Степень сжатия двигателя и компрессия
Практически все автомобилисты прекрасно знают о компрессии двигателя, однако многие путают это понятие со степенью сжатия. На самом деле, эти величины обозначают совсем разные параметры двигателя. Постараемся разобраться, что такое компрессия и степень сжатия двигателя, а также разберем, как увеличить компрессию и для чего это нужно?
Что такое компрессия в цилиндрах
Компрессия – это то давление, которое создается в конце такта сжатия цилиндром топливовоздушной смеси. Чем выше компрессия двигателя – тем большую мощность он может развить. Дело в том, что увеличение этой величины способствует наилучшему сжатию топлива, а потому его воспламенение происходит намного эффективнее, что дает хороший толчок для возврата цилиндра в нижнюю мертвую точку. От скорости перемещения цилиндров напрямую зависит частота вращения коленчатого вала, в связи с чем определяется мощность мотора.
Компрессия замеряется в различных величинах, однако самое большое распространение получили атмосферы.
Главное отличие компрессии от такой величины, как степень сжатия заключается в изменении постоянства этой величины. Дело в том, что с износом различных деталей двигателя уменьшается и давление в цилиндрах, соответственно, падает мощность мотора.
Вместе с тем, не стоит допускать слишком большой компрессии. Известно множество случаев разрыва цилиндров, вырывания свечей зажигания и загибов клапанов. Компрессия должна подбираться в соответствии с указаниями завода-изготовителя данной модели двигателя.
Причины низкой компрессии
- Неправильная регулировка тепловых зазоров. Тепловым зазором принято называть расстояние от рабочего стержня клапана до кулака, расположенного на распределительном вале двигателя. Неправильная регулировка такого зазора может нарушить герметичность камеры сгорания в момент такта сжатия, что приводит к потере давления и соответственно, уменьшению компрессии.
- Царапины на стенках цилиндра. Цилиндры двигателя растачиваются таким образом, чтобы к их поверхности как можно герметичнее прилегали компрессионные кольца.
В случае, когда на стенке цилиндра появляются царапины, герметичность камеры также нарушается, что приводит к потере давления и уменьшению компрессии мотора. - Царапины в цилиндрах могут появиться по самым различным причинам. Первая из них – это использование некачественного топлива, в котором находятся мелкие инородные частицы, являющиеся причиной появления царапин. Вторая – это сильное загрязнение воздушного фильтра или эксплуатация двигателя без него. В этом случае, в виде частиц выступает самая обычная пыль, которая засоряет камеру сгорания и цилиндры мотора. Последним источником повреждения является загрязненное масло, которое также неблаготворно влияет на стенки цилиндра.
- Неисправность компрессионных колец. На языке автомехаников это значит «кольца залегли». Кольца, которые отвечают за поддержку нормального давления в цилиндре, потеряли свои герметичные свойства и стали выпускать часть газов и топливовоздушной смеси в картер с маслом.
- Неправильная установка угла опережения зажигания. Это, пожалуй самая емкая причина, потому как может уменьшиться не только давление в цилиндрах, но и пусковые свойства двигателя. Ведь неверное открытие клапанов и подача топливной смеси не в тот такт работы двигателя также приводит к уменьшению давления в цилиндрах.
В случае, когда на стенке цилиндра появляются царапины, герметичность камеры также нарушается, что приводит к потере давления и уменьшению компрессии мотора.
Видео — Как проверить компрессию в цилиндрах
Как увеличить компрессию
Чтобы увеличить компрессию двигателя, необходимо найти причину неприятности, а только затем приступать к устранению проблемы. В настоящий день существует множество путей решения тех или иных неприятностей, связанных с плохой герметизацией камеры сгорания. Начнем с поршневой группы двигателя.
Если раньше, для понятия компрессии делался обязательный ремонт двигателя, а в частности, его расточка и замена поршней, то сейчас такой метод постепенно уходит в прошлое. В настоящее время существует большое количество всевозможных присадок, способных устранить дефекты без оперативного вмешательства.
Они восполняют утраченные части металла и повышают вязкость масла в зоне повреждения. Таким образом, они не только устраняют неисправность, но и поднимают компрессию до оптимальных значений, которые предписаны заводом – изготовителем. Не смотря на всю простоту данного способа, использовать его рекомендуется только в том случае, когда вы на сто процентов уверены, что проблема заключается именно в дефектах деталей.
Если потеря компрессии связаны с закоксовыванием поршневых колец, то здесь необходимо применять иные методы. Для раскоксовки используется специальная автомобильная химия, однако существуют и старые методы, которыми успешно пользуются по сей день. Одним из таких методов является использование ацетона и керосина.
Для начала будьте готовы к тому, что автомобилю придется стоять без движения около двух дней и желательно в проветриваемом гараже, чтобы избежать отравления ацетоном.
Выверните свечи зажигания и залейте в отверстия 50 миллилитров ацетона с керосином, смешанные в соотношении 1:1. Далее поднимите одну из ведущих колес, включите четвертую скорость и проверните колесо на несколько оборотов. Делайте небольшие паузы между поворотами, чтобы дать смеси хорошенько обработать поверхности. Ни в коем случае не заворачивайте свечи зажигания!
Теперь оставьте автомобиль на 18 часов и по истечению данного времени приготовьтесь к запуску двигателя. Вначале необходимо провернуть стартер без свечей зажигания, чтобы выбросить остатки смеси. Далее полностью сливается масло из двигателя и откручивается поддон. Тщательно очистите его от накопившейся грязи и установите на место с новой прокладкой. После этого, залейте промывочную жидкость в картер двигателя и установите свечи зажигания на место. Запустите двигатель и дайте ему поработать в режиме холостого хода около 5 минут. Вполне возможно, что выхлоп будет не стандартного цвета, однако этого бояться не стоит, так как происходит естественная очистка мотора.
После промывки двигателя остается только слить промывочное вещество, поменять масляный и воздушный фильтр, а также залить новое масло. Теперь компрессия должна обязательно восстановиться.
Что такое степень сжатия двигателя
Если компрессия показывает давление, создаваемое в цилиндрах двигателя, то степень сжатия представляет собой самое обычное отношение рабочего объема цилиндра целиком к объему его камеры сгорания. Данная величина не имеет единицы измерения, так как показывает лишь отношение, и является постоянной (то есть неизменной) величиной для вашей модели двигателя. Как и компрессия, степень сжатия также влияет на мощность мотора.
Зная степень сжатия двигателя, можно легко определить нормированную компрессию для вашей модели двигателя. Для этого необходимо степень сжатия умножить на 1,4 атмосфер. Естественно, величина получится лишь приблизительная, но ее будет достаточно, чтобы сравнивать с экспериментально полученными значениями.
Как же найти степень сжатия? Для этого необходимо знать рабочий объем двигателя в кубических сантиметрах.
Эту величину делите на количество цилиндров вашего двигателя и тогда вы получите рабочий объем одного цилиндра.Чтобы определить объем камеры сгорания, установите поршень в верхнюю мертвую точку и заполните пространство маслом, выдавленным из шприца. Количество выдавленного масла и будет соответствовать объему камеры сгорания. Таким образом, можно определить число, показывающее степень сжатия вашего двигателя.
Подведем итог. На основе сказанного выше можно сделать вывод, что компрессия и степень сжатия являются разными величинами. Зная об этих базовых принципах можно с легкостью диагностировать неисправности, связанные с поршневой группой автомобиля.
Степень сжатия и компрессия
Степень сжатия — величина относительная, относительность степени сжатия проистекает из того, что она представляет собой отношение двух объемов — полного объема цилиндра (поршень находится в нижней точке на такте сжатия, клапана уже закрыты)- и объема камеры сгорания (тот же такт сжатия поршень в верхней точке)- и показывает, во сколько раз уменьшается объем цилиндра, при движении поршня от нижней мертвой точки к верхней.
n= V2/V1
Это параметр конструктивный, раз и навсегда присущий данному типу двигателя и не изменяющийся в процессе эксплуатации (в этой формуле не учитывается утечки, мы имеем дело с двумя объёмами, по этому теоретически он не изменен — ход поршня не меняется объём камеры сгорания тоже).
Компрессия это максимальная величина давления создаваемого в камере сгорания в верхней мёртвой точке (очень похоже на степень сжатия и здесь мы имеем дело с теми же объёмами, но только заполненными воздухом, топливом или смесью топлива и воздуха, а так как они имеют определённую плотность то после сжатия стремятся принять прежнее состояние — это и составляет давление). При нагреве, за счет увеличения расстояния между атомами линейные размеры тела увеличиваются. По этому при сборке приходится оставлять как минимум тепловые зазоры между деталями, иначе при нагреве их просто заклинит (что часто и происходит, надиры на поршнях и гильзах в основном являются следствием теплового расширения).
Возможные пути утечек давления.(см. рис.2)
Основные места утечек воздуха из камеры сгорания:
а) в зазор между кольцами и поверхностью цилиндра или в зазор в замке колец;
б) в зазор по торцевым поверхностям колец и канавок поршней;
в) в зазор между седлом и клапаном;
г) в зазор между поврежденной прокладкой и плоскостью головки или блока;
д) в трещину в стенке камеры сгорания.
По этому компрессия могла бы быть меньше степени сжатия, но за счёт всё того же расширения при нагреве, при сжатии происходит обратный процесс- повышение температуры, времени на процесс сжатия отводится крайне мало, поэтому тепло, не успевает полностью поглотиться стенками ЦПГ. Оно просто идет на расширение газа или, другими словами, на дополнительное увеличение давления того же воздуха. В итоге повышается давление и температура (в дизельных двигателях на столько что этого достаточно для воспламенения топлива, впрыск происходит в верхней мертвой точке и топливо загорается соприкасаясь с горячим воздухом, свечи накаливания в большей степени компенсируют поглощение тепла ЦПГ и предкамеры, где и стоит свеча). При не достаточной компрессии в дизельном двигателе просто не хватает температуры для возгорания, что и проявляется в холодное время, в бензиновом двигателе труднее происходит воспламенение как правило они с трудом и перебоями но заводятся. В случае сжатия максимальное возможное давление в конце такта сжатия («компрессия») оценивается согласно уравнению Пуассона
PVx=const
показатель степени для идеального двухатомного газа составляет x=1,4. Таким образом, для двигателя со степенью сжатия 8.5 максимальное давление составляет примерно 20 атм. Кстати, очень похожая цифра (16-17 атмосфер) получается у двигателя с идеально притертыми клапанами при измерении компрессии «с маслом», когда кольца (и замки колец) герметизированы залитым в цилиндр моторным маслом.
До тех пор пока двигатель работает исправно, все эти данные просто никому не нужны, даже авторемонтникам. Они становятся интересны лишь во время диагностики неисправности. Хотел бы в общих чертах попробовать объяснить как вообще происходит ремонт и диагностика в том числе. Прошу простить за юмор, но тем не менее когда вы стоите рядом с неисправным автомобилем в компании бывалого авторемонтника или начинающего (на нем в принципе не написано ведь), на самом деле в этот момент у вас гораздо больше информации об этом авто чем у ремонтника, он то его первый раз видит.
Фундаментом для диагностики является знание процессов происходящих при работе автомобиля. Попытаюсь на примере компрессии описать износ цилиндра поршневой группы. Исправный двигатель – компрессия 12 атмосфер, хоновая сетка присутствует на стенках гильз и поршне (царапины равномерно нанесённые на всю площадь гильзы и круговые риски на поршне). В этих углублениях остается смазка ослабляющая трение. До тех пор пока есть хон износ идёт медленно. При эксплуатации постепенно хон истирается. В середине гильзы в первую очередь, так как верхний край трет только верхний край поршня, а нижний только нижний. Середину трёт верхний, нижний край поршня и середина.
Некоторые дефекты и неисправности бензиновых двигателей, выявляемые измерением компрессии
| Неисправность | Признаки неисправности | Компрессии, МПа | |
|---|---|---|---|
| полностью открытая заслонка | закрытая заслонка | ||
| Полностью исправный двигатель | Отсутствуют | 1,0-1,2 | 0,6-0,8 |
| Трещина в перемычке поршня | Синий дым выхлопа, большое давление в картере | 0,6-0,8 | 0,3-0,4 |
| Прогар поршня | Цилиндр не работает на малых оборотах | 0,5-0,5 | 0-0,1 |
| Залегание колец в канавках поршня | Цилиндр не работает на малых оборотах | 0,2-0,4 | 0-0,2 |
| Задир поршня и цилиндра | Возможна неустойчивая работа цилиндра на холостом ходу | 0,2-0,8 | 0,1-0,5 |
| Деформация клапана | Цилиндр не работает на малых оборотах | 0,3-0,7 | 0-0,2 |
| Прогар клапана | Цилиндр не работает на малых оборотах | 0,1-0,4 | 0 |
| Зависание клапана | Цилиндр не работает на малых оборотах | 0,4-0,8 | 0,2-0,4 |
| Дефект профиля кулачка распредвала (для конструкций с гидротолкателями) | Цилиндр не работает на малых оборотах | 0,7-0,8 | 0,1-0,3 |
| Повышение количества нагара в камере сгорания в сочетании с изношенными маслосъемными колпачками и кольцами | Повышенный расход масла с синим дымом выхлопа | 1,2-1,5 | 0,9-1,2 |
| Естественный износ деталей поршневой группы | Повышенный расход масла с синим дымом выхлопа | 0,6-0,9 | 0,4-0,6 |
Из таблицы следует что не всегда низкая компрессия является причиной износа ЦПГ. При измерении компрессии нужно обращать внимание на исправность системы пуска.
Необходимые обороты коленчатого вала производимые стартером частотой 200-250 оборотов в минуту. Чем выше обороты коленчатого вала тем менее страшны утечки, именно по этому автомобиль почти всегда заводится с толкача (например дизель зимой).
Увеличенное сопротивление на впуске влечет за собой снижение наполняемости цилиндров воздухом, и как следствие,- уменьшение максимально создаваемого давления.
Основными причинами повышения сопротивления являются:
— засоренность или неправильная установка воздушного фильтра;
— присутствие и неправильная работа заслонки во впускном коллекторе;
— повышенное нагарообразование во впускном патрубке и каналах;
— присутствие посторонних предметов.
Компрессию измеряют как с открытой, так и с закрытой дроссельной заслонкой. При этом каждый из способов дает свои результаты и позволяет определять свои дефекты.
Так, когда заслонка закрыта, в цилиндры, очевидно, поступит мало воздуха, поэтому компрессия будет низкой и составит около 0,6-0,8 МПа. Утечки воздуха в этом случае сравнимы с его поступлением в цилиндр. Вследствие этого компрессия становится особо чувствительной к утечкам — даже при малых неплотностях ее значение падает в несколько раз. Эта посылка позволяет сделать выводы или предположения о следующих дефектах двигателя: не вполне удовлетворительном прилегании клапана к седлу; зависании клапана, например, из-за неправильной сборки механизма с гидротолкателями; дефектах профиля кулачка распределительного вала в конструкциях с гидротолкателями, и том числе неравномерном износе или биении тыльной стороны кулачка; негерметичности вызванной прогаром прокладки головки или трещиной в стенке камеры сгорания.
При измерении компрессии с открытой заслонкой картина будет иной. Большое количество поступившего воздуха и рост давления в цилиндре, конечно, способствуют увеличению утечек. Однако они заведомо меньше подачи воздуха. Вследствие этого компрессия падает не столь значительно (приблизительно до 0,8-0,9 МПа). Поэтому способ замеров с открытой заслонкой лучше подходит для определения более «грубых» дефектов двигателя, таких, как поломки и прогары поршней, поломки или зависание (закоксовывание) колец в канавках поршня, деформации или прогары клапанов, серьезные повреждения (задиры) поверхности цилиндров.
В обоих способах измерения желательно учитывать динамику нарастания давления — это поможет установить истинный характер неисправности с большей вероятностью. Так, если на первом такте величина давления, измеряемая компрессометром, низкая (0,3-0,4 МПа), а при последующих тактах резко возрастает, — это косвенно свидетельствует об износе поршневых колец. В таком случае заливка в цилиндр небольшого количества масла (3-5куб.см) сразу увеличит не только давление на первом такте, но и компрессию.
С другой стороны, когда на первом такте давление достигает 0,7-0,9 МПа, а на последующих тактах почти не растет, вероятнее всего налицо негерметичность клапана или прокладки головки. Разумеется, более точно установить причину можно с помощью других средств диагностики.
Компрессометр имеет довольно простую конструкцию — это манометр, который посредством промежуточной трубки соединяется с переходником, выполненным в форме форсунки или свечи накаливания, который в свою очередь вворачивается в головку блока при измерении компрессии. Для того, чтобы при проворачивании коленчатого вала не происходило сбрасывания давления, в промежуточной трубке или переходнике установлен отсечной клапан.
Однако, несмотря на простоту конструкции, результаты замеров компрессии одного и того же двигателя очень часто сильно разнятся в разных сервисах. И это объясняется не тем, что у одних манометр врет, а у других показания идеальны. Как правило, манометр здесь ни при чем. Причина, чаще всего, кроется в так называемых паразитных объемах и жесткости пружины отсечного клапана. И если для бензинового двигателя они, как правило, не играют существенной роли, то в дизельном двигателе это влияние очень существенно.
Чтобы понять, что такое паразитный объем, посмотрим на рисунок
Величина степени сжатия, как известно, представляет формулу:
В случае, если отсечной клапан компрессометра установлен в переходнике, ввертываемом в свечное или форсуночное отверстие, то формула не меняется. Однако, если отсечной клапан установлен возле самого манометра, то появляется паразитный объем V3 в переходнике и переходной трубке. При этом формула приобретает другой вид:
где n — степень сжатия,
V1 — объем камеры сгорания при положении коленчатого вала в верхней мертвой точке,
V2 — объем камеры сгорания между положениями коленчатого вала в нижней и верхней мертвыми точками,
V3 — внутренний объем переходника и переходной трубки.
В бензиновых двигателях, где объем камеры сгорания, при положении коленчатого вала в верхней мертвой точке, довольно большой, прибавка дополнительного небольшого паразитного объема V3 лишь незначительно увеличивает показания степени сжатия.
В дизельных двигателях объем камеры сгорания V1 крайне мал. Поэтому, даже незначительная величина паразитного объема V3 резко изменяет величину степени сжатия.
ПОНИМАНИЕ И ИЗМЕРЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА СЖАТИЯ
Поскольку гоночные поршни в отечественных двигателях V8 двигаются вверх и вниз более 100 раз в секунду, их замена является обычной частью повседневной жизни гонщика.
Команды NHRA Top Fuel и Funny car заменяют их после каждой гонки и каждого второго квалификационного прохода. Команды Pro Stock меняют их примерно через каждые 40 проходов, а воины выходного дня меняют их каждые 12–18 месяцев, и раньше, если их двигатели работают с закисью азота. При замене поршней обычно возникают вопросы об изменении характеристик, особенно о степени сжатия.
Рон Бобьен из Diamond Piston объясняет: «Степень сжатия двигателя рассчитывается путем деления общего рабочего объема (с поршнем в нижней мертвой точке) на общий сжатый объем (с поршнем в верхней мертвой точке). Например, если общий рабочий объем 632 куб. см в крупноблочном автомобиле Chevrolet составляет 1380,34 куб. см (куб. сантиметра), а общий сжатый объем составляет 86,69 куб. см, степень сжатия будет указана как 15,92: 1».
Команды Funny Car заменяют поршни после каждой гонки и каждого второго квалификационного заезда. Команды Pro Stock меняют их примерно через каждые 40 проходов, а воины выходного дня меняют их каждые 12–18 месяцев, и раньше, если их двигатели работают с закисью азота. Часто замена поршня приводит к изменению степени сжатия. Поскольку гоночные поршни в отечественных двигателях V8 двигаются вверх и вниз более 100 раз в секунду, их замена является обычной частью рутины гонщика.
Команды NHRA Top Fuel и Funny car заменяют их после каждой гонки и каждого второго квалификационного прохода. Команды Pro Stock меняют их примерно через каждые 40 проходов, а воины выходного дня меняют их каждые 12–18 месяцев, и раньше, если их двигатели работают с закисью азота. При замене поршней обычно возникают вопросы об изменении характеристик, особенно о степени сжатия.
Рон Бобьен из Diamond Piston объясняет: «Степень сжатия двигателя рассчитывается путем деления общего рабочего объема (с поршнем в нижней мертвой точке) на общий сжатый объем (с поршнем в верхней мертвой точке). Например, если общий рабочий объем 632 куб. см в крупноблочном автомобиле Chevrolet составляет 1380,34 куб. см (куб. сантиметра), а общий сжатый объем составляет 86,69 куб. cc степень сжатия будет указана как 15,92:1».
Чтобы найти общую рабочую площадь двигателя в кубических дюймах, можно применить следующую формулу: 0,7854 x диаметр отверстия x диаметр отверстия x длина хода x количество цилиндров. Чтобы перевести кубические дюймы в кубические сантиметры, умножьте их на 16,39. Использование бюретки является лучшим методом измерения сжатого объема (объем камеры плюс объем поршня).
Коэффициенты сжатия часто зависят от свода правил. Также КПД двигателя является решающим элементом в их составе. Более высокие коэффициенты сжатия не всегда лучше всего рассчитаны на успех. Когда вы чрезмерно сжимаете цилиндр, вы вызываете «потерю нагнетания» — для сжатия содержимого цилиндра требуется лошадиная сила.
Невозможность измерить высоту блока и объемы поршня и камеры являются двумя основными препятствиями для достижения точных степеней сжатия. Наиболее точным методом измерения объемов поршня и камеры является заполнение пространств окрашенной жидкостью, подаваемой через калиброванную бюретку.
«Если вы вносите изменения в камеру или поршень, а двигателю требуется меньше времени для увеличения мощности, сжигание становится более эффективным», Кейт Уилсон, Wilson Manifolds Кейт Уилсон из Wilson Manifolds, который в течение тридцати лет отличился с ведущими гоночными командами в достижении лучшего распределения воздуха и топлива и наполнения цилиндров, комментирует: «Эффективное наполнение цилиндров позволяет нам сохранять днища поршней как можно более плоскими — мы стараемся не стрелять из-за бугра! «Кроме того, — говорит специалист по индукции из Форт-Лодердейла, — когда вы исследуете впускной канал собранного двигателя с отрегулированными клапанами, градуировкой кулачков и т. д. и видите, что впускной клапан приоткрыт, необходимо, чтобы смесь вытекала и обтекала его. клапан быстро в цилиндр в те ранние моменты подъема клапана. Поступающей воздушной смеси не должна мешать неуклюжая форма поршня. Любое обременение повредит способности двигателя производить мощность».
Кроме того, чрезмерно усердствовать с опережением зажигания тоже не всегда рекомендуется. Как утверждает Чак Лоуренс из Jon Kaase Racing Engines, «более раннее включение зажигания заставляет двигатель работать с большей нагрузкой, так как поршень поднимается в такте сжатия, и ему приходится преодолевать преждевременные направленные вниз силы расширяющихся газов».
Точный расчет степени сжатия важен как минимум по трем причинам. «Во-первых, — говорит Боб Фокс, глава Diamond, — часто требуются поршни с более высокой степенью сжатия, чем это физически возможно обеспечить. Во-вторых, некоторые санкционирующие органы устанавливают строгие ограничения на коэффициенты сжатия, и если они не рассчитаны точно, гонщик может либо растратить мощность, которую он мог законно генерировать, либо невольно быть уличенным в жульничестве. В-третьих, если гоночный двигатель спроектирован в соответствии со строгими спецификациями, в том числе для работы на конкретном гоночном топливе, то правильно рассчитать степень сжатия стоит».
Чтобы измерить объем поршня, сначала используйте градусное колесо для достижения трех целей: установите поршень (с кольцами и прикрепленный к коленчатому валу самым длинным штоком) в верхней мертвой точке; выровняйте поршень с декой; и установите поршневой палец в мертвую точку цилиндра.
Нанесите тонкую полоску смазки, чтобы прикрепить верхнюю кромку поршня к цилиндру, и поместите толстую акриловую пластину поверх цилиндра. В пластине необходимо просверлить отверстие диаметром 1/4 дюйма или 3/8 дюйма в месте, где цилиндр встречается с поршнем.
Заполните 100-миллилитровую (мл) бюретку, градуированную в кубических сантиметрах, окрашенной жидкостью до нулевой отметки (Каасе использует уайт-спирит, Эрни Эллиот использует медицинский спирт с зеленым оттенком). Затем перелейте жидкость в полость поршня. Акриловая поршневая пластина Эрни Эллиотта имеет углубление на внутренней поверхности объемом 21,2 см³. Тем не менее, когда производители или поставщики поршней запрашивают информацию, необходимую для приведения их поршней в соответствие с техническими характеристиками, важные данные неизменно упускаются. Неспособность заполнить специальную форму информации о поршне, как правило, является самой большой трудностью, с которой они сталкиваются. И почему эта утомительная проблема повторяется с такой быстротой? Трудно сказать, так как это может привести к неприятным последствиям для гонщика. Однако известно, что две главные проблемы связаны с высотой палубы блоков и объемом камеры.
Объем камеры измеряют, переворачивая головку блока цилиндров на верстаке (в комплекте с двумя клапанами и установленной свечой зажигания), помещая кусок толстого акрилового пластика (с отверстием в нем диаметром 1/4 или 3/8 дюйма) на камеру сгорания, заполнив 100-миллилитровую бюретку, градуированную в кубических сантиметрах, окрашенной жидкостью и передав эту жидкость в камеру сгорания. Этот процесс измерения дублируется для определения объема поршня.
Высота платформы блока цилиндров измеряется от осевой линии коленчатого вала до поверхности блока цилиндров, обычно с помощью штангенциркуля. Знание точной высоты деки блока имеет решающее значение, поскольку она используется для проверки четырех важных измерений: половины размера хода, длины штока, высоты сжатия и расстояния между поршнем и декой.
Расстояние от поршня до деки — это расстояние от плоскости поршня до поверхности деки. Должно ли оно располагаться на нуле (заподлицо с поверхностью деки блока) или располагаться немного ниже канала ствола? Большинство производителей двигателей требуют, чтобы расстояние от поршня до платформы составляло 0,005 дюйма или 0,010 дюйма по каналу ствола. Этот небольшой фактор выдумки дает им возможность снять колоду с колоды позже, если это необходимо.
Компрессионная высота поршня, также называемая компрессионным расстоянием, измеряется от центральной линии поршневого пальца до лыски на верхней части поршня. Как только эти размеры будут установлены точно, поршень будет расположен на точной высоте в цилиндре, и степень сжатия будет точно такой, как требуется.
Все правильно. При весе менее 400 фунтов и работе на насосном топливе со степенью сжатия 10:1 и выпуклыми поршнями новый легкосплавный двигатель объемом 450 куб. они содержат слово Запас — обычно следует горе.
Предположим, что желаемая степень сжатия у гонщика составляет 11,9:1, а высота блочной платформы исходная. Далее предположим, что 10,720 дюйма представляют собой запас. Но когда-то в прошлом и неизвестно нынешнему владельцу блок посетил механический цех, где палубы были «очищены», и высота на самом деле составляет 10 700 дюймов, а не 10 720 дюймов. В результате разница в расстоянии сжатия на 0,020 дюйма приведет к тому, что поршень будет располагаться выше в отверстии, что приведет к гораздо более высокой и нежелательной степени сжатия около 12,5: 1.
Опытные изготовители поршней, имеющие опыт работы с различными категориями гоночных двигателей, скажут вам, что сжатие — очень интригующая тема, и что большее количество поршней не всегда идет вам на пользу. «Когда преобладают лучшие конструкции головки блока цилиндров и впускного коллектора, — говорит Боб Фокс, — требуется меньшее сжатие, потому что они обеспечивают лучшее заполнение цилиндра. Следовательно, он сжимает больше воздуха в данной области. Но если головка блока цилиндров и система впуска менее эффективны, требуется большее сжатие, потому что в цилиндре меньше воздуха».
Тогда возникает вопрос, сколько воздуха мы всасываем в цилиндр? А пока, вот как предоставить Diamond и другим производителям поршней жизненно важную информацию, которая часто отсутствует в форме заказа поршня.
Пришло время посчитать. Бюретка доставила 38 мл жидкости. Вычитая 21,2 куб. см (объем углубления на нижней стороне пластины) из 38, получаем объем поршня 16,8 куб. см (плюс). Далее измеряем объем камеры сгорания
Первым этапом подготовки к измерению объема камеры сгорания является ее герметизация путем нанесения слоя смазки на сопрягаемые поверхности впускного и выпускного клапанов.
Затем установите свечу зажигания
Перед размещением акриловой пластины над камерой сгорания нанесите тонкий слой смазки. Будьте осторожны, чтобы не нанести слишком много, иначе он попадет в камеру в ущерб измерению.
Прижмите пластину к смазке и заполните бюретку жидкостью до нулевой отметки.
Вылейте окрашенную жидкость из бюретки в камеру. При появлении пузырьков воздуха наклоните головку блока цилиндров, чтобы выпустить воздух через заливное отверстие.
Это состояние, к которому мы стремимся
По показаниям бюретки мы узнали, что объем нашей камеры сгорания составляет 51,7 куб. см. Это значение плюс 1 куб. см для учета объема вокруг верхней кольцевой кромки и объема поршня (в нашем случае 16,8 плюс) являются цифрами, необходимыми поставщику поршней.
В соответствии с определенными санкционирующими нормами Ernie Elliott использует полную верхнюю пластину, которую перед началом измерения необходимо затянуть до 30 футо-фунтов; по-видимому, разница в объеме между затянутой пластиной и незатянутой может варьироваться 9/10 куб. см.» Затем он вычитает диаметр шара и прибавляет половину диаметра коренной шейки кривошипа. На двигателе Kaase Boss Nine диаметр главной шейки составляет 3,193 дюйма; поэтому, чтобы установить высоту своей колоды блоков, он снимает показания циферблатного индикатора, вычитает размер стального шарика и прибавляет 1,5965 дюйма.
Высота колодки блока цилиндров — это расстояние от осевой линии коленчатого вала до колоды блока цилиндров. Обычно это измерение фиксируется какой-либо штангенциркулем с часовым механизмом. Здесь Чак Лоуренс из Jon Kaase Racing Engines использует стальной шарик для получения точных показаний.
Источники
Diamond Pistons
23003 Diamond Drive,
Clinton Township, MI 48035
Бесплатный звонок (877) 552-2112
www.DiamondRacing.net
Winder 3 Park Indway 0 In. ,
Winder, GA 30680
(770) 307-0241
www.JonKaaseRacingEngines.com
Wilson Manifolds
4700 N.E. 11th Avenue,
Oakland Park,
Florida 33334
(954) 771-6216
www. WilsonManifolds.com
Ernie Elliott Inc
2367 Elliott Family Parkway 3,
Dawsonville,
GA 30534
(706) 265-1346
Категории:
::::: Новые продукты ::::: Они влияют на вашу сборку
Автор: Бобби Батыко, 9 февраля 2016 г.
Двигатель внутреннего сгорания — замечательное устройство, в некоторых случаях живое противоречие. Он способен производить ошеломляющее количество энергии. Тем не менее, если определенные допуски превышаются с минимальной маржой, обычно следует громкий хлопок, красочный язык и особенно интересное страховое требование. Одним из ключей к пониманию того, как далеко можно разогнать двигатель, является степень сжатия. Новичок в термине или может использовать переподготовку? Мы прикрыли вас здесь….
Во-первых, общее понимание фразы «степень сжатия». Удивительно, но это довольно просто: это отношение объема камеры сгорания от ее наибольшей емкости к наименьшей. Как правило, предпочтительны более высокие степени сжатия, что приводит к повышению эффективности и производительности. Вы когда-нибудь задумывались, почему ваш автопроизводитель просит вас использовать бензин премиум-класса? Если вы используете высокую степень сжатия (скажем, 10:1 или выше), топливо, которое сгорает при высокой температуре (т. е. с высоким октановым числом), позволяет цилиндру еще больше сжаться перед воспламенением. Используйте топливо более низкого качества, и приятные звуки стука штока не заставят себя долго ждать.
Теперь о том, как эти числа влияют на вашу сборку. Чем выше степень сжатия, тем лучше? Вообще говоря, да. Однако это может сильно зависеть от того, что вы ищете в сборке. Отличный пример: FA20 против EJ (или 2015 WRX против 2015 STI). У FA соотношение значительно выше, 10,6:1, по сравнению с 8,2:1 у EJ. Это приводит к тому, что FA значительно более эффективен и производит больше энергии на литр. Одна проблема: хотя это, безусловно, более эффективный (и почти во всех отношениях лучший) двигатель, такое высокое передаточное число означает, что нагрузка на двигатель увеличивается.
Очень-очень низкая степень сжатия EJ не совсем желательна, но это означает, что пределы возможностей двигателя довольно далеки. Увеличение наддува и/или настройка EJ, вероятно, будет безопаснее, чем использование тех же параметров на стандартном FA. Это становится критически важным, когда сравнение переходит к безнаддувным двигателям и двигателям с турбонаддувом. BRZ и WRX имеют почти одинаковые двигатели FA20 с одной огромной разницей: BRZ дышит естественным путем. Отчасти из-за этого несоответствия N/A FA работает гораздо тяжелее, с заоблачным соотношением 12,5:1. По любым меркам это довольно примечательно.
Хотите знать, что происходит, когда вы не проводите исследования? Зайдите на форум GT86/FR-S/BRZ и поищите кого-нибудь, кто напишет о том, как они собираются работать с давлением 8+ фунтов на квадратный дюйм на 86 со стандартными внутренними деталями. Звучит вполне разумно и в равной степени безопасно. В конце концов, стандартный WRX с тем же двигателем (плюс турбонаддув) работает с давлением 16+ фунтов на квадратный дюйм. Сложность заключается в том, что передаточные числа существенно различаются, как и нагрузки на двигатели. Запуск чего-либо с давлением более 7 фунтов на квадратный дюйм на не построенном 86 FA — очень рискованное дело. Это связано не только со степенью сжатия двигателя, но, безусловно, принимается во внимание.
По мере того, как машины совершенствовались, соответственно увеличивались и коэффициенты. Число 8,2: 1 EJ невероятно низкое и, вероятно, недолгое для этого мира. Откровенно говоря, мы поражены , что он зашел так далеко. Для сравнения, и 5,0-литровый Coyote, и LS7 имеют степень сжатия 11:1. В данном случае рост числа – абсолютно положительная тенденция. Просто имейте это в виду, когда вы настраиваете или планируете свою сборку. Небольшое домашнее задание имеет большое значение. Преобразование автомобиля из N / A в принудительную индукцию? Мы любим тебя за это. Но когда вы готовы серьезно увеличить усиление, пришло время либо переработать сжатие, либо добавить высокопроизводительные внутренние компоненты, либо, что предпочтительнее, и то, и другое.