Степень сжатия двигателя — подробное пояснение характеристики. Двигатель степень сжатия


Компрессия и степень сжатия двигателя. Что это такое? — DRIVE2

Что такое степень сжатия?

Степень сжатия двигателя — это отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания.

На бензиновом моторе, в зависимости от конкретной задачи, степень сжатия может серьезно варьироваться, достигая величин в 8 до 12. На дизельных двигателях из-за их конструктивных особенностей степень сжатия намного больше и оставляет от 14 до 18 единиц.

Для бензиновых двигателей, чем выше степень сжатия — тем выше удельная мощность. Но если сильно увеличить степень сжатия, то может снизится ресурс и резко возрастает риск проблем с мотором при заправке некачественным топливом.

Подробнее об изменении степени сжатия двигателя в статье: "как уменьшить или увеличить степени сжатия".Что такое компрессия двигателя

степень сжатия двигателя

Компрессия — это максимальное давление воздуха в камере сгорания в конце такта сжатия.

Компрессия это давление в цилиндре, и поэтому она зависит от степени сжатия (величина давления в меньшем объеме всегда будет больше, т.е. при увеличении степень сжатия компрессия растет). По величине компрессии можно предварительно судить о состоянии двигателя. При этом важно правильно провести процедуру замера компрессии.

Подробнее о компрессии в статье: "как измерить и восстановить компрессию в двигателе".

При снижении уровня компрессии необходимо выяснить причину падения. Это могут быть поршневые кольца или проблемы в клапанном механизме, выяснить это можно так. В проблемные цилиндры с помощью шприца вводят 15-20 грамм моторного масла. Процедуру замера повторяют. Если показания манометра выросли — причина падения в поршневых кольцах, если остались на прежнем уровне — в клапанах.

источник amastercar.ru

Нравится 14 Поделиться: Подписаться на автора

www.drive2.ru

Степень сжатия двигателя | Drive51

Скажете ли вы на память, какая степень сжатия у двигателя вашего авто? Допустим, 9,8; не слишком ли много? А может, наоборот, – мало?Непростой вопрос, ведь конструкторы моторов с искровым зажиганием [Мы обычно говорим бензиновый, хотя знаем, что автомобильные двигатели прекрасно работают и на газе. А также на спирте – метиловом или этиловом… Так что лучше выражаться: с искровым зажиганием. Или Отто (по имени создателя такой конструкции Николауса Отто) – в отличие от Дизеля. Хоть и странновато звучит, но точнее, всячески стремятся повысить степень сжатия. А создатели двигателей с воспламенением от сжатия наоборот – стараются ее понизить…Своеобразная характеристика д.в.с., вокруг которой бытует немало недоразумений. Причем одна из ключевых – от степени сжатия зависит многое. Хотя, на первый взгляд, нет ничего проще: отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания. Или иначе: частное от деления объема надпоршневого пространства в н.м.т. на него же – в.м.т. То есть, геометрическая степень сжатия показывает, во сколько раз сжимается топливовоздушная смесь (воздух в цилиндрах дизеля) при движении поршня от н.м.т. к в.м.т. Геометрическая; а в жизни, естественно, получается не всегда так, как в геометрии…Объемы 4-тактного поршневого двигателя:Vk – объем камеры сгорания;Vp – рабочий объем цилиндра;Vo – полный объем цилиндра;ВМТ – верхняя мертвая точка;НМТ – нижняя мертвая точка.

Вперед и выше

На заре автомобилизма степень сжатия двигателей Отто (а собственно, других 100 лет назад и не знали) делали невысокой – 4-5. Чтобы при работе на низкооктановом бензине (гнали как умели) не возникала детонация [Кто не слышал детонационные звуки в цилиндрах? Как говорится, «пальцы стучат». При слишком высокой (по качеству горючего) степени сжатия, горение топливовоздушной смеси после ее воспламенения от искры нарушается. Оно приобретает взрывной характер, в камере сгорания возникают ударные волны, от которых мотору не поздоровится.]. Скажем, при рабочем объеме цилиндра в 400 «кубиков» объем камеры сгорания – 100 миллилитров. То есть, геометрическая степень сжатия у нашего двигателя e = (400+100)/100 = 5.Если же объем камеры сгорания уменьшить – при прочих равных – до 40 см3 (технически несложно), то степень сжатия повысится доe = (400+40)/40 = 11.Замечательно – и что? А то, что термический к.п.д. двигателя увеличится почти в 1,3 раза. И если 6-цилиндровый 2,4-литровый мотор развивает со степенью сжатия 5 мощность в 100 л.с., то со степенью сжатия 11 она повысится до без малого 130. Причем при неизменном расходе горючего! Иными словами, расход топлива в расчете на 1 л.с. в час сокращается на 22,7%.Короткоходный 3,8-литровый двигатель Porsche 911 со степенью сжатия 11,8! Объем камеры сгорания настолько мал (59 см3), что трудно устроить углубления в днище поршня под головки клапановПоразительный результат – самыми простыми средствами. Не слишком ли хорошо, чтобы быть правдой? Никакой мистики: чем выше степень сжатия, тем ниже температура отработанных газов, идущих на выхлоп. При e = 11 мы попросту заметно меньше обогреваем атмосферу, чем при степени 5; вот и все.

Азы теплотехники

Автомобильные двигатели – разновидность тепловых машин, которые подчиняются законам термодинамики. Еще в 1-й половине XIX в. замечательный французский физик и инженер Сади Карно заложил основы теории тепловых машин – в том числе и д.в.с. Так вот, по Карно, к.п.д. двигателя внутреннего сгорания тем выше, чем больше разница между температурой газов (рабочего тела) к концу горения топливовоздушной смеси – и их температурой на выпуске. А разница температур зависит от e – вернее, от степени расширения рабочих газов в цилиндрах.Да, тут есть нюанс: по Карно, для термического к.п.д. важна не степень сжатия, а именно степень расширения. Чем сильнее расширяются горячие газы на рабочем ходу, тем ниже падает их температура – естественно. Просто в обычных конструкциях д.в.с. степень расширения геометрически совпадает со степенью сжатия; вот мы и привыкли говорить. Тем более что детонация зависит как раз от e – то есть от компрессии. Чем сильнее сжимается топливовоздушная смесь в цилиндрах двигателя Отто [Именно Отто, дизели детонации не знают. Почему – отдельный разговор.], чем выше давление и температура к моменту искрообразования, тем вероятнее возникновение ударных волн в камере сгорания.Взрывное горение, детонация. Она-то и ограничивает степень сжатия, но степень расширения рабочих газов здесь ни при чем. Вот если каким-то образом отделить одну степень от другой – чтобы при умеренной компрессии добиться сильного расширения рабочих газов…

Пятитактный цикл

Pourquoi бы и не pas; ведь уже полвека с лишним известен так называемый 5-тактный цикл Atkinson’а/Miller’а. Он как раз и разводит степень сжатия и степень расширения по разные стороны.Представьте, что у вашего 1,5-литрового 16-клапанника ВАЗ-2112 впуск заканчивается не на 36° после н.м.т. (по углу поворота коленчатого вала), а очень поздно – на 81°. То есть, при 3 тыс. оборотов поршень на своем ходе к в.м.т. вытесняет часть топливовоздушной смеси через открытые клапаны обратно во впускной коллектор (не беспокойтесь, она там не пропадет). Иными словами, такт сжатия начинается только где-то на 75° после н.м.т., а до того имеет место своеобразный такт обратного вытеснения смеси.Тактов теперь не 4, а 5: впуск, обратное вытеснение, сжатие, рабочий ход, выпуск. На первый взгляд, идиотская схема: зачем гонять смесь туда-обратно? На первый взгляд и Солнце обращается вокруг Земли… Следите за моими руками: допустим, обратно вытесняется 20% топливовоздушной смеси, уже попавшей в цилиндр, и сжимается только 80%. И пусть геометрическая e равна 13 – исключительно высокая для Отто. Однако реальная степень сжатия, компрессия гораздо ниже: при 20-процентном обратном вытеснении смеси она равна 10,6. Что и требовалось доказать.У конструкции с реальной степенью сжатия 10,6 (вполне допустимо для товарного бензина) степень расширения рабочих газов – 13. Термический к.п.д. двигателя по факту в 1,0518 раза выше, чем по его реальной степени сжатия; не так много, но моторостроители годами бьются ради 5-процентной экономии горючего. Двигатели пассажирских автомобилей уже вовсю работают по 5-тактному циклу. Возьмите 1,5-литровую тойотовскую «четверку» 1NZ-FXE (для Prius) или фордовскую 2,26-литровую (для Escape hybrid). Вроде блестящее решение, однако у медали есть и оборотная сторона.Тойотовская «четверка» 1NZ-FXE: тоже 5-тактный цикл. На глаз заметно, насколько профиль впускного кулачка шире выпускного: крайне позднее закрытие впускных клапановГеометрическая e (степень расширения рабочих газов) у 1NZ-FXE – 13, реальная степень сжатия – около 10,5. Печаль в том, что из-за обратного вытеснения смеси 1,5-литровый мотор по крутящему моменту и мощности опускается примерно до 1,2-литрового; выигрываем в термическом к.п.д. – ценой потери реального литража. Так что с одной стороны – с другой стороны.Мало того, двигатель с поздним закрытием впускных клапанов совсем не тянет «на низах». Поэтому 5-тактный цикл годится в «гибридных» силовых агрегатах, где тяговый электромотор как раз и принимает на себя нагрузку при самых низких оборотах. А потом подхватывает д.в.с.; так или иначе, 5-тактный цикл позволяет повысить степень расширения рабочих газов и термический к.п.д. двигателя.У двигателя Honda, работающего по 5-тактному циклу, часть топливовоздушной смеси вытесняется поршнем обратно во впускные каналы1 – впуск; 2 – обратный выброс топливовоздушной смеси; 3 – пятый такт: сжатие.А вот наддув – наоборот – вынуждает понижать степень сжатия. При подаче топливовоздушной смеси под избыточным давлением, реальная компрессия в цилиндрах оказывается слишком высокой – даже при умеренной геометрической e. Приходится отступать; отсюда снижение термического к.п.д. и повышенный расход бензина у двигателей с наддувом, если не применять спецгорючее.

На спирту

Чем больше октановое число бензина, тем выше допустимая (по условиям детонации) степень сжатия, тем эффективнее работает мотор. Так ведь не бензином единым… Исключительно высокую e допускает в роли горючего газ – нефтяной или природный. Без наддува 13-14 не вопрос, с компрессором – 10-11. Водород тоже отличается стойкостью против детонации. И еще спирт – метиловый или этиловый: потрясающие антидетонационные качества. Вдобавок у спирта высокая теплота испарения; испаряясь, он сильно охлаждает топливовоздушную смесь (а заодно и поверхность камеры сгорания). Холодная смесь плотнее, и в цилиндр ее – по весу – входит заметно больше; реальный коэффициент наполнения оказывается выше. Крутящий момент, мощность. Так и говорят: «компрессорный» эффект спиртового горючего.Мощность, термический к.п.д. – все удовольствия сразу. Кроме того, этиловый (питьевой!) спирт еще и экологичен; что еще пожелать? Правда, расход спиртового топлива в литрах оказывается гораздо выше, чем бензина, поскольку теплотворная способность метанола и этанола невысока. Как водка и «сушняк»; равнять литр на литр тут бессмысленно. А вот в энергетическом эквиваленте спирт заметно эффективнее бензина – благодаря высокой степени сжатия (расширения). Так что в перспективе – спиртовое топливо, чистое или в смеси с бензином. Скажем, E85: на 85% этанол и на 15% бензин. И лет через 25 нефть потеряет свое значение в мире…

Истина в мере

В перспективе, а пока повысить степень сжатия ВАЗовского 16-клапанника с 10,5 до 11,5 – на 92-м бензине от местной АЗС – ой как непросто. Скажем, применить впрыск бензина непосредственно в камеры сгорания – вместо впускных каналов. Испарение бензина не на впуске, а в цилиндрах – тот же самый «компрессорный» эффект. Или организовать 2-искровое зажигание – с 2 свечами на цилиндр; кое-что дает. А также поставить выпускные клапаны с внутренним (натриевым) охлаждением; раскаленные тарелки провоцируют детонацию. Очистить поверхность камеры сгорания от нагара – и отполировать ее.Влияет конфигурация камеры сгорания – и скорость вихревого движения топливовоздушной смеси. Есть много способов борьбы с детонацией – хороших и разных.А до какого уровня есть смысл поднимать e двигателя Отто? Тут вот что: термический к.п.д. нарастает с повышением степени сжатия (расширения!), но не линейно. То есть, рост к.п.д. замедляется: если от 5 до 10 он повышается в 1,265 раза, то от 10 до 20 – только в 1,157 раза. Зато быстро накапливаются побочные заморочки, которых лучше избегать. Поэтому степень сжатия 13-14 – разумный компромисс, к которому и следует стремиться. Только оставьте окончательное решение за инженерами-конструкторами; они знают лучше.Взят здес: http://turbonsk.ru/index.pl?module=article_det;p1=234

drive51.ru

Степень сжатия двигателя — подробное пояснение характеристики

Отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания называется

степенью сжатия — Е.

(Степень сжатия двигателя Lada Niva 4×4 — 9.3. (см. здесь) )

Всё коротко и ясно. Но вот достаточно ли? Конструкция силовой установки — это только способ или система, которая тепловую энергию сгоревшего топлива превращает в механическую энергию вращающихся частей двигателя. Понятия "сжатие”, "расширение", "рабочее тело" обязывают ещё рассматривать физико-химические процессы, происходящие в цилиндрах двигателя. А эти процессы невозможны без температуры, которая, в свою очередь, задаётся степенью сжатия. Эффективность использования расширяющихся газов зависит от степени расширения. И вот, при рассмотрении этих процессов в самом общем виде можно и нужно кое-что уяснить. Всё по порядку.

Степень сжатия является одной из характеристик двигателя. Она показывает, во сколько раз уменьшается объем рабочей смеси или воздуха при перемещении поршня из НМТ в ВМТ. По этой характеристике можно определить вид топлива, применяемый в двигателе; устаревшая модель двигателя или совершенная; это дизельный двигатель с раздельными камерами сгорания или дизельный двигатель с непосредственным впрыском.

Повышение степени сжатия позволяет увеличить мощность двигателя и улучшить его экономичность. Возможность увеличения степени сжатия определяется главным образом свойствами топлив, токсичностью отработанных газов и нагрузкой на детали двигателя; для бензиновых автомобильных двигателей Е= 6,5 -14, а для дизеля Е = 15-24.

В дизельных двигателях с увеличением степени сжатия Е повышаются температура и давление воздуха в момент начала впрыска. В результате этого задержки воспламенения уменьшаются, снижается скорость нарастания давления, и работа двигателя становится более мягкой. Однако при больших Е (вследствие более высоких давлений в цилиндре) необходимо увеличивать массу деталей кривошипно-шатунного механизма для повышения прочности. Это приводит к возрастанию механических потерь. Нужно помнить о том, что в результате сгорания топливовоздушной смеси объём цилиндра заполняется смесью азота, углекислого газа и водяных паров, и что при высокой температуре (свыше 2000°С) в камере сгорания происходит диссоциация воды на водород и кислород, а углекислого газа — на окись углерода и кислород. На это затрачивается значительное количество теплоты — рост температуры рабочего тела тормозится.

Увеличение степени сжатия в бензиновых двигателях ограничено в связи с возможностью возникновения детонации. Детонационное сгорание, продолжающееся некоторое время, может привести к повреждению двигателя.

Степень сжатия — характеристика двигателя, заданная конструктором. Проверять её нет необходимости, и только при ремонте двигателя нужно строго выполнять технические условия сборки конкретного двигателя.

Является ли степень сжатия величиной постоянной? Или степень сжатия — величина переменная?

Если допустить, что степень сжатия — величина постоянная, то мы получим две другие постоянные величины — температуру и давление. Но такого произойти не может. Нельзя рассматривать работу двигателя, принимая во внимание только его конструкцию.

Для того чтобы появились температура и давление, нужно что-то сжимать (степень сжатия). Это что-то -воздух или топливовоздушная смесь (рабочее тело).

Нагрузка двигателя регулируется путём дросселирования воздуха, что является непременным условием сохранения примерно постоянного состава топливовоздушной смеси в бензиновом двигателе. В дизельном двигателе нагрузка регулируется изменением количества топлива, подаваемого в камеру сгорания.

Другими словами, мы управляем мощностью двигателя путём изменения количества рабочего тела в его цилиндрах.

На современных автомобилях применяются электронные системы управления, способные быстро и точно рассчитать состав и количество рабочего тела, своевременно и в нужном количестве подать его в цилиндры двигателя с учётом многих факторов, влияющих на работу силовой установки в целом.

Вспомним некоторые режимы работы двигателя — холостой ход, частичная нагрузка и максимальная нагрузка. Для каждого из этих режимов работы двигателя необходимо определённое количество рабочего тела в соответствии с положением педали подачи топлива.

Для режима холостого хода необходимо минимальное количество рабочего тела, для режима максимальной нагрузки — максимальное.

Если заполнить максимальным количеством рабочего тела объём между поршнем, находящимся в НМТ, и головкой блока (максимальная нагрузка), а затем переместить поршень в ВМТ, то рабочее тело сожмётся до какой-то плотности. После проведённых расчётов мы получим реальную степень сжатия рабочего тела. Эта реальная степень сжатия не может быть выше (для атмосферных двигателей) степени сжатия, предусмотренной при конструировании конкретного двигателя.

Это обусловлено рядом факторов, влияющих на количество свежего заряда, поступившего в цилиндр двигателя, — гидравлического сопротивления впускной системы, наличие в цилиндре остаточных газов, подогревом заряда от стенок впускной системы и пр.

Если частично заполнить рабочим телом тот же объём между поршнем, находящимся в НМТ, и головкой блока (холостой ход), а затем переместить поршень в ВМТ, то рабочее тело сожмётся до меньшей плотности. После проведённых расчётов мы получим реальную степень сжатия рабочего тела для режима холостого хода. Проводя подобные расчёты для каждого положения педали подачи топлива, мы можем рассчитать реальную степень сжатия в цилиндрах в каждый из моментов работы двигателя.

Верхний предел степени сжатия ограничен конструктивными особенностями двигателя (прочностью), свойствами топлива и т.д.

Нижний предел степени сжатия ограничен способностью топлива к воспламенению. На изменение реальной степени сжатия, в основном, влияет "насосная" характеристика цилиндров (исправная цилиндропоршневая группа -больше рабочего тела, неисправная — меньше).

Реальную степень сжатия рассчитывать не надо. Достаточно иметь возможность проверить компрессию в цилиндрах двигателя, сравнить результаты измерения с техническими данными производителя конкретного двигателя. Также необходимо проверить герметичность (производитель указывает допустимые нормы потерь — некоторые называют это проверкой на "утечки") камеры сгорания цилиндра. Если полученные данные соответствуют характеристикам, указанным производителем этого двигателя, то с реальной степенью сжатия все в порядке.

Чем выше давление (компрессия) в цилиндрах двигателя и лучше герметичность камеры сгорания -тем выше реальная степень сжатия, температура рабочего тела, и тем лучше условия для воспламенения топлива.

Любая электронная система управления двигателем учитывает изменение реальной степени сжатия и реагирует на её изменение путём своевременной коррекции состава топливовоздушной смеси и изменением времени подвода тепла.

Для двигателей с различными системами наддува количество рабочего тела в его цилиндрах будет большим, и реальная степень сжатия, соответственно, выше. Большими являются при этом температурные и механические нагрузки. Двигатели с системами наддува отличаются от атмосферных двигателей большей мощностью и конструктивно.

На рисунке 1 (а) показано поле реальных степеней сжатия, полученное путём измерения давлений конца сжатия в бензиновом двигателе с геометрической степенью сжатия Е = 8,5. Верхняя граничная кривая показывает реальную степень сжатия при полностью открытой дроссельной заслонке в зависимости от частоты вращения двигателя п. Ниже этой кривой показано всё поле реальных степеней сжатия при различных открытиях дроссельной заслонки.

На рисунке 1(6) показано поле реальных степеней сжатия двигателя с геометрической степенью сжатия Е = 12,5

Реальная степень сжатия зависит от технического состояния цилиндров двигателя, а также устройств, призванных изменять в этих цилиндрах количество рабочего тела (различные системы наддува).

С геометрической степенью сжатия всё понятно. С реальной степенью сжатия, я надеюсь, тоже всё будет в порядке. Во всяком случае, я старался.

На этом можно было бы и заканчивать, но есть ещё кое-что. На это "кое-что" мы иногда не обращаем внимание. Точнее, мы знаем об особенностях газообмена, но забываем о них, когда речь идёт об определении "степень сжатия".

Рис. 2. Индикаторная диаграмма четырёхтактного дизельного двигателя без наддува в координатах Р — V: а) — цикл; б) — процесс газообмена

Если внимательно посмотреть на индикаторную диаграмму (рис. 2) четырёхтактного дизельного двигателя без наддува (да и бензинового тоже), то мы увидим, что при впуске впускной клапан закрывается после того, как поршень уже начал движение от НМТ к ВМТ и даже прошёл какое-то расстояние (точка 2). То есть процесс сжатия начался несколько позже. Нечто подобное происходит и в такте расширения — выпускной клапан открывается раньше, чем поршень дошел до НМТ (точка 4).

То есть фактически степени сжатия и расширения отличаются от заданных по характеристике параметров (отношение объёмов двух геометрических фигур). И у нас есть основание назвать такие степени сжатия и расширения фактическими. А степени сжатия и расширения, соответствующие характеристике рассматриваемого двигателя — геометрическими.

Поршневой двигатель с простым кривошипношатунным механизмом имеет равные между собой геометрические степень сжатия и степень расширения.

На протяжении длительного времени (практически с момента появления двигателя внутреннего сгорания) создатели двигателей стремились максимально использовать давление расширяющихся газов. С этой целью создавались сложные системы кривошипов, способные повысить степень расширения. Но такие двигатели имели низкий механический КПД и были неработоспособны при высоких частотах вращения.

Различных степеней сжатия и расширения можно частично добиться регулированием моментов открытия и закрытия клапанов.

Для диагностов очень важно, на мой взгляд, понимание того, что сказано выше. Проблема диагностирования и ремонта двигателей с изменяемыми фазами газораспределения не рассматривалась нами на Слётах диагностов. Это говорит о том, что существующую проблему пока ещё не решали. А может быть это только моя проблема?

Мне кажется, в самый раз сейчас вспомнить пятитактный цикл Аткинсона/Мил-лера. Представьте себе двигатель, у которого геометрическая степень сжатия — 13 (для двигателя ОТТО это достаточно высокая степень сжатия), объём — 1.51, впускной клапан которого закрывается не 36 градусов после НМТ по углу поворота коленчатого вала, а 81 градус. Естественно, часть рабочего тела будет вытеснена во впускной коллектор. Вот вам и пятый цикл — вытеснение. Если допустить, что вытеснено 20% рабочего тела, то фактическая степень сжатия этого двигателя будет 10,6. Рабочий объём такого двигателя, если брать во внимание только фактическую степень сжатия, будет близок к двигателю объёмом 1.21. А фактическая степень расширения будет соответствовать нашему двигателю объёмом 1.51. Расход топлива, экологические показатели, мощность, крутящий момент. Интересно? Мне тоже интересно. Но это не тема сегодняшнего разговора.

Я взял этот пример из Интернета и не ручаюсь за точность всех данных, но он наглядно показывает суть цикла.

По циклу Аткинсона/Миллера на сегодняшний день работают двигатели TOYOTA Prius, 1,51 1NZ-FXE, 2,26l FORD Escap Hibrid.

Таким образом, необходимо различать:

А. Степень сжатия как одна из технических характеристик двигателя (геометрическая), она неизменна.

B. Степень сжатия фактическая — также является технической характеристикой двигателя, характеризуется фазами газораспределения, она неизменна.

В двигателях с регулируемыми фазами газораспределения степени сжатия и расширения также являются характеристикой двигателя, и их следует считать фактическими.

C. Степень сжатия реальная, меняющаяся в зависимости от:

— количества поступившего в цилиндры двигателя рабочего тела;

— частоты вращения коленчатого вала;

— технического состояния цилиндропоршневой группы двигателя и т.д.

my-nurse.ru

Степень сжатия — DRIVE2

Термическая эффективность и, следовательно, эффективность, с которой топливо используется для совершения полезной работы, непосредственно связана со степенью сжатия. Чем выше степень сжатия, тем меньше топлива будет использовано для получения той же самой мощности. Типичные значения степеней сжатия от 18:1 до 22:1, используемые в дизельных двигателях, частично объясняют, почему они так эффективно работают. Вдобавок к этому, для полной реализации преимуществ этой высокой степени сжатия, на дизельном двигателе никогда не используется дроссельная заслонка. Другими словами, он всасывает как можно больше воздуха, практически так же, как и бензиновый двигатель при широко открытой дроссельной заслонке. Вместо ограничения количества воздуха, поступающего в двигатель, с помощью дроссельной заслонки мощность двигателя регулируется с помощью изменения количества топлива, впрыскиваемого в цилиндр. Это значит, что даже при низких уровнях мощности (когда в камеру сгорания впрыскивается очень малое количество топлива), дизельный двигатель сжимает воздух в цилиндре очень сильно; при этом выделяется столько тепла, что его достаточно для воспламенения даже очень обедненной смеси. Однако когда дросселируется двигатель с искровым зажиганием (бензиновый двигатель), то количество воздуха, втягиваемого в цилиндры, уменьшается, и так как это эффективная степень сжатия, то в результате топливная эффективность при частично закрытой дроссельной заслонке тоже уменьшается.

Нет сомнений в том, что высокая степень сжатия увеличивает мощность. Изображенная далее схема показывает, что мощность при полном открывании дроссельной заслонки теоретически улучшается при увеличении степени сжатия. Приведенные данные предполагают, что увеличение степени сжатия не создает проблем в других областях, таких как детонация т. д. Вы заметите, что закон уменьшения приводит к довольно простому выводу: когда степень сжатия идет вверх, то при каждом увеличении прирост мощности будет все меньше. К примеру, увеличение компрессии от 8,0:1 до 9,0:1 приводит к большему увеличению мощности, чем увеличение сжатия с 11,0:1 до 12,0:1 (2% роста мощности против 1,3%).

Указанные значения являются типичными для двигателей, использующих распределительные валы с относительно коротким периодом впуска, подобные валам во многих форсированных двигателях. Когда продолжительность такта впуска увеличивается (путем установки распределительного вала с более длительным периодом впуска), прирост мощности от увеличения степени сжатия становится даже больше. Это происходит оттого, что данные базируются на механических степенях сжатия (т.е. определенных путем математических расчетов из фиксированного объема), а не на динамических степенях сжатия, которые продолжают увеличиваться, когда эффективность впуска увеличивается. Когда система впуска модифицируется для улучшения наполнения, то динамическая степень сжатия увеличивается очень похожим образом, как и при увеличении размера поршня, т. к. в цилиндр поступает дополнительное количество воздуха и топлива. Эффективность впуска может продолжать увеличиваться даже до точки «упаковки« цилиндра (объемная эффективность выше 100%), как это предполагается некоторыми комбинациями впускного и выпускного коллекторов. Максимальное давление внутри камеры сгорания перед воспламенением изменяется, когда изменяется плотность подаваемой смеси. Когда система впуска работает с низкой эффективностью, т. е. когда дроссельные заслонки закрыты или впускная система забита, то цилиндр наполняется лишь частично и динамическое давление сжатия низкое. Когда система впуска работает с высокой объемной эффективностью (значение более 100% достигается на многих гоночных двигателях), динамическая степень сжатия может создавать давления, которые превышают давления, ожидаемые от механической (рассчитанной) степени сжатия. В таких случаях увеличение механической степени сжатия может ввести двигатель в режим детонации и уменьшить мощность и надежность двигателя.

Увеличение степени сжатия не всегда приводят к увеличению мощности. Если статическая (подсчитанная) степень сжатия уже находится около предела детонации для используемого топлива, то дальнейшее увеличение статической степени сжатия может ухудшить мощность и/или надежность двигателя. Как ранее упоминалось, это особенно справедливо, когда специальный распределительный вал и системы впуска и выпуска добиваются объемной эффективности (VE) величиной более 100%. Когда (VE) увеличивается, то динамическая степень сжатия также увеличивается, так как цилиндр «упаковывается« смесью так, как если бы работал невидимый нагнетатель.

Другой эффект от увеличения степени сжатия довольно незначителен и неизвестен некоторым создателям двигателей. Когда VE превышает 100%, поступившая смесь находится под небольшим положительным давлением, однако, она может заполнить только пространство в цилиндре плюс пространство в камере сгорания. К примеру, если объем цилиндра и камеры составляет вместе 416,2 см3, то это фиксированное пространство будет в основном определять, сколько топливовоздушной смеси может попасть в цилиндр. Если мы решаем увеличить степень сжатия путем уменьшения объема камеры сгорания или путем увеличения размера выпуклости поршня (это наиболее распространенные методы), то это пространство будет не более названной величины. Да, цилиндр сохраняет постоянный рабочий объем — рабочий объем двигателя не изменялся. Но изменили общий объем цилиндра и камеры сгорания. Это означает, что пространство для поступающей рабочей смеси уменьшается. Таким образом, при увеличении степени сжатия мы почти незаметно уменьшили объемную эффективность двигателя.

Воспользуемся воображаемым примером для уяснения деталей. Представим себе двигатель со степенью сжатия 2,0:1 и, просто ради аргумента скажем, что общий объем (нерабочий объем) одного цилиндра, когда поршень находится в НМТ (нижней мертвой точке), составляет 3.278 см3. Это объем, создаваемый поршнем при одном такте плюс объем камеры сгорания над поршнем, находящимся в положении ВМП (верхней мертвой точке). Так как степень сжатия составляет 2,0:1, то объем над поршнем, находящимся в ВМТ должен составлять половину от общего объема цилиндра или 1.639 см3, (т. е. 1.639 см3 «выбранного« объема плюс 1.639 см3 камеры сгорания равны 3.278 см3 общего объема цилиндра). Даже при 3.278 см3 во всем цилиндре двигатель может втянуть только 1.639 см3 свежей рабочей смеси, т. к. имеется давление в коллекторе у впускного канала (в случае с VE, равной 100%) и только вытесненный объем поршня может работать для втягивания воздуха и топлива. Остальные 1.639 см3 будут заполнены выхлопными газами от последнего цикла сгорания.

Добавим теперь к воображаемому двигателю нагнетатель (компрессор) и отрегулируем давление так, что он будет подавать 3.278 см3 топливовоздушной смесив цилиндр вместо исходных 1.639 см3, которые двигатель мог «вдохнуть« в прежнем состоянии. С нашим нагнетателем в цилиндре будет находиться 3.278 , см3 свежей смеси в конце такта впуска и не будет остаточных выхлопных газов. Это существенно улучшит мощность. Но что произойдет, если в безрассудных поисках дополнительной мощности увеличить степень сжатия до 3,0:1, уменьшив объем камеры сгорания над поршнем в ВМТ со1.639 см3 до 1.092 см3? Когда поршень находится в конце такта впуска, общий объем цилиндра будет теперь только 2.731 см3. Если не изменять давление наддува, то оно может «вдавить« только 2.731 см3 топливовоздушной смеси в цилиндр. Это уменьшит объем смеси на 547 см3 или примерно на 17%. Двигатель втягивает менее воспламененную смесь, объемная эффективность уменьшается (на 17%) и мощность снижается. Справедливо то, что 2.731 см3 подаваемой смеси сгорает с более высокой эффективностью благодаря увеличению степени сжатия, но улучшение степени сжатия покрывает только 5% из. 17% потерь мощности.

Многие из вас могут теперь реализовать важные преимущества, получая максимально возможную VE (объемную эффективность). Чем выше VE, которую вы сможете получить, тем ниже будет требуемая степень сжатия; а чем ниже степень сжатия, тем меньше выступ поршня, тем легче фронту пламени распространяться в объеме камеры сгорания. Эти соотношения являются некоторыми из тех методов, которые используют профессионалы для увеличения мощности двигателей.

Верхние пределы степени сжатия и фазы газораспределения распределительного вала достаточно хорошо определены для гоночных двигателей, «обычные« форсированные двигатели для повседневного использования как правило работают при более низких уровнях мощности и в основном при частично открытой дроссельной заслонке. Увеличение степени сжатия может иногда обеспечить заметный прирост мощности, но это же самое увеличение степени сжатия может дать даже большее улучшение топливной экономичности. При увеличении степени сжатия от 8,0:1 до 10,0:1 мощность при полностью открытой дроссельной заслонке может увеличиться на 3 или 4%. Но экономия топлива при частично закрытой дроссельной заслонке может увеличиться более чем на 15%. В этом нет ничего удивительного, если вы помните, что динамическая степень сжатия при частично открытой дроссельной заслонке заметно ниже, чем статическая степень сжатия. Увеличение статической степени сжатия добавляет эффективности в нужном месте: при частично открытой дроссельной заслонке.

Более высокая степень сжатия, конечно, требует использования высокооктанового топлива и часто имеющееся топливо имеет гораздо меньшее октановое число, чем хотелось бы многим. Имеются несколько путей обойти данную проблему. Если вы изготавливаете двигатель с «нуля« и желаете сберечь время, обратившись к инженеру с опытом изготовления форсированных двигателей, вы можете получить рекомендации по увеличению степени сжатия, приводящему к заметному росту мощности двигателя. В некоторых случаях двигатели со степенью сжатия порядка 11:1 успешно использовали бензин с октановым числом 87, но это требует подбора всех деталей двигателя, особенно конструкции распределительного вала и головки блока цилиндров плюс использование системы впрыска воды.

Если вы выберете метод изготовления с «нуля«, одним из самых легких путей увеличения степени сжатия является использование традиционных поршней для высокой степени сжатия, имеющих минимальную высоту куполообразной части, так что нет сильных помех распространению пламени. Если желаемая степень сжатия не может быть достигнута путем плавного увеличения куполообразной части и уменьшением объема камеры сгорания с помощью обработки головки блока (лучше угловая обработка), то лучшим путем для увеличения степени сжатия будет увеличение диаметра отверстия цилиндра, часто с помощью расточки блока. Выдерживая практические пределы для толщины стенок цилиндров (обычно допускается увеличение диаметра отверстия цилиндра не более чем на 0,75 — 1,0 мм), эта модификация может увеличить степень сжатия путем добавления рабочего объема, что уменьшает необходимость больших «куполов« у поршней или камер сгорания меньшего объема.

Если проект вашего двигателя более «умеренный«, то, возможно, будет достаточно обработки головки блока, а стоимость обработки головки составляет одну из самых дешевых операций по увеличению мощности и экономичности двигателя.

www.drive2.ru

Степень сжатия • ru.knowledgr.com

Степень сжатия двигателя внутреннего сгорания или внешнего двигателя внутреннего сгорания - стоимость, которая представляет отношение объема его камеры сгорания от его самой большой мощности до ее наименьшей мощности. Это - фундаментальная спецификация для многих общих двигателей внутреннего сгорания.

В поршневом двигателе это - отношение между объемом цилиндра и камерой сгорания, когда поршень у основания его удара и объема камеры сгорания, когда поршень наверху его удара.

Например, цилиндр и его камера сгорания с поршнем у основания его удара могут содержать 1000 cc воздуха (900 cc в цилиндре плюс 100 cc в камере сгорания). Когда поршень переместился до вершины его удара в цилиндре, и остающийся объем в голове или камере сгорания был уменьшен до 100 cc, тогда степень сжатия будет пропорционально описана как 1000:100, или с фракционным сокращением, 10:1 степень сжатия.

Высокая степень сжатия желательна, потому что она позволяет двигателю извлекать более механическую энергию из данной массы смеси воздушного топлива из-за ее более высокой тепловой эффективности. Это происходит, потому что двигатели внутреннего сгорания - тепловые двигатели, и более высокая эффективность создана, потому что более высокие степени сжатия разрешают той же самой температуре сгорания быть достигнутой с меньшим количеством топлива, давая более длительный цикл расширения, создавая продукцию более механической энергии и понижая выхлопную температуру. Может быть более полезно думать о нем как об «отношении расширения», так как больше расширения уменьшает температуру выхлопных газов, и поэтому энергию, потраченную впустую к атмосфере. У дизельных двигателей фактически есть более высокая пиковая температура сгорания, чем бензиновые двигатели, но большие средства расширения они отклоняют меньше высокой температуры в своем более прохладном выхлопе.

Более высокие степени сжатия, однако, сделают бензиновых двигателей подвергающимися удару двигателя, если ниже топливо с рейтингом октана будет использоваться, также известно как взрыв. Это может уменьшить эффективность или повредить двигатель, если датчики удара не присутствуют, чтобы задержать выбор времени. Однако датчики удара были требованием спецификации OBD-II, используемой в 1996 транспортные средства модельного года и более новый.

С другой стороны, Дизельные двигатели воздействуют на принцип воспламенения сжатия, так, чтобы топливо, которое сопротивляется автовоспламенению, вызвало последнее воспламенение, которое также приведет к двигателю удар.

Формула

Отношение вычислено следующей формулой:

:, где

: = цилиндр имел (диаметр)

: = длина хода поршня

: = объем разрешения. Это - объем камеры сгорания (включая прокладку головки цилиндра). Это - минимальный объем пространства в конце рабочего хода, т.е. когда поршень достигает главной мертвой точки (TDC). Из-за сложной формы этого пространства это обычно измеряется непосредственно, а не вычисляется.

Типичные степени сжатия

Бензин (бензин) двигатель

Степень сжатия в бензине или приведенном в действие бензином двигателе обычно не будет намного выше, чем 10:1 из-за потенциального удара двигателя (взрыв) и не ниже, чем 6:1. Некоторое производство автомобильные двигатели, построенные для высокой эффективности от 1955–1972, использовало высокооктановый этилированный бензин или '5 звезд', чтобы позволить степени сжатия настолько же высоко как 13.0:1.

Техника, используемая, чтобы предотвратить начало удара, является высоким двигателем «водоворота», который вынуждает обвинение в потреблении принять очень быстрое круглое вращение в цилиндре во время сжатия, которое обеспечивает более быстрое и более полное сгорание. Возможно произвести бензиновых двигателей со степенями сжатия по 11:1, который может использовать 87 (ПОНЕДЕЛЬНИК + RON)/2 (рейтинг октана) топливо с добавлением переменного выбора времени клапана и пробить датчики, чтобы задержать выбор времени воспламенения. Такие двигатели могут не произвести свою полную номинальную власть, используя 87 бензинов октана при всех обстоятельствах, из-за отсроченного выбора времени воспламенения. Прямая топливная инъекция, которая может ввести топливо только во время топливного воспламенения (подобный дизельному двигателю), является другим недавним развитием, которое также допускает более высокие степени сжатия на бензиновых двигателях.

CR может быть настолько же высоким как 13.5:1 (Ferrari LaFerrari 2013 года) в двигателях со 'звоном' или 'пробить' датчик и единицу электронного управления. В 1981 Ягуар выпустил головку цилиндра, которая позволила до 14:1 сжатие; но согласился 12.5:1 в серийных автомобилях. Дизайн головки цилиндра был известен как «голова» Шаровой молнии Мея; это было развито швейцарским инженером Майклом Меем.

В 2012 Мазда выпустила новые бензиновые двигатели под фирменным знаком SkyActiv с 14:1 степень сжатия (американские модели имеют 13:1 степень сжатия, чтобы допускать 87 октанов AKI), чтобы использоваться во всех транспортных средствах Мазды к 2015.

Бензин/бензиновый двигатель с зарядкой давления

В или перегруженном бензиновом двигателе с турбинным двигателем CR обычно строится в 10.5:1 или ниже. Это происходит из-за турбокомпрессора/нагнетателя, уже сжимавшего смесь топлива/воздуха значительно, прежде чем это войдет в цилиндры.

Бензин/бензиновый двигатель для гонок

Мотоцикл, мчащийся, двигатели могут использовать степени сжатия настолько же высоко как 14:1, и распространено счесть мотоциклы со степенями сжатия выше 12.0:1 разработанными для 86 или 87 топлива октана. Двигатели F1 прибывают ближе в 17:1, который важен для увеличения объемного / топливная экономичность в пределах 18 000 об/мин.

Этанол и двигатели метанола

Этанол и метанол могут взять значительно более высокие степени сжатия, чем бензин. Мчащиеся двигатели горящий метанол и топливный этанол часто включают CR 14.5-16:1.

Питаемый газом двигатель

CR может быть выше в двигателях, бегущих исключительно на LPG или кпг, из-за более высокого рейтинга октана этого топлива.

Дизельный двигатель

В дизельном двигателе автовоспламенения нет никакой электрической свечи зажигания; высокая температура сжатия поднимает температуру смеси к ее автоточке воспламенения. CR будет обычно превышать 14:1, и отношения по 22:1 распространены. Соответствующая степень сжатия зависит от дизайна головки цилиндра. Число обычно между 14:1 и 16:1 для двигателей с прямым впрыском топлива, и между 18:1 и 23:1 для косвенной инъекции

Двигатель керосина

Степень сжатия 6,5 или ниже желаема для операции на Керосине. У керосиновой бензином версии двигателя Фергюсона трактор TE20 была степень сжатия 4.5:1 для операции на нефти выпаривания трактора с рейтингом октана между 55 и 70.

Открытие ошибки и диагноз

Измерение давления сжатия двигателя, с манометром, связанным с открытием свечи зажигания, дает признак государства и качества двигателя. Нет, однако, никакой формулы, чтобы вычислить степень сжатия, основанную на цилиндрическом давлении.

Если номинальная степень сжатия двигателя дана, цилиндрическое давление перед воспламенением может быть оценено, используя следующие отношения:

:

где цилиндрическое давление в основе мертвая точка, которая обычно является в 1 атм, является степенью сжатия и является определенным тепловым отношением для рабочей жидкости, которая является приблизительно 1,4 для воздуха, и 1.3 для смеси воздуха метана.

Например, если у двигателя, бегущего на бензине, есть степень сжатия 10:1, цилиндрическое давление в главной мертвой точке -

:

Это число, однако, будет также зависеть от кулака (т.е. клапан) выбор времени. Обычно цилиндрическое давление для общих автомобильных проектов должно, по крайней мере, равняться 10 барам, или, примерно оцененное в фунтах за квадратный дюйм (фунт на квадратный дюйм) как между 15 и 20 раз степенью сжатия, или в этом случае между 150 фунтами на квадратный дюйм и 200 фунтами на квадратный дюйм, в зависимости от выбора времени кулака. Специальные мчащиеся двигатели, постоянные двигатели и т.д. возвратят числа вне этого диапазона.

Факторы включая последнее закрытие клапана потребления (собственно говоря для профилей распредвала за пределами типичного модельного ряда серийных автомобилей, но не обязательно в сферу двигателей соревнования) могут произвести обманчиво низкое число из этого теста. Чрезмерное разрешение шатуна, объединенное с чрезвычайно высокой продукцией нефтяного насоса (редкий, но не невозможное), может бросить достаточно нефти, чтобы покрыть цилиндрические стены достаточной нефтью, чтобы облегчить разумное поршневое кольцевое запечатывание. В двигателях со скомпрометированными кольцевыми тюленями это может искусственно дать обманчиво высокому числу сжатия.

Это явление может фактически привыкнуть к некоторому небольшому преимуществу. Если тест на сжатие действительно дает низкому числу, и было определено, что это не происходит из-за особенностей закрытия/распредвала клапана потребления, то можно дифференцироваться между причиной, являющейся проблемами печати клапана/места, и звонить печать, впрыскивая машинное масло в отверстие свечи зажигания в количестве, достаточном, чтобы рассеяться через поршневую корону и окружность главной кольцевой земли, и таким образом затронуть упомянутую печать. Если бы второй тест на сжатие выполнен вскоре после того, и новое чтение намного выше, это была бы кольцевая печать, которая проблематична, тогда как, если наблюдаемое давление теста на сжатие остается низким, это - запечатывание клапана (или более редко прокладка головки цилиндра или впечатляющий поршень или, более редкое все еще, повреждение цилиндрической стены) проблема.

Если есть значительное (больше, чем 10%) различие между цилиндрами, которые могут быть признаком, что клапаны или прокладки головки цилиндра протекают, поршневые кольца носят, или что блок сломан.

Если проблема подозревается, то более всесторонний тест, используя тестера утечки вниз может определить местонахождение утечки.

Двигатели Variable Compression Ratio (VCR)

Поскольку цилиндрический внутренний диаметр, длина хода поршня и объем камеры сгорания почти всегда постоянные, степень сжатия для данного двигателя почти всегда постоянная, пока изнашивание двигателя не имеет негативные последствия.

Одно исключение - экспериментальный двигатель Saab Variable Compression (SVC). Этот двигатель, разработанный Saab Automobile, использует технику, которая динамично изменяет объем камеры сгорания (V), который, через вышеупомянутое уравнение, изменяет степень сжатия (CR).

Двигатель цикла Аткинсона был одной из первых попыток переменного сжатия. Так как степень сжатия - отношение между динамическими и статическими объемами камеры сгорания, метод цикла Аткинсона увеличения длины удара власти по сравнению с ходом всасывания в конечном счете изменил степень сжатия на различных стадиях цикла.

Динамическая степень сжатия

Расчетная степень сжатия, как дали выше, предполагает, что цилиндр запечатан у основания удара, и что сжатый объем является фактическим объемом.

Однако: закрытие клапана потребления (запечатывающий цилиндр) всегда имеет место после РЕЗЕРВНОГО КОНТРОЛЛЕРА ДОМЕНА, который может заставить часть обвинения в потреблении быть сжатой назад из цилиндра возрастающим поршнем на очень низких скоростях; только процент удара после закрытия клапана потребления сжат. Настройка порта потребления и очистка могут позволить большей массе обвинения (в более высоком, чем атмосферное давление) быть пойманной в ловушку в цилиндре, чем статический объем предложил бы (Эту «исправленную» степень сжатия обычно называют «динамической степенью сжатия».

Это отношение выше с более консервативным (т.е., ранее, вскоре после РЕЗЕРВНОГО КОНТРОЛЛЕРА ДОМЕНА) выбор времени кулака потребления, и ниже с более радикальным (т.е., позже, после РЕЗЕРВНОГО КОНТРОЛЛЕРА ДОМЕНА) выбор времени кулака потребления, но всегда понижайтесь, чем статическая или «номинальная» степень сжатия.

Фактическое положение поршня может быть определено тригонометрией, используя длину хода и длину шатуна (измеренный между центрами). Абсолютное цилиндрическое давление - результат образца динамической степени сжатия. Этот образец - стоимость политропика для отношения переменных высоких температур для воздуха и подобных газов при существующих температурах. Это дает компенсацию за повышение температуры, вызванное сжатием, а также высокой температурой, потерянной цилиндру. При идеальных (адиабатных) условиях образец был бы 1.4, но нижнее значение, обычно между 1,2 и 1.3 используется, так как потерянное количество тепла изменится среди двигателей, основанных на дизайне, размере и используемых материалах, но обеспечивает полезные результаты в целях сравнения. Например, если бы статическая степень сжатия 10:1, и динамическая степень сжатия 7.5:1, полезная стоимость для цилиндрического давления была бы (7.5) ^1.3 × атмосферное давление или 13,7 баров. (× 14,7 фунтов на квадратный дюйм на уровне моря = 201,8 фунта на квадратный дюйм. Давление, показанное на мере, было бы абсолютным давлением менее атмосферное давление, или 187,1 фунтов на квадратный дюйм.)

Эти два исправления для динамической степени сжатия затрагивают цилиндрическое давление в противоположных направлениях, но не в равной силе. У двигателя с высокой статической степенью сжатия и последним закрытием клапана потребления будет подобное DCR двигателю с более низким сжатием, но более ранним закрытием клапана потребления.

Кроме того, цилиндрическое давление развилось, когда двигатель бежит, будет выше, чем показанный в тесте на сжатие по нескольким причинам.

  • Намного более высокая скорость поршня, когда двигатель бежит против проворота, позволяет меньшему количеству времени для давления кровоточить мимо поршневых колец в картер.
  • бегущий двигатель - покрытие цилиндрические стены с намного большим количеством нефти, чем двигатель, который проворачивается в низком RPM, который помогает печати.
  • более высокая температура цилиндра создаст более высокие давления, бегая против статического теста, даже теста, выполненного с двигателем около рабочей температуры.
  • Бегущий двигатель не прекращает подышать воздухом & топливом в цилиндр, когда поршень достигает РЕЗЕРВНОГО КОНТРОЛЛЕРА ДОМЕНА; смесь, которая мчится в цилиндр во время движения вниз, развивает импульс и продолжается кратко после того, как вакуум прекращается (в том же самом уважении, что быстро открытие двери создаст проект, который продолжается после того, как движение двери прекращается). Это называют, убирая мусор. Настройка потребления, дизайн головки цилиндра, выбор времени клапана и выхлопная настройка определяют, как эффективно двигатель убирает мусор.

Степень сжатия против полного отношения давления

Степень сжатия и полное отношение давления взаимосвязаны следующим образом:

Причина этого различия состоит в том, что степень сжатия определена через сокращение объема:

:,

в то время как отношение давления определено как увеличение давления:

:.

В вычислении отношения давления мы предполагаем, что адиабатное сжатие выполнено (т.е. что никакая тепловая энергия не поставляется газу, сжимаемому, и что любое повышение температуры происходит исключительно из-за сжатия). Мы также предполагаем, что воздух - прекрасный газ. С этими двумя предположениями мы можем определить отношения между изменением объема и изменением давления следующим образом:

:

где отношение определенных высоких температур для воздуха (приблизительно 1,4).

Значения в столе выше получены, используя эту формулу. Обратите внимание на то, что в действительности отношение определенных высоких температур изменяется с температурой и что произойдут значительные отклонения от адиабатного поведения.

См. также

  • Следует иметь в виду эффективное давление

Примечания

Внешние ссылки

  • Переменный двигатель сжатия
  • Выбор времени кулака против анализа степени сжатия
  • Вычисление Степени сжатия изменяется с модификациями двигателя

ru.knowledgr.com

Двигатели степень сжатия - Справочник химика 21

    Лимитирующим фактором у бензиновых двигателей является давление сжатия если оно увеличивается, то температура сжимаемых при воспламенении газов повышается, и также увеличивается склонность к детонации. Максимальная степень сжатия в бензиновых двигателях равна 10 1 или 11 1. Иначе обстоит дело в дизельных двигателях, которые используют специальные виды топлив для успешной работы этих двигателей степень сжатия должна быть больше, чем 12 1 или 13 1, а в противном случае [c.436]

    Наибольщее влияние оказывает степень сжатия и диаметр цилиндра. С повыщением степени сжатия резко возрастает температура, при которой протекают предпламенные реакции, а с увеличением диаметра цилиндра длительность пребывания последних порций топлива в камере сгорания становится больше. Найдена эмпирическая зависимость между октановым числом топлива 04, необходимым для бездетонационной работы двигателя, степенью сжатия е и диаметром цилиндра (О)  [c.13]

    Детонационные свойства — важная характеристика бензинов. В цилиндр двигателя внутреннего сгорания поступает смесь паров бензина с воздухом, которая сжимается поршнем и зажигается от запальной свечи (искры). Образующиеся при горении газы двигают поршень. Чем больше степень сжатия смеси в цилиндре, тем выше КПД двигателя. Степень сжатия ограничивается характером горения смесн в цилиндре. При нормальном горении скорость распространения пламени равна 10—15 м/с, однако при некоторых степенях сжатия наступает детонация, при которой пламя распространяется со скоростью 1500—2500 м/с. [c.56]

    Бензин А-66 выпускается для большинства уже применяющихся автомобильных двигателей, степень сжатия которых не превышает [c.365]

    Из гептана и изооктана можно получить смеси с октановым числом от О до 100. Если сжигать такие смеси в испытательном двигателе, изменяя степень сжатия, то чем больше доля изооктана в смеси, следовательно, чем выше октановое число соответствующего горючего, тем при более высокой степени сжатия будет зарегистрирован стук. Каждому октановому числу соответствует определенная степень сжатия, и наоборот. При определении октанового числа неизвестного горючего в испытательном двигателе степень сжатия определяют в тот момент, когда стук слышен наиболее отчетливо. На сегодня октановое число установлено практически у всех жидкостей, которые могут быть компонентами горючего. В отдельных случаях это число выше, чем у вещества, взятого для верхней точки шкалы, и, следовательно, больше 100. [c.82]

    Для испытаний используется установка, применяемая при определении октановых чисел топлив по моторному методу, переоборудованная по типу дизеля путем замены головки карбюраторного двигателя дизельной головкой. Вместо индикатора со-сложной оптической настройкой и нокметром используются обычные индикаторы, которые фиксируют моменты впрыска и воспламенения безинерционными лампами, находящимися на маховике двигателя и связанными с индикаторами впрыска и воспламенения. Для наблюдения за безинерционными лампами с целью установления моментов впрыска и воспламенения имеется визирная трубка, смонтированная на кронштейне над маховиком двигателя. Степень сжатия двигателя изменяется специальным поршнем в пределах от 7 до 23. Топливо подается в камеру сгорания топливным насосом через форсунку. [c.105]

    Зажигание смеси в карбюраторных двигателях осуществляется с помощью запальных свечей. Их конструкции разнообразны и зависят от типа двигателя, степени сжатия и прочих характеристик. При переходе с бензина на СНГ характеристики двигателя могут быть улучшены за счет использования свечи малого теплового радиуса, или холодной свечи, но при этом необходимо повысить степень сжатия из-за малого размера зазора между электродами в свече. Пропуски зажигания из-за отложения на электродах нагара при работе на СНГ весьма редки, они встречаются лишь после длительной эксплуатации. [c.216]

    Комбинированная установка состоит из ряда элементов карбюраторного двигателя (степень сжатия 8 1, рабочий объем 1,6 л), оборудованного системой утилизации тепла выхлопных газов, антифриза и картерного масла центробежного компрессора, приводимого в движение от вала двигателя холодильной установки, в которой с помощью компрессора рабочая жидкость проходит все обычные стадии сжатия паров, утилизации тепла и конденсации паров расширителя жидкости и холодильника теплообменника — испарителя жидкости, работающего на низкопотенциальном тепле. Источниками такого тепла могут быть воздух, вода, тепло грунта, а также тепло, отбираемое в конденсаторе. Этот источник может быть объединен с теплом, аккумулированным в двигателе водой или воздухом. Наиболее вероятные сферы применения комбинированной установки — обогрев помещений горячим воздухом или водой, обогрев плавательных бассейнов, оранжерей и теплиц, различные установки для сушки зерна. Многие из них уже освоены в промышленно-коммерческих масштабах. [c.375]

    Поэтому в карбюраторных двигателях степень сжатия, определяемая соотношением максимального объема камеры сгорания при нижнем положении к минимальному объему (принимаемому за 1) — при верхнем положении поршня, имеет определенные пределы, не превышающие соотношения 8 1. [c.199]

    Детонационная стойкость является основным показателем качества авиа- и автобензинов, она характеризует способность бензина сгорать в ДВС с воспламенением от искры без детонации. Детонацией называется особый ненормальный режим сгорания карбюраторного топлива в двигателе, при зтом только часть рабочей смеси после воспламенения от искры сгорает нормально с обычной скоростью. Последняя порция несгоревшей рабочей смеси, находящаяся перед фронтом пламени, мгновенно самовоспламеняется, в результате скорость распространения пламени возрастает до 1500 - 2000 м/с, а давление нарастает не плавно, а резкими скачками. Этот резкий перепад давления создает ударную детонационную волну, распространяющуюся со сверхзвуковой скоростью. Удар такой волны о стенки цилиндра и ее многократное отражение от них приводит к вибрации и вызывает характерный звонкий металлический стук высоких тонов. При детонационном сгорании двигатель перегревается, появляются повышенные износы цилиндро-поршневой группы, увеличивается дымность отработавших газов. При длительной работе на режиме интенсивной детонации возможны и аварийные последствия. Особенно опасна детонация в авиационных двигателях. На характер сгорания бензина и вероятность возникновения детонации в карбюраторных двигателях оказывают влияние как конструктивные особенности двигателя (степень сжатия, диаметр цилиндра, форма камеры сгорания, расположение свечей, материал, из которого изготовлены поршни, цилиндры и головка блока цилиндра, число оборотов коленчатого вала, угол опережения зажигания, коэффициент избытка и влажность воздуха, нагарообразование, тепловой режим в блоке цилиндров и др.), так и качество применяемого топлива. [c.123]

    На эффективность процесса сгорания существенно влияют состав смеси (коэффициент избытка воздуха а), нагрузка двигателя, степень сжатия, частота вращения коленчатого вала, а также форма камеры сгорания. Минимальные значения ф , 01, 02 и максимальные Рг достигаются при а= 0,85 0,9,. при котором наблюдаются наибольшие скорости распространения пламени и интенсивность тепловыделения, а следовательно, и наибольшая мощность, развиваемая двигателем. Такой состав смеси называется мощностным. При а> >,0,9 возрастает Ог, 02 изменяется незначительно, но максимальное давление Рг снижается в связи с меньшим энерговыделением при сгорании смеси. Соответственно уменьшается значение с1Р1с1(р. [c.150]

    Впервые она была предложена в 1865 г. для повышения выхода осветительного керосина, в то время являвшегося самым ценным нефтепродуктом. После появления осветительного газа и электричества попытки осуществить крекинг нефти снова прекратились. Только с развитием автомобильной промышленности, вызвавшим непрерывный рост потребления бензина, началось быстрое развитие крекинг-процесса. При создании новых конструкций автомобилей со все более мощными двигателями степень сжатия горючего непрерывно увеличивалась и требования к антидетонационным свойствам бензинов все более повышались. Этим требованиям удовлетворял крекинг-бензин. Начиная с 1936 г., стали применять также термический и каталитический крекинг газообразных низкомолекулярных углеводородов для получения непредельных углеводородов, используемых в качестве исходного сырья при получении так называемых полимеризационных бензинов и изопарафинов. В дальнейше . крекинг стали применять также для получения низковязках масел и снижения температуры их застывания. [c.140]

    Общепринятой является прямая зависимость между количеством гидроперекисей в топливе и интенсивностью последующего детонационного сгорания. Известно, что при переходе с нормального режима работы двигателя (степень сжатия е = 7,0) на детонационный (при 8=9,9) до момента появления горячего пламени количество перекисей увеличивается в три раза [25]. [c.26]

    При этом и возникает детонационный шум . Монщость двигателя в результате детонации сильно снижается. К тому же детонация тем сильнее, чем больше у двигателя степень сжатия (отношение начального объема смеси к конечному при ходе поршня). Но, с другой стороны, с увеличением степени сжатия возрастает мощность двигателя. Известно, что с двадцатых годов до настоящего времени мощность бензиновых двигателей значительно увеличилась. Это достигнуто за счет повышения степени сжатия смеси от 4.1 до 9 1 в результате улучшения детонационной стойкости бензинов. [c.39]

    Иногда работа карбюраторного двигателя сопровождается громким стуком и другими неполадками, называемыми детонацией. Детонация приводит к перегреву двигателя, снижению его мощности, разрушению деталей шатунно-поршневой группы и т. д. Причиной детонации могут быть различные факторы, связанные с химическим составом топлива, конструктивными особенностями двигателя, степенью сжатия и т. д. Из жидких углеводородов, входящих в состав бензинов, наибольшей способностью вызывать детонацию обладают парафиновые углеводороды нормального строения. Парафиновые углеводороды изостроения и ароматические углеводороды, наоборот, характеризуются наивысшей антидетонационной способностью, нафтены и олефины занимают промежуточное положение. [c.101]

    При конструировании принимают следующие величины ход поршня 5 длину поршня 1 относительный вес поршня (вес на 1 см площади поршня) отношение давлений в цилиндре компрессора относительную величину мертвого пространства параметры воздуха на всасывании коэффициент избытка воздуха в двигателе теплоемкость топлива полезный ход (после определения размеров, формы и размещения отверстий для всасывания и выхлопа в цилиндре двигателя) степень сжатия в двигателе (отношение объемов) параметры воздуха в начале сжатия в буферной полости и отношение площади поршня буферной полости. к площади поршня компрессора. [c.307]

    Наиболее мощные дизельные двигатели характеризуются большими габаритами и низким числом-оборотов (до [00 об мин). Маломощные двигатели нйиболее высоко- оборотные (до 3000 об/мин). В современных дизельных двигателях степень сжатия находится в пределах 12—20. Средний расход топлива составляет 160—200 гКл.сл). Дизельные Двигатели отличаются высоким моторесурсом. [c.24]

    Степень сжатия, открытие дросселя, угол опережения зажигания, число оборотов, наддув и т. п. являются параметрами, посредством которых можно воздействовать на появление детонации в двигателе. Следовательно, ими можно пользоваться в качестве параметров для оценки топлива. Используя один из параметров двигателя — степень сжатия, Рикардо впервые произвел оценку склонности различных топлив к детонации на двигателях собственной копструкцин Е-35 и Е-5 с переменной степенью сжатия. [c.606]

    Коренные и шатунные подшипники должны передавать силовые импульсы от сгорающего в камерах сгорания топлива на коленчатый вал, вращающийся со скоростью 500—4000 об1мин и должны при этом противостоять высоким механическим напряжениям в деталях двигателя. Если учесть, что небольшое количество подшипников должно испытывать от 3000 до 10 ООО толчков в 1 мин. и что полная мощность, развиваемая двигателями в 60—200 л. с. и более, должна быть передана этими немногими квадратными сантиметрами рабочей плошади подшипников, становятся очевидными тяжелые условия их работы. Число оборотов двигателей, степень сжатия и мощность на валу сильно возросли за последнее десятилетие, в то время как размеры и вес двигателей, так же как и подшипников, мало или вовсе не увеличились.. В результате нагрузка и напряжение на подшипниках современных двигателей ограничены, поэтому подшипники должны устанавливаться с большой точностью, чтобы они работали исиравно-и без преждевременного износа. Значение вопросов конструкции,, установки и работы подшипников освещены в обширной литературе, небольшая часть которой приведена в конце главы [1 — 14]. [c.398]

    При конвертации дизеля RABA MAN, D2156HM6U в газовый реализована схема организации рабочего процесса с внешним смесеобразованием, обеспечиваемым эжекционной системой подачи газа в газовоздушный смеситель, смешанным регулированием при использовании рычажно-механического управления дроссельными заслонками смесителя, бесконтактно-транзисторной (БСЗ) системой зажигания, имеющей катушку зажигания и датчик-распределитель искрового разряда по цилиндрам двигателя. Степень сжатия понижается до Е =13. [c.57]

    Тип двигателя Степень сжатия Г азосме-ситель-ное устройство Сжиженные газы Сжатый газ  [c.121]

chem21.info