalaniu tego bierze się pod uwagę, że kompresja rozpoczyna się dopiero; aż tłok zamknie otwór wylotowy. W rezultacie rzeczywisty stopień sprężania jest zawsze mniejszy niż geometryczny.
Rzeczywisty stopień sprężania określa się ze wzoru:
Lub
gdzie A jest wysokością okna wylotowego, cm; D - średnica cylindra, cm; S - skok tłoka, patrz
Przykład obliczeń:
D = 50 mm = 5 cm; S = 44 mm = 4,4 cm; ε = 6,0; Vc = 17,2 cm3; A = 23 mm = 2,3 cm.
Lub
Warto zaznaczyć, że dla silniki czterosuwowe Przy ustalaniu rzeczywistego stopnia sprężania można uwzględnić objętość utraconą opisaną przez tłok w czasie otwarcia zaworu wydechowego podczas suwu roboczego plus objętość opisaną przez tłok przy zamkniętym zaworze dolotowym podczas sprężania. Aby jednak uprościć ocenę i obliczenia zarówno silników dwusuwowych, jak i czterosuwowych, zwykle bierze się pod uwagę geometryczny stopień sprężania, tj. stosunek całkowitej objętości cylindra do objętości komory spalania.
Korzystając z literatury technicznej dotyczącej dwusuwowych silników spalinowych (książki, czasopisma, katalogi i broszury) należy wziąć pod uwagę, że w Japonii zwyczajowo podaje się rzeczywisty stopień sprężania, a w Europie - geometryczny.
Krajowe silniki seryjne z reguły mają niski stopień sprężania (ε = 6,0 7,0 dla dwusuwów i 6,0 6,5 dla czterosuwów). Dzieje się tak dlatego, że większość silników zaburtowych została stworzona wiele lat temu i jest zaprojektowana do stosowania z benzyną niskiej jakości. liczba oktanowa.
Nowoczesne silniki dwusuwowe mają ε = 7,0 12,0 (mniejsze wartości ε dla silników o pojemności jednego cylindra wynoszącej 350 cm 3, a większe o objętości około 50 cm 3).
Dla nowoczesnych silników czterosuwowych ε = 8,0 10,5 (przy pojemności cylindra odpowiednio 600 ÷ 50 cm 3). Stosowanie 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 postaci eksplozji, spalanie mieszaniny roboczej z prędkością rozprzestrzeniania się płomienia 2000 2500 m/s (przy spalaniu normalnym prędkość ta wynosi zaledwie 20 40 m/s). Detonacji towarzyszy gwałtowny (udarowy) wzrost ciśnienia przenoszony na wszystkie części mechanizmu korbowego, przegrzanie tłoka i zaworów, utrata mocy i pojawienie się czarnego dymu z system wydechowy. Silna detonacja prowadzi do zniszczenia tłoka.
Im wyższy stopień sprężania i niższa liczba oktanowa użytej benzyny, tym większe prawdopodobieństwo detonacji, przy założeniu, że wszystkie inne czynniki pozostają niezmienione. Silniki szybkoobrotowe o dużych średnicach cylindrów, z dużym współczynnikiem nadmiaru powietrza a w mieszance roboczej, są podatne na detonację (mieszanka jest najbardziej podatna na detonację przy α = 0,85 0,95; wzrost zawartości gazów resztkowych zmniejsza skłonność do detonacji ). Detonacja jest możliwa, gdy wysokie ciśnienie mieszanki na początku sprężania, więc przy stosowaniu doładowania stopień sprężania jest zwykle zmniejszony. Na właściwości przeciwstukowe silnika wpływa kształt komory spalania oraz umiejscowienie świecy zapłonowej – im krótsza droga płomienia od elektrod świecy do najdalszego punktu komory spalania, tym mniej podatny jest silnik jest detonacja. Dlatego do doładowania poprzez zwiększenie stopnia sprężania najbardziej nadają się silniki z półkulistą komorą spalania i świecą zapłonową umieszczoną w jej środku.
U silnik dwusuwowy sprężanie mieszanki roboczej następuje nie tylko w przestrzeni nad tłokiem, ale także w skrzyni korbowej, gdy tłok przemieszcza się z GMP do GMP. Zwykle ciśnienie w skrzyni korbowej nie przekracza 1,5 kgf/cm2. To zależy od stopień sprężania w skrzyni korbowej ε k, tj. ze stosunku całkowitej objętości skrzyni korbowej V, 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 mieści się zwykle w przedziale 1,29 1,40 (mniejsza wartość dotyczy silników wyścigowych, większa – silników seryjnych, komercyjnych).
Podczas pracy z konkretnym silnikiem objętość roboczą określa się na podstawie obliczeń przy użyciu wzoru:
Objętość komory spalania, ze względu na jej skomplikowany kształt, określa się szybciej i dokładniej w następujący sposób. Tłok jest zamontowany w GMP. Ze zlewki (lub innego pojemnika z przegródkami) wlewa się go do cylindra przez otwór świecy (do połowy jej wysokości) olej silnikowy, lekko rozcieńczony benzyną. Ilość wlanego 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 będzie zastosowanie paliwa o liczbie oktanowej 93 i wyższej. Podczas zwiększania poprzez zwiększenie kompresji średnie efektywne ciśnienie w cylindrach nieuchronnie wzrasta, a zatem siły działające na wszystkie części grupy cylinder-tłok i mechanizm korbowy. Zwiększa się prędkość obrotowa wału korbowego. Przyczyny te nieuchronnie powodują skrócenie żywotności silnika i zmniejszenie niezawodności silnika.
Przykład obliczeń pozwalających określić ilość przycięcia głowicy bloku. Jest silnik o parametrach D = 5 cm; S = 4,4 cm; Vc = 17,2 cm3; ε = 6,5 (początkowy stopień sprężania). Należy go zwiększyć do ε t = 8,5.
Przemieszczenie cylindra.
Charakteryzuje się liczbą wielkości. Jednym z nich jest stopień sprężania silnika. Ważne jest, aby nie mylić go z kompresją - wartością maksymalnego ciśnienia w cylindrze silnika.
Co to jest stopień kompresji
Stopień ten jest stosunkiem objętości cylindra silnika do objętości komory spalania. W przeciwnym razie możemy powiedzieć, że wartość kompresji jest stosunkiem objętości wolna przestrzeń nad tłokiem, gdy znajduje się on na dole martwy środek, do podobnej objętości, gdy tłok znajduje się w górnym punkcie.
Wspomniano powyżej, że kompresja i współczynnik kompresji nie są synonimami. Różnica dotyczy również zapisu: jeśli kompresję mierzy się w atmosferach, stopień sprężania zapisuje się jako określony stosunek, na przykład 11:1, 10:1 i tak dalej. Dlatego nie można dokładnie powiedzieć, przy jakim stopniu mierzy się stopień sprężania w silniku - jest to parametr „bezwymiarowy”, zależny od innych charakterystyk silnika spalinowego.
Konwencjonalnie stopień sprężania można opisać także jako różnicę pomiędzy ciśnieniem w komorze, gdy dostarczana jest mieszanka (lub olej napędowy w przypadku silników Diesla) a gdy część paliwa ulega zapłonowi. Wskaźnik ten zależy od modelu i rodzaju silnika i zależy od jego konstrukcji. Stopień kompresji może wynosić:
- wysoki;
- Niski.
Obliczanie kompresji
Przyjrzyjmy się, jak sprawdzić stopień sprężania silnika.
Oblicza się go według wzoru:
Tutaj Vр oznacza objętość roboczą pojedynczego cylindra, a Vс jest wartością objętości komory spalania. Ze wzoru wynika znaczenie wartości objętości komory: jeśli np. ją zmniejszymy, parametr ściskania będzie większy. To samo stanie się, jeśli objętość cylindra wzrośnie.
Aby określić przemieszczenie, musisz znać średnicę cylindra i skok tłoka. Wskaźnik oblicza się ze wzoru:
Tutaj D jest średnicą, a S jest skokiem tłoka.
Ilustracja:
Ponieważ komora spalania ma złożony kształt, jej objętość zwykle mierzy się wlewając do niej ciecz. Kiedy już wiesz, ile wody zmieści się w komorze, możesz określić jej objętość. Do oznaczania wygodnie jest używać wody, ponieważ środek ciężkości w ilości 1 grama na metr sześcienny. cm - ile gramów wlewa się, tyle „kostek” w cylindrze.
Alternatywnym sposobem określenia stopnia sprężania silnika jest odwołanie się do jego dokumentacji.
Na co wpływa stopień sprężania?
Ważne jest, aby zrozumieć, na co wpływa stopień sprężania silnika: kompresja i moc bezpośrednio od niego zależą. Jeśli zwiększysz kompresję, jednostka napędowa uzyska większą wydajność, ponieważ jednostkowe zużycie paliwa zmniejszy się.
Stopień sprężania silnik benzynowy określa jakie paliwo będzie zużywać, o liczbie oktanowej. Jeśli paliwo będzie niskooktanowe, doprowadzi to do nieprzyjemnego zjawiska detonacji, a zbyt duża liczba oktanowa spowoduje brak mocy - silnik o niskim stopniu sprężania po prostu nie będzie w stanie zapewnić wymaganej kompresji.
Tabela podstawowych stopni sprężania i zalecanych paliw do benzynowych silników spalinowych:
| Kompresja | Benzyna |
| Do 10 | 92 |
| 10.5-12 | 95 |
| Od 12 | 98 |
Ciekawostka: turbodoładowane silniki benzynowe działają na paliwie o wyższej liczbie oktanowej niż podobne silniki wolnossące, więc ich stopień sprężania jest wyższy.
Jest ona jeszcze większa w przypadku silników Diesla. Ponieważ rozwijają się silniki spalinowe z silnikiem wysokoprężnym wysokie ciśnienie, ten parametr ich również będą wyższe. Optymalny stopień kompresji silnik wysokoprężny waha się od 18:1 do 22:1, w zależności od jednostki.
Zmiana stopnia kompresji
Po co zmieniać stopień?
W praktyce taka potrzeba pojawia się rzadko. Może być konieczna zmiana kompresji:
- w razie potrzeby wzmocnij silnik;
- jeśli potrzebujesz przystosować jednostkę napędową do pracy na benzynie niestandardowej, o liczbie oktanowej innej niż zalecana. Tak zrobili na przykład radzieccy właściciele samochodów, ponieważ w sprzedaży nie było zestawów do konwersji samochodu na gaz, ale chęć zaoszczędzenia na benzynie;
- po nieudanej naprawie, w celu usunięcia skutków nieprawidłowej interwencji. Może to być odkształcenie termiczne głowicy cylindrów, po którym wymagane jest frezowanie. Po zwiększeniu stopnia sprężania silnika poprzez usunięcie warstwy metalu, praca na pierwotnie przeznaczonej do niego benzynie staje się niemożliwa.
Czasami przy przystosowaniu samochodów do zasilania metanem zmienia się stopień sprężania. Metan ma liczbę oktanową 120, co wymaga zwiększenia sprężania dla serii samochody benzynowe i niższy - dla silników Diesla (SG mieści się w przedziale 12-14).
Konwersja oleju napędowego na metan wpływa na moc i prowadzi do pewnej utraty mocy, którą można zrekompensować poprzez turbodoładowanie. Silnik z turbodoładowaniem wymaga dodatkowego obniżenia stopnia sprężania. Może okazać się konieczna modyfikacja elektryki i czujników, wymiana wtryskiwaczy w silnikach Diesla na świece zapłonowe i nowy komplet grupa cylinder-tłok.
Wzmocnienie silnika
Aby uzyskać większą moc lub móc jeździć na tańszych paliwach, silnik spalinowy można doładować poprzez zmianę objętości komory spalania.
Aby uzyskać dodatkową moc, należy doładować silnik poprzez zwiększenie stopnia sprężania.
Ważne: zauważalny wzrost mocy będzie miał miejsce tylko w przypadku silnika, który normalnie pracuje z niższym stopniem sprężania. Na przykład, jeśli silnik 9:1 zostanie dostrojony do 10:1, wytworzy więcej dodatkowej mocy niż standardowy silnik 12:1 wzmocniony do 13:1.
Możliwe są następujące metody zwiększania stopnia sprężania silnika:
- montaż cienkiej uszczelki głowicy cylindrów i modyfikacja głowicy cylindrów;
- wytaczanie cylindrów.
Przez uszlachetnienie głowicy mamy na myśli frezowanie jej dolnej części stykającej się z samym blokiem. Głowica cylindra staje się krótsza, co zmniejsza objętość komory spalania i zwiększa stopień sprężania. To samo dzieje się przy montażu cieńszej uszczelki.
Ważne: te manipulacje mogą również wymagać montażu nowych tłoków z powiększonymi wgłębieniami na zawory, ponieważ w niektórych przypadkach istnieje ryzyko spotkania tłoka i zaworów. Należy ponownie wyregulować rozrząd zaworowy.
Wytaczanie BC prowadzi również do montażu nowych tłoków o odpowiedniej średnicy. W rezultacie zwiększa się objętość robocza i stopień sprężania staje się wyższy.
Deboosting dla paliwa niskooktanowego
Operację tę wykonuje się wtedy, gdy kwestia mocy jest sprawą drugorzędną, a głównym zadaniem jest przystosowanie silnika do innego paliwa. Odbywa się to poprzez zmniejszenie stopnia sprężania, co pozwala na pracę silnika na benzynie niskooktanowej bez detonacji. Ponadto istnieją pewne oszczędności finansowe w zakresie kosztów paliwa.
Ciekawe: podobne rozwiązanie często stosuje się w silnikach gaźnikowych starych samochodów. Do nowoczesnych silników spalinowych z wtryskiem sterowane elektronicznie zdecydowanie nie zaleca się deforsowania.
Głównym sposobem zmniejszenia stopnia sprężania silnika jest pogrubienie uszczelki głowicy cylindrów. Aby to zrobić, weź dwie standardowe uszczelki, pomiędzy którymi wykonana jest aluminiowa wkładka uszczelniająca. W rezultacie zwiększa się objętość komory spalania i wysokość głowicy cylindrów.
Kilka interesujących faktów
Silniki na metanol samochody wyścigowe mają kompresję większą niż 15:1. Dla porównania standardowo silnik gaźnik benzyna bezołowiowa charakteryzuje się maksymalnym stopniem sprężania 1,1:1.
Spośród produkcyjnych modeli silników benzynowych o kompresji 14:1 na rynku dostępne są modele Mazdy (seria Skyactiv-G), instalowane na przykład w CX-5. Ale ich rzeczywisty poziom płynu chłodzącego mieści się w granicach 12, ponieważ silniki te wykorzystują tak zwany „cykl Atkinsona”, gdy mieszanina jest sprężana 12 razy po późnym zamknięciu zaworów. Sprawność takich silników mierzy się nie kompresją, ale stopniem rozprężania.
W połowie XX wieku w światowym przemyśle silnikowym, zwłaszcza w USA, występowała tendencja do zwiększania stopnia sprężania. Tak więc w latach 70. większość próbek amerykańskiego przemysłu samochodowego miała stosunek płynu chłodzącego od 11 do 13:1. Ale regularna praca Takie silniki spalinowe wymagały stosowania benzyny wysokooktanowej, którą w tamtym czasie można było wytwarzać jedynie w procesie etylowania – poprzez dodatek tetraetyloołowiu, składnika silnie toksycznego. Kiedy w latach 70. XX w. pojawiły się nowe Norm środowiskowych, prowadzenie zaczęto być zabronione, co doprowadziło do odwrotnej tendencji - zmniejszenia ilości płynu chłodzącego w produkowanych modelach silników.
Nowoczesne silniki posiadają system automatycznej kontroli kąta zapłonu, który pozwala silnikowi spalinowemu pracować na paliwie „nierodzimym” - na przykład 92 zamiast 95 i odwrotnie. System kontroli OZ pomaga uniknąć detonacji i innych nieprzyjemnych zjawisk. Jeśli go tam nie ma, to na przykład jeśli napełnisz silnik benzyną wysokooktanową, która nie jest przeznaczona do takiego paliwa, możesz stracić moc, a nawet napełnić świece zapłonowe, ponieważ zapłon będzie opóźniony. Sytuację można skorygować ręcznie ustawiając OZ zgodnie z instrukcją dla konkretnego modelu samochodu.
String(10) „statystyka błędów” string(10) „statystyka błędów”
Jednym z najważniejszych wskaźników technicznych silnika samochodowego jest stopień sprężania. Pokazuje stosunek różnicy objętości wolnej przestrzeni nad i pod tłokiem cylindra w jego skrajnych położeniach.
Jaki jest stopień sprężania silnika
Konwencjonalnie stopień sprężania jest również przedstawiany jako stosunek ciśnień w urządzeniu podczas dostarczania paliwa i wybuchu mieszanki. Ten konkretny stopień jest określony przez projekt silnik samochodowy i może być wysoka lub niska.
Przed właściwym procesem zapłonu mieszanki palnej tłoki sprężają paliwo do określonej objętości. Inżynierowie mogą zmieniać ten wskaźnik, obliczając go na etapie projektowania. Znając stosunek ilościowy tej wartości do objętości komory spalania, można wyciągnąć różne wnioski.
W elektrowniach benzynowych stopień sprężania osiąga maksymalnie 12 jednostek. Im wyższy stopień sprężania silnika, czyli SSD, tym większa moc właściwa silnika. Jednak przy silnym wzroście tego wskaźnika zasób jednostki maleje, szczególnie podczas tankowania benzyną niskiej jakości. W silnikach Diesla, ze względu na różnice techniczne, może wynosić od 14 do 18 jednostek.
W silnikach benzynowych o stopniu sprężania zwiększonym do 12 jednostek nie można wlewać niczego innego niż AI-98 Premium. Oczywiście spowoduje to znaczny wzrost kosztów paliwa.
Na co to wpływa?
Dysk SSD bezpośrednio określa ilość pracy wykonanej przez silnik spalinowy. Im wyższy zostanie początkowo obliczony stopień sprężania, tym bardziej produktywny będzie zapłon. Moc silnika wzrośnie proporcjonalnie. Przypomnijmy, jak programiści w latach 90. próbowali zwiększyć tę liczbę bez całkowitej modernizacji silnika. W ten sposób konkurowały ze sobą, wzmacniając jednostki, nie wydając przy tym dużych pieniędzy. Ale co najciekawsze, silniki w tym przypadku nie zużywały więcej paliwa, a nawet stały się bardziej ekonomiczne.
Wszystko ma jednak swoje granice i jak wspomniano powyżej, zbyt wysoki współczynnik prowadzi do zmniejszenia żywotności silnika spalinowego. Dlaczego to się dzieje? Faktem jest, że przy znacznej kompresji mieszanka paliwowa zaczyna samoistnie detonować i eksplodować. Dotyczy to szczególnie jednostek napędzanych benzyną, dlatego tutaj współczynnik ten ma ścisłe ograniczenie.
Pamiętaj, że użycie paliwa niskooktanowego powoduje detonację na jednostkach o podwyższonym SSD. I odwrotnie, paliwo wysokooktanowe może nie pozwolić na pełne otwarcie silnika, jeśli jest stosowane w jednostkach o niskim stopniu sprężania. Z tego powodu oba parametry muszą być zgodne. Więcej szczegółów w tabeli poniżej.
Różnica między stopniem kompresji a kompresją
Stopień sprężania silnika nie jest kompresją. Są zupełnie inne, chociaż wiele osób je myli. Omawiany w artykule współczynnik nie ujawnia wartości optymalnego ciśnienia zespołu paliwowego przed spalaniem. SSD mierzy się wyłącznie względnie, w odniesieniu do jednostkowej objętości komory.
Kompresja jest powszechnie rozumiana jako wartość graniczna kompresja powstająca w komorze spalania w końcowym etapie ciśnienia mieszanki palnej. Wartość ta a priori nie może być względna, dlatego mierzy się ją w wartościach bezwzględnych - atm, kg/cm2, bar.
Stopień kompresji i kompresja są ze sobą nierozerwalnie powiązane, ale nie identyczne. Stopień kompresji zależy nie tylko od kompresji. Wpływa na to temperatura silnika spalinowego, obecność szczelin w zaworach napędowych, skład paliwa i wiele innych.
Obliczanie stopnia sprężania
Ze względu na to, że pożądane jest zwiększenie stopnia sprężania do określonej wartości, konieczna jest umiejętność obliczenia tego wskaźnika. Ponadto pozwoli to uniknąć momentów detonacyjnych, które niszczą jednostkę napędową od wewnątrz podczas procesu doładowania.
Tym samym konieczność pomiaru tego wskaźnika jest wymagana w przypadkach takich jak:
- wzmocnienie silnika;
- korekta dla paliwa o innej AI lub paliwa metanowego o liczbie oktanowej 120;
- regulacja po naprawie.
Silniki z turbodoładowaniem
W silnikach turbo obliczanie stopnia sprężania jest inne. Dzieje się tak na skutek obecności ciśnienia powietrza. Dlatego w tym przypadku wartość uzyskaną podczas obliczeń mnoży się przez wskaźnik turbosprężarki.
Ponadto przy obliczaniu stopnia sprężania silników z turbodoładowaniem bierze się pod uwagę nie tylko ciśnienie doładowania, ale także efektywny wskaźnik sprężania, zmiany klimatyczne i wiele więcej. W tym przypadku proces staje się znacznie bardziej skomplikowany w porównaniu do pomiarów na silniku atmosferycznym.
Przykład liczenia
Tak wygląda ogólnie przyjęty wzór obliczeniowy samochodowego silnika spalinowego: „SSD = (RO+OKS)/OKS”. Stopień sprężania jest tutaj oznaczony jako „SSD”, pojemność skokowa cylindra to „RO”, a objętość komory spalania to „OKS”.
Aby obliczyć „PO”, należy najpierw rozłożyć objętość lub pojemność skokową pojedynczego silnika na liczbę zastosowanych cylindrów. Na przykład pojemność skokowa silnika „czterech” wynosi 1997 cm3. Aby określić pojemność jednego cylindra, należy podzielić rok 1997 przez 4. Otrzymasz około 499 cm3.
Do obliczenia parametru „OCS” specjaliści używają probówki lub pipety skalibrowanej w cm3. Komora odnosi się do miejsca, w którym paliwo ulega bezpośredniemu zapłonowi. Komorę zalewa się, a następnie mierzy objętość za pomocą biurety cieczowej. Jeśli nie masz rurki z podziałką, możesz wypompować płyn za pomocą strzykawki, a następnie odmierzyć go w miarce lub na skali. W takim przypadku do obliczeń zaleca się stosowanie czystej wody zamiast benzyny lub oleju napędowego, ponieważ jej ciężar właściwy jest bardziej powiązany z objętością w cm3.
Uwaga! Aby dokładnie zmierzyć „OKS”, dodaje się dodatkowo grubość uszczelki głowicy cylindrów, bierze się pod uwagę kształt denka tłoka i inne cechy. Dlatego zaleca się powierzenie obliczenia tej wartości specjalistom.
Jak zwiększyć stopień sprężania silnika
Jeśli chcesz zwiększyć ten wskaźnik, użyj kilku metod:
- wytaczanie bloku i instalowanie tłoków o dużej średnicy;
- zmniejszenie objętości komory spalania poprzez usunięcie warstwy metalu na połączeniu głowicy cylindrów.
Nie możemy zapominać, że w niektórych przypadkach wymagana będzie instalacja ulepszonych tłoków. Ma to na celu wyeliminowanie tak niepożądanej konsekwencji, jak tłoki stykają się z zaworami. W szczególności zwiększono wgłębienia zaworowe na elementach. Należy również ponownie wyregulować rozrząd zaworowy.
Co ciekawe, najlepiej ujawniono potencjał stopnia sprężania silnika spalinowego Producenci japońscy. Podczas gdy europejskie firmy samochodowe poszły drogą ulepszania silników hybrydowych, Japończykom udało się zwiększyć liczbę dysków SSD do 14 jednostek również w silnikach benzynowych. jednostki napędowe, stosując wartość zmiennej. Ale jak to możliwe bez momentów detonacyjnych? Wszystko okazało się proste. Okazuje się, że trzeba schłodzić komorę, w której następuje pożar. Następnie możesz bezpiecznie skompresować mieszaninę. I wcale nie trzeba do tego używać chłodnego powietrza: wystarczy zmodernizować układ wydechowy.
Technika znana od dawna z silników wyścigowych. Wymiana kanałów wydechowych odbywa się według schematu 4-2-1. Części spalin nie przeszkadzają, wylatują jedna po drugiej do komina. Dzięki tak przejrzystemu układowi wydechowemu poprawia się oczyszczanie cylindrów, w których pozostaje mniej gorących gazów.
Sekret japońskiej formuły, według której można bezpiecznie sprasować palną mieszaninę, ma związek ściśle matematyczny. Tak więc, jeśli procent wyczerpania zostanie zmniejszony 2 razy, dysk SSD można podnieść o 3 jednostki, ale nie więcej. Jeśli schłodzisz również powietrze wpadające do cylindrów, możesz dodać jeszcze jedną jednostkę.
Aby jednak wdrożyć tę metodę, konieczna będzie modernizacja wymiany gazowej poprzez rozwidlenie na przesuwniki fazowe obu wałków rozrządu. Ponadto niektóre aspekty będą wymagały poprawy. Na przykład zmiana długości skoku tłoka poprzez interwencję komputerową.
System zmiennych współczynników jest stosowany w wielu japońskich silnikach, na przykład w Inflniti. Możliwość automatycznej zmiany tego stopnia sprężania w zależności od obciążenia może znacznie zwiększyć wydajność silnika, zwłaszcza turbodoładowanego. Każda porcja mieszanki spala się w optymalnej temperaturze ten moment praca kompresyjna. Jeśli więc obciążenie silnika jest nieznaczne, a mieszanka jest uboga, włączana jest maksymalna kompresja. I odwrotnie, w trybie obciążonym stosuje się stopień minimalny, ponieważ wtryskiwana jest duża ilość benzyny i możliwa jest detonacja.
Dzięki temu zaawansowany system wymiany dysku SSD umożliwia zmniejszenie o połowę pojemności skokowej silnika, przy jednoczesnym zachowaniu mocy i właściwości dynamicznych.
Tendencję do zwiększania stopnia sprężania silnika zaobserwowano także w połowie XX wieku w USA. Większość amerykańskich silników wyprodukowanych w latach 70. mieściła się w przedziale 11-13 jednostek. Ale pracowali tylko na bardzo wysokiej jakości, wysokooktanowym paliwie otrzymywanym przez ołowianie. Po zakazie ołowiu zaobserwowano spadek stopnia sprężania w seryjnych próbkach silników spalinowych.
Warto wiedzieć, że wzrost mocy będzie najbardziej zauważalny w silnikach, które normalnie pracują na niskim stopniu sprężania. Na przykład silniki ze wskaźnikiem 8 jednostek podwyższonym do 10 będą wytwarzać więcej mocy niż jednostki ze standardowym parametrem 11 jednostek podwyższonym do 12.
Depowering silnika: dlaczego jest potrzebny i jak to zrobić
Czasami konieczne jest zmniejszenie stopnia sprężania. W takim przypadku instalowana jest dodatkowa metalowa uszczelka głowicy cylindrów. Zamiast jednej można zastosować dwie uszczelki, pogrubiając w ten sposób szczelinę - objętość komory zwiększa się ze względu na wysokość głowicy bloku. Bardziej złożona metoda polega na skróceniu tłoka - usunięciu wierzchniej warstwy na tokarce.
Depower silnika jest zwykle procedurą wymuszoną. Odbywa się to między innymi w celu zmniejszenia płatności podatków lub zwiększenia zasobu jednostki. Jak wiadomo, silniki o niskim stopniu sprężania wytrzymują dłużej i są mniej podatne na zużycie. Jednak każdy taki proces jest skomplikowany prawnie, aby uniemożliwić pozbawionym skrupułów właścicielom sztuczne zaniżanie danych technicznych.
Jeśli chodzi o zmniejszenie stopnia sprężania w silnikach z turbodoładowaniem, będzie to wymagało modernizacji instalacji elektrycznej o czujniki, całą grupę tłoków i wtryskiwacze, jeśli jest to jednostka wysokoprężna.
W niektórych przypadkach zamiast zmniejszania mocy preferowana jest zamiana, gdy zamiast standardowego instalowany jest silnik kontraktowy o mniejszej mocy.
Tabela: zależność stopnia sprężania od liczby oktanowej
Tabela: popularne silniki i stopień sprężania
Jeśli masz jakieś pytania, zostaw je w komentarzach pod artykułem. My lub nasi goście chętnie na nie odpowiemy
Stopień sprężania silnika (CR – stopień sprężania) definiuje się jako stosunek objętości wewnętrznej cylindra nad tłokiem w dolnym martwym punkcie do wewnętrznej objętości cylindra nad tłokiem w górnym martwym punkcie. Podczas naprawy silnika przy użyciu standardowej technologii ponownego montażu wykonywane są następujące operacje obróbcze:
- Cylindry są rozwiercane na większą średnicę, a w silniku montowane są ponadwymiarowe tłoki naprawcze. Wytaczanie cylindrów prowadzi do wzrostu objętości roboczej i stopnia sprężania, ponieważ objętość cylindra wzrasta, podczas gdy objętość komory spalania pozostaje niezmieniona, co skutkuje ilością ściśliwego mieszanka paliwowo-powietrzna wzrasta.
- Powierzchnie nośne bloku cylindrów są ponownie szlifowane. Ta operacja obróbki nazywana jest szlifowaniem płyty bloku cylindrów i prowadzi do wzrostu stopnia sprężania, ponieważ obniża głowicę cylindrów niżej w stosunku do głowic tłoków.
- Dolna płaszczyzna głowicy cylindrów jest ponownie szlifowana, co również prowadzi do zwiększenia stopnia sprężania. Za pomocą tych pozornie prostych można zmierzyć stopień kompresji.
Aby utrzymać stopień sprężania silnika na tabliczce znamionowej silnika produkcyjnego, większość warsztatów używa tłoków regenerowanych, które są krótsze niż standardowe o od 0,015 cala do 0,020 cala. W ten sposób mierzy się stopień sprężania silnika w samochodzie.
Aby obliczyć dokładny stopień sprężania, należy dokładnie zmierzyć średnicę cylindra, skok tłoka i objętość komory spalania.
Jaki stopień sprężania ma na przykład ośmiocylindrowy silnik V? Samochód Chevroleta objętość 350 cu. cali, po jedynej zmianie w jego konstrukcji - zamiast głowic cylindrów o pojemności komory spalania 74 cm3 zamontowano nowe o pojemności komory spalania 62 cm3?
- średnica cylindra wynosi 4000 cali, skok wynosi 3,480 cala, liczba cylindrów wynosi 8,
- objętość komory spalania przed wymianą głowic CV = = 74 cm3 = 4,52 metra sześciennego. cale,
- objętość komory spalania po wymianie głowic CV = = 62 cm3 = 3,78 m3. cale.
- GV = otwór x otwór x 0,7854 x x grubość ściśniętej uszczelki = 4,000" x x 4,000" x 0,7854 x 0,020" = 0,87 m3 cale.
Aby nie komplikować obliczeń, ale po prostu pokazać, jaki wpływ ma zmiana objętości jego komory spalania, zakładamy, że tłoki mają płaskie dna i szczelinę od dna tłoka, znajdującego się w GMP, do płyty bloku cylindrów wynosi zero.
Wystarczyło zmienić objętość komory spalania – z 74 cm3 na 62 cm3, a stopień sprężania wzrósł z 9,1:1 do 10,4:1. Ponieważ w przypadku nowoczesnej benzyny generalnie nie zaleca się stopnia sprężania 10,4:1, takie ulepszenie jest dopuszczalne tylko w silnikach wyścigowych, które będą zasilane drogim paliwem lub paliwem zawierającym specjalne dodatki. Mamy nadzieję, że pomogliśmy Ci to rozgryźć i teraz wiesz, jak określa się stopień sprężania silnika w Twoim samochodzie.
