Тепловая эффективность и, как следует, эффективность, с которой горючее употребляется для совершения полезной работы, конкретно связана со степенью сжатия. Чем выше степень сжатия, тем меньше горючего будет применено для получения той же самой мощности. Обычные значения степеней сжатия от 18:1 до 22:1, применяемые в дизельных движках, отчасти разъясняют, почему они так отлично работают. Вприбавок к этому, для полной реализации преимуществ этой высочайшей степени сжатия, на дизельном движке никогда не употребляется дроссельная заслонка.

Другими словами, он всасывает как можно больше воздуха, фактически так же, как и двигатель внутреннего сгорания при обширно открытой дроссельной заслонке. Заместо ограничения количества воздуха, поступающего в , при помощи дроссельной заслонки мощность мотора регулируется с конфигурации количества горючего, впрыскиваемого в цилиндр. Это означает, что даже при низких уровнях мощности (когда в камеру сгорания впрыскивается очень маленькое количество горючего), дизельный движок сжимает воздух в цилиндре очень очень- при всем этом выделяется столько тепла, что его довольно для воспламенения даже очень обедненной консистенции. Но когда дросселируется движок с искровым зажиганием (двигатель внутреннего сгорания), то количество воздуха, втягиваемого в цилиндры, миниатюризируется, и потому что это действенная степень сжатия, то в итоге топливная эффективность при отчасти закрытой дроссельной заслонке тоже миниатюризируется.

Нет колебаний в том, что высочайшая степень сжатия наращивает мощность. Изображенная дальше схема указывает, что мощность при полном открывании дроссельной заслонки на теоретическом уровне улучшается при увеличении степени сжатия. Приведенные данные подразумевают, что повышение степени сжатия не делает заморочек в других областях, таких детонация т. д. Вы заметите, что закон уменьшения приводит к достаточно обычному выводу: когда степень сжатия идет ввысь, то при каждом увеличении прирост мощности будет меньше. Например, повышение компрессии от 8,0:1 до 9,0:1 приводит к большему повышению мощности, чем повышение сжатия с 11,0:1 до 12,0:1 (2% роста мощности против 1,3%).

Обозначенные значения являются обычными для движков, использующих распределительные валы с относительно маленьким периодом впуска, подобные валам в почти всех форсированных движках. Когда длительность такта впуска возрастает (методом установки распределительного вала с более долгим периодом впуска), прирост мощности от роста степени сжатия становится даже больше. Это происходит оттого, что данные базируются на механических степенях сжатия (т.е. определенных методом математических расчетов из фиксированного объема), а не на динамических степенях сжатия, которые продолжают возрастать, когда эффективность впуска возрастает. Когда система впуска модифицируется для улучшения заполнения, то динамическая степень сжатия возрастает очень схожим образом, как и при увеличении размера поршня, т. к. в цилиндр поступает дополнительное количество воздуха и горючего. Эффективность впуска может продолжать возрастать даже до точки «упаковки« цилиндра (большая эффективность выше 100%), как это подразумевается некими комбинациями впускного и выпускного коллекторов. Наибольшее давление снутри камеры сгорания перед воспламенением меняется, когда меняется плотность подаваемой консистенции. Когда система впуска работает с низкой эффективностью, т. е. когда дроссельные заслонки закрыты либо впускная система забита, то цилиндр заполняется только отчасти и динамическое давление сжатия низкое. Когда система впуска работает с высочайшей большой эффективностью (значение более 100% достигается на гоночных движках), динамическая степень сжатия может создавать давления, которые превосходят давления, ожидаемые от механической (рассчитанной) степени сжатия. В таких случаях повышение механической степени сжатия может ввести в режим детонации и уменьшить мощность и надежность мотора.

Повышение степени сжатия не всегда приводят к повышению мощности. Если статическая (подсчитанная) степень сжатия уже находится около предела детонации для применяемого горючего, то предстоящее повышение статической степени сжатия может усугубить мощность и/либо надежность мотора. Как ранее упоминалось, это в особенности справедливо, когда особый распределительный вал и системы впуска и выпуска достигают большой эффективности (VE) величиной более 100%. Когда (VE) возрастает, то динамическая степень сжатия также возрастает, потому что цилиндр «упаковывается« консистенцией так, если б работал невидимый нагнетатель.

Другой эффект от роста степени сжатия достаточно незначителен и неизвестен неким создателям движков. Когда VE превосходит 100%, поступившая смесь находится под маленьким положительным давлением, но, она может заполнить только место в цилиндре плюс место в камере сгорания. К , если объем цилиндра и камеры составляет совместно 416,2 см3, то это фиксированное место будет в главном определять, сколько топливовоздушной консистенции может попасть в цилиндр. Если мы решаем прирастить степень сжатия методом уния объема камеры сгорания либо методом роста размера неровности поршня (это более всераспространенные способы), то это место будет менее нареченной величины. Да, цилиндр сохраняет неизменный рабочий объем - рабочий объем мотора не изменялся. Но изменили общий объем цилиндра и камеры сгорания. Это значит, что место для поступающей рабочей консистенции миниатюризируется. Таким Макаром, при увеличении степени сжатия мы практически неприметно уменьшили объемную эффективность мотора.

Воспользуемся воображаемым примером для уяснения деталей. Представим для себя движок со степенью сжатия 2,0:1 и, просто ради аргумента скажем, что общий объем (нерабочий объем) 1-го 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). Потому Что степень сжатия составляет 2,0:1, то объем над поршнем, находящимся в ВМТ должен составлять половину от общего объема цилиндра либо 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 движок может втянуть только 1.639 см3 свежайшей рабочей консистенции, 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 горючего. Другие 1.639 см3 будут заполнены выхлопными газами от последнего цикла сгорания.

Добавим сейчас к воображаемому движку нагнетатель (компрессор) и отрегулируем давление так, что он будет подавать 3.278 см3 топливовоздушной смесив цилиндр заместо начальных 1.639 см3, которые движок мог «вдохнуть« в прежнем состоянии. С нашим нагнетателем в цилиндре будет находиться 3.278 , см3 свежайшей консистенции в конце такта впуска и не будет остаточных выхлопных газов. Это значительно сделает лучше мощность. Но что произойдет, если в невразумительных поисках дополнительной мощности прирастить 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 сейчас только 2.731 см3. Если не изменять давление наддува, то оно может «вдавить« только 2.731 см3 топливовоздушной консистенции в цилиндр. Это уменьшит объем консистенции на 547 см3 либо приблизительно на 17%. Движок втягивает наименее воспламененную смесь, большая эффективность миниатюризируется (на 17%) и мощность понижается. Справедливо то, что 2.731 см3 подаваемой консистенции сгорает с высочайшей эффективностью благодаря повышению степени сжатия, но улучшение степени сжатия покрывает только 5% из. 17% утрат мощности.

Многие из вас могут сейчас воплотить принципиальные достоинства, получая очень вероятную VE (объемную эффективность). Чем выше VE, которую вы можете 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 некими из числа тех способов, которые употребляют мастера для роста мощности движков.

Верхние пределы степени сжатия и фазы газораспределения распределительного вала довольно отлично определены для гоночных движков, «очные« форсированные движки для ежедневного использования правило работают при более низких уровнях мощности и в при отчасти открытой дроссельной заслонке. Повышение степени сжатия может время от времени обеспечить приметный прирост мощности, но это самое повышение степени сжатия мот дать даже большее улучшение топливной экономичности. При увеличении степени сжатия от 8,0:1 до 10,0:1 мощность при стопроцентно открытой дроссельной заслонке может возрости на 3 либо 4%. Но экономия горючего при отчасти закрытой дроссельной заслонке может возрости более чем на 15%. В нет ничего необычного, если вы помните, что динамическая степень сжатия при отчасти открытой дроссельной заслонке приметно ниже, чем статическая степень сжатия. Повышение статической степени сжатия добавляет эффективности в подходящем месте: при отчасти открытой дроссельной заслонке.

Более высочайшая степень сжатия, естественно, просит использования высокооктанового горючего и нередко имеющееся горючее имеет еще наименьшее октановое число, чем хотелось бы многим. Имеются несколько путей обойти данную делему. Если вы изготавливаете движок с «нуля« и желаете сберечь время, обратившись к инженеру с опытом производства форсированных движков, вы сможете получить советы по повышению степени сжатия, приводящему к приметному росту мощности мотора. В неких случаях движки со степенью сжатия порядка 11:1 удачно использовали бензин с октановым числом 87, но это просит подбора всех деталей мотора, в особенности конструкции распределительного вала и головки блока цилиндров плюс внедрение системы впрыска воды.

Если вы выберете способ производства с «нуля«, одним из самых легких путей роста степени сжатия является внедрение обычных поршней для высочайшей степени сжатия, имеющих наименьшую высоту куполообразной части, так что нет сильных помех распространению пламени. Если предпочитаемая степень сжатия не может быть достигнута методом плавного роста куполообразной части и уменьшением объема камеры сгорания при помощи обработки головки блока (лучше угловая обработка), то наилучшим методом для роста степени сжатия будет повышение поперечника отверстия цилиндра, нередко с расточки блока. Выдерживая практические пределы для толщины стен цилиндров (обычно допускается повышение поперечника отверстия цилиндра менее чем на 0,75 - 1,0 мм), эта модификация может прирастить степень сжатия методом прибавления рабочего объема, что уменьшает необходимость огромных «куполов« у поршней либо камер сгорания наименьшего объема.

Если проект вашего мотора «умеренный«, то, может быть, будет довольно обработки головки блока, а цена обработки головки составляет одну из самых дешевеньких операций по повышению мощности и экономичности мотора.

Источник:
avtosostav.ru