Что такое степень сжатия двигателя это отношение
Степень сжатия и компрессия двигателя: подробное описание
О компрессии двигателя знают практически все автовладельцы. Увы, но до сих пор многие из них продолжают путать это понятие со степенью сжатия. Действительно, эти характеристики тесно связаны между собой, однако их ни в коем случае нельзя сравнивать, поскольку каждая из них играет собственную роль в работоспособности двигателя. Чем же отличается компрессия от степени сжатия, и что связывает эти два показателя? Рассмотрим всё по порядку.
Максимальная компрессия возникает в конце такта
Компрессия и степень сжатия двигателя – что это такое?
Avtoexpert.pro > Новости > Компрессия и степень сжатия двигателя – что это такое?
Обычно, приобретая подержанную машину, автовладелец вкладывает массу сил и средств для её поддержания в технически исправном состоянии. Но этого бывает мало, поскольку определить причины поломок бывает очень сложно, в особенности начинающим автолюбителям. Хорошо, если они испытывают искренний интерес ко всему, что происходит под капотом, дотошно выясняют причины возникновения проблем и методы их устранения. Самым сложным для понимания новичков является двигатель. У него сложная конструкция, и для того чтобы сэкономить деньги на случай поломки, приходится изучать все его составляющие и принципы работы. Тогда можно браться за ремонт двигателя самостоятельно, без обращения на СТО.
Компрессия двигателя и степень сжатия
Компрессия двигателя и степень сжатия – это разные понятия, хотя их автомобилисты-новички путают. Эти показатели друг от друга не зависят. Добавим лишь, что при эксплуатации транспортного средства компрессия может измениться, а степень сжатия — показатель, у которого нет единиц измерения. Определяется параметр путём расчётного соотношения двух объёмов: цилиндра и камеры сгорания. Он относителен, и способен изменяться только в случаях вмешательства в конструкцию мотора, например, при внесении изменений в геометрию агрегата. Это должны быть форсирование или дефорсирование агрегата, или замененная прокладка ГБЦ (головки блока цилиндров) с другой толщиной. Параметр находится в прямой зависимости от используемого горючего, или, точнее, от его стойкости к детонации. Величина степени сжатия значится в разделе тактико-технических характеристик инструкции по использованию автомобиля.
Компрессионный параметр – это, по сути, величина давления. Измерять его следует при вращающемся стартером вале, с отключенным зажиганием. В цилиндрах мотора давление газов замеряют по окончанию такта сжатия. Показатель компрессии изменится при работающем агрегате. Измерения производятся специальным прибором под названием компрессометр.
Почему компрессия и степень сжатия отличаются?
Теоретически две эти характеристики должны быть примерно равными, но обычно при расчётах и измерениях выясняется, что степень сжатия меньше величины компрессии. Разберёмся в причинах этой разницы. По теории, одинаковые величины показывают цилиндры, с бесконечно долгим сжатием газа. Вся выделяемая во время процесса сжатия энергия должна быть поглощена элементами агрегата: поршнем, головкой блока, стенками цилиндров и остальными частями двигателя, чтобы изменения теплового баланса не происходило. Сжатый газ, отдавая всё тепло, давит на манометр не больше, чем рассчитано теоретически.
В реальности при сжатии газа растёт температура, и тепло не успевает поглощаться стенками цилиндров. Оно остаётся в цилиндре, из-за чего создаётся высокое давление. В новых двигателях обычно компрессия гораздо выше, чем в старых в виду снижения свойств герметичности. Чем герметичнее сам двигатель, тем замки цилиндров меньше пропустят тепла, поддерживая высокий уровень компрессии. В старых двигателях с низкой герметичностью, компрессия существенно снижается.
У исправно работающих двигателей обычно компрессия выше расчётной степени сжатия примерно в 1,3 раза. Теоретически этот показатель составляет 1,4. Параметр означает, что давление газа изменяется в обратной пропорциональности к изменению его объёма в указанной степени. Расчёты будут верны при отсутствии воздушных утечек, и если стенками не передаётся тепло.
Для чего вообще надо измерять компрессию?
Для оценки изношенности поршневой группы и общего состояния двигателя. Чем меньше компрессия – тем хуже ситуация. Если конкретно, то низкие показатели, менее 10 атм., означают плачевное состояние двигателя, работающего на бензине. При разнице полученных показателей компрессии в разных цилиндрах выше, чем на одну атмосферу делают вывод об изношенности мотора. А уже если наблюдаются оба эти показателя, то капитальный ремонт неизбежен.
Измеряется компрессия на прогретом моторе с выкрученными свечами зажигания при нажатии педали газа. Стартером мотор будет крутить до стабилизации давления. Прогретый мотор нужен для определённой частоты вращения коленвала и разряженности аккумулятора. Компрессия будет выше при малом времени контакта стенок цилиндра со сжимаемыми газами, т.е. при высокой частоте вращения коленвала. При этом и стартер, и батарея должны быть в исправном состоянии.
Благодаря компрессии возможно определение наиболее изношенных мест двигателя. Следует определить, где из-за низкой герметичности клапанов или колец может падать давление газа. Для выяснения требуется залить в цилиндр немного моторного масла и измерить компрессию. Маслом временно герметизируются места, в которые «утекает» наибольшее количество газа: межстеночно-поршневые щели, замки колец. Неисправными считаются клапаны при постоянстве показателей компрессометра, при повышении показателей виноваты изношенные кольца.
(Оценить статью) Загрузка.
Как увеличить мощность?
Увеличивают мощность двигателя за счет степени сжатия топливной смеси. Эта величина показывает отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания. Представим цилиндр в разрезе. Поршень ходит вверх и вниз. Когда он останавливается в верхней точке, то над ним остается свободное пространство объемом V1, где должно находиться сжатое под высоким давлением топливо и воздух, которые затем подрывается искрой.
Под силой расширяющихся газов поршень движется вниз и совершает работу. Когда он достигает нижней мертвой точки, то открывается второй объем V2, в который вновь впрыскивается смесь и начинается новый цикл сжатия.
Степень сжатия — это отношение V2/V1, то есть таким простым способом рассчитывается, во сколько раз сжимается воздушно-топливная смесь при движении поршня из нижней мертвой точки в верхнюю. Чем больше сжимается топливо, тем выше КПД.
К примеру, если старый 6-цилиндровый 3-литровый мотор со степенью сжатия 5 развивает мощность в 100 л. с., то при степени сжатия 11 он показывает уже 130 л. с. Причем при неизменном расходе горючего.
До недавнего времени показатель степени закладывался инженерами на этапе разработки и был фиксированным вне зависимости от режима работы двигателя. Нормальное значение для современных бензиновых моторов варьируется от 8 до 14 единиц, традиционно высокая степень сжатия у дизельных моторов – 18-23.
Ужесточение экологических норм заставляет гениев инженерной мысли искать новые пути увеличения термического КПД. Одно из таких решений – двигатель с изменяемой степенью сжатия. Было разработано несколько вариантов динамического изменения степени:
- дополнительная секция в полости ГБЦ. Открытие секции позволяет увеличить объем камеры сгорания, уменьшая тем самым степень. Система не получила распространения из-за избыточного усложнения конструкции ГБЦ;
- поршни с изменяемой высотой. Конструкция получилась слишком громоздкой, появились проблемы с перекосом поршней и уплотнением ЦПГ;
- регулировка высоты подъема коленчатого вала. Изменение степени сжатия осуществляется за счет специальных эксцентриковых муфт, которые регулируют высоту опорных подшипников коленвала. Технология долгое время тестировалась концерном VAG, но так и не вошла в серию;
- регулировка высоты поднятия ГБЦ. Специальный механизм с электроприводом и шарнирное соединение частей блока двигателя позволяли регулировать степень от 8 до 14 единиц. Разрабатывалась технология инженерами SAAB, но из-за ненадежности резинового кожуха, герметизирующего подвижные части блока, и излишней сложности конструкции также не пошла в серию;
- шатун с изменяемой длиной. Высота шатуна регулировалась специальным реечным механизмом с помощью давления масла. Как и в предыдущих случаях, разработка французских инженерах не была внедрена в массовое производство;
- траверсный механизм сочленения шатуна с коленчатым валом. За счет изменения угла поворота траверсы уменьшается либо увеличивается ход поршня. Разработка инженеров Infiniti используется на двухлитровом моторе VC-T, который сейчас устанавливается на кроссовер QX50. Двигатель развивает максимальную мощность в 268 л.с. и пиковый крутящий момент 380 Нм.
Остроконечники
Новое здесь даже в направлении обновления — еще несколько лет назад в этом месте я бы написал, что размеры автомобиля выросли. Но кузов нового QX50 короче, чем у предыдущего. И база тоже короче. Но вот сама машина — шире. А дальше все как обычно: внутренние размеры все же выросли. Потому что автомобиль стал выше, и в первую очередь вырос дорожный просвет. Видимо, создателям кроссоверов надоели шутки про «паркетники». Теперь это 220 мм — число вполне внедорожное.
Наконец-то и на «среднем» Infiniti появились фирменные задние стойки, которые называют то серпом, то бумерангом. А дизайн кузова в целом возродил лучшие черты фирменного стиля марки — тут и изгибы облицовки, и крутое ребро на боковине. Говорят, технологи могут гордиться этим ребром, потому что сумели удовлетворить претензии дизайнеров и сделали-таки выштамповку под углом 125 градусов. Вечная гонка за новизной сейчас на том витке, когда ценятся округлости и изгибы. А премиум-бренд — это когда чем сложнее что-то сделать, тем это что-то нужнее.
И капот получился что надо! Как в классических моделях, на новом QX50 его полностью видно из-за руля, что еще недавно не считалось обязательным. Но это так шикарно!
Увеличение степени сжатия
Степень сжатия и компрессия, это не одно и тоже и различается тем, что степень сжатия это геометрическая величина, а компрессия динамическая. Так как двигатель при вращении обладает некоторыми насосными свойствами, плюс воздух при сжатии нагревается, то величина компрессии будет отличаться от степени сжатия в большую сторону. Компрессия обычно больше в 1.4 раза чем степень сжатия.
Увеличение степени сжатия является одной из основных методик поднятия мощности двигателя, так как чем больше сжать топливовоздушную смесь, тем больше она сможет расшириться относительно сжатого объема при сгорании. Тем самым можно получить больше мощности с того же объема сгоревшего топлива. Одним словом мощность повысится, а расход останется на прежнем уровне. Возникает вопрос, а почему с завода не поднимают степень сжатия до максимально возможного уровня? Дело все в характеристиках бензина не позволяющим поднимать степень сжатия больше определенного уровня, без образования аномальных, нежелательных процессов горения (детонация и др). Октановое число как раз и является основным показателем величины детонационной стойкости топлива и чем это число выше, тем большую степень сжатия можно использовать в двигателе, без образования детонации.
То есть проще говоря, если мы значительно повысим степень сжатия то мощность у нас повысится, но придется заправляться более высокооктановым топливом, а оно стоит дороже. Но с другой стороны, двигатель теперь работает более эффективно и на той мощности на которой вы ездили раньше, он будет потреблять меньше топлива и разность в цене как бы нивелируется! Но правда все же такова, что вы не будете ездить на малой мощности. Иначе зачем нужно было все это затевать? Степень сжатия можно повысить двумя самыми эффективными способами: 1 установка более тонкой прокладки головки блока, либо спиливание нижней части головки блока. При таком варианте, клапана приближаются к поршню и необходимо делать или увеличивать выборки под них. Изменяются фазы работы ГРМ так как высота цепи или ремня, ответственная за синхронизацию распредвала изменяется на величину, уменьшения высоты позиционирования головки блока. При верхневальном двигателе (распределительный вал находится в головке блока). Настроить работу распределительного вала можно с помощью резрезной шестерни, либо шестерни с несколькими позициями под шпонку. При нижневальном, когда распредвал стоит внизу (в блоке цилиндров) и связь с клапанами происходит посредством толкателей также изменяется кинематика клапанного механизма без гидроусилителей, а с гидроусилителями может не хватить их хода и придется ставить меньшие по длине толкатели. При использовании метода на V образном двигателе при спиливании головок изменится расстояние между посадочными отверстиями впускного коллектора, что потребует его подгонки. 2 Растачивание цилиндров под больший по диаметру поршень. Такая процедура требует замены поршней, но этот метод увеличивает рабочий объем двигателя и одновременно повышает степень сжатия, так как камера сгорания остается прежней но объем цилиндра увеличивается. Отношение возросшего цилиндра к прежней камере сгорания покажет большую величину степени сжатия. Метод кроме замены поршней и расточки цилиндра не требует больше каких либо переделок и более предпочтителен для увеличения степени сжатия. Прибавка мощности за счет степени сжатия тем выше, чем под более низкую степень сжатия изначально настроен двигатель. Простыми словами, повышение мощности более эффективно при поднятии степени сжатия с 8 до 9 чем с 13 до 14. Примеры прибавок в процентах: с 8 до 9 = 2.0 % прибавка мощности с 9 до 10 = 1.7 % прибавка мощности с 10 до 11 = 1.5 % прибавка мощности с 11 до 12 = 1.3 % прибавка мощности с 12 до 13 = 1.2 % прибавка мощности с 13 до 14 = 1.1 % прибавка мощности с 14 до 15 = 1.0 % прибавка мощности с 15 до 16 = 0.9 % прибавка мощности с 16 до 17 = 0.8 % прибавка мощности Промежуточные результаты суммируются, например поднятие степени сжатия с 8 до 14 даст прибавку 8.7 % Примеры перехода на более высокооктановое топливо при повышении (СС) менее 8 — 76 бензин от 8 до 9 — 80 бензин от 9 до 10.5 — 92 бензин от 10 до 12.5 — 95 бензин от 12 до 14.5 — 98 бензин от 13.5 до 16 — 102 бензин от 15.5 до 18 — 109 бензин Минимальное октановое число топлива применяемое в каждом конкретном двигателе зависит не только от степени сжатия но и в некоторой степени от конструкции формы камеры сгорания, алгоритма работы клапанного механизма, системы зажигания итд. Поэтому более совершенные двигатели могут работать с большими величинами степени сжатия без повышения качества топлива.
Использование cookie
Настоящий Web-ресурс (далее Сайт) использует «cookie», в том числе собирает следующие сведения о Пользователях в целях улучшения работы Сайта. Обработка сведений о Пользователях осуществляется в соответствии с Политикой в области обработки персональных данных ООО «Хендэ Мотор СНГ».
Этот сайт использует сервис веб-аналитики Яндекс.Метрика, предоставляемый компанией ООО «ЯНДЕКС», 119021, Россия, Москва, ул. Л. Толстого, 16 и сервис веб-аналитики google.ru/analytics, предоставляемый компанией ООО «ГУГЛ».
Эти сервисы используют технологию «cookie» — небольшие текстовые файлы, размещаемые на компьютере пользователей с целью анализа их пользовательской активности. Собранная при помощи cookie информация (IP-адрес пользователя, дата и время посещения сайта, типы браузера и операционной систем, тип и модель мобильного устройства, источник входа на сайт, информация о поведении пользователя на сайте (включая количество и наименование просмотренных страниц), возраст, пол, интересы, географическое месторасположение пользователя, прочие технические данные (cookies, flash, java и т.п.) не может идентифицировать вас, однако может помочь нам улучшить работу нашего сайта. Информация об использовании вами данного сайта, собранная при помощи cookie, будет передаваться ООО «ЯНДЕКС» и ООО «ГУГЛ», которые будут обрабатывать эту информацию для оценки использования вами сайта, составления для нас отчетов о деятельности нашего сайта, и предоставления других услуг. ООО «ЯНДЕКС» и ООО «ГУГЛ» обрабатывают эту информацию в порядке, установленном в условиях использования сервисов.
Вы можете отказаться от использования файлов cookie, выбрав соответствующие настройки в браузере. Используя этот сайт, вы соглашаетесь на обработку данных о вас в порядке и целях, указанных выше.
