Степень сжатия и компрессия – что это?

Начинающие автолюбители, которые только недавно обзавелись машиной, очень часто пытаются разобраться в том, что находится внутри, то есть под капотом. Особый интерес у человека вызывает двигатель, так как строение у этого агрегата очень сложное, а разбираться в этом нужно, дабы сэкономить деньги в случае поломки.

Ведь если хорошо разбираться во всем этом, то можно и самостоятельно починить свою машину, не обращаясь в сервисный центр.

Неопытные автомобилисты часто путают понятия «компрессия» и «степень сжатия», хотя они не оказывают влияние один на другой. Стоит сказать, что компрессия меняется в период эксплуатации машины, а степень сжатия – величина безразмерная и относительная.

• Что такое степень сжатия?
• Компрессия: что это?

Что такое степень сжатия?

Степень сжатия — геометрическая величина, который не имеет единицы измерения. Определить ее можно параметрами самого двигателя, так как этот параметр равен отношению полного объема цилиндра к объему камеры сгорания.

Изменить степень сжатия можно только посредством вмешательства в конструкцию двигателя.

Этот параметр поменяется, если, например, изменить толщину прокладки ГБЦ, разными способами форсирования или дефорсирования мотора, которые поменяют саму геометрию мотора. Степень сжатия напрямую зависит от стойкости к детонации того горючего, которое используется для заправки этой машины. Данный параметр можно найти в инструкции по использованию машины, в разделе ТТХ.

Компрессия: что это?

Компрессия – это давление газов в цилиндрах двигателя в конце такта сжатия во время вращения вала стартером при отключенном зажигания. Именно во время вращения стартером нужно измерять компрессию, так как во время работы мотора давление меняется. Этот параметр является физической величиной, а для ее измерения используют специальный прибор – компрессометр.

В теории компрессия и степень сжатия равны между собой, а вот на практике ситуация иная: степень сжатия почти всегда меньше, чем компрессия.

На это есть свои причины. Эти величины будут равны между собой, если газ в цилиндрах сжимается бесконечно долго, изометрически. В этом случае энергия, которая выделяется в процессе сжатия газа, полностью поглощалась бы поршнем, стенками цилиндров, головкой блока и другими частями мотора, благодаря чему не менялся бы тепловой баланс. Газ, который сжимается, отдает тепло и не давит на манометр с большей силой, нежели расчетная.

На практике же все абсолютно по-другому. В реальной жизни процесс сжатия газа происходит на фоне роста температуры, то есть процесс адиабатный. Если говорить простыми словами, то все тепло, которое выделяет сжатый газ, просто не успевает поглотиться стенками цилиндров, а за счет остатка и в цилиндре создается повышенное давление.

В старых моторах компрессия будет ниже, чем у новых. Это происходит за счет герметичности: новый мотор более герметичен, нежели старый, поэтому и замки колец и остальные места цилиндров не будут пропускать достаточно большое количество тепла, чтобы компрессия существенно упала.

Если двигатель работает исправно, то зачастую компрессия больше расчетной степени сжатия в 1,2 – 1,3 раза. В теории давление газа меняется обратно пропорционально изменению объема газа в степени 1,4.

Но подобный расчет справедлив только тогда, когда нет утечек воздуха, а тепло не передается окружающими стенками. За счет того, что все это есть в реальной жизни, то и подобное соотношение справедливо (1,2 – 1,3 раза). Существует эмпирическая формула, которая связывает степень сжатия и компрессия:

Е = (P+3,9)/1.55, где Р – это измеренное давление, а Е – это степень сжатия.

Измеряют компрессию для того, чтобы оценить состояние двигателя и степень износа цилиндропоршневой группы. Чем меньше уровень компрессии, тем больше изношены клапаны и цилиндропоршневая группа. Если показатели слишком низкие (меньше 10 атм. в случае нетурбированного мотора, который работает на бензине), то можно говорить о том, что мотор находится в плачевном состоянии. Также об износе мотора может говорить и отличие в уровнях компрессии в разных цилиндрах больше, чем на 1 атм.

Самый плохой вариант – это наличие и первого, и второго «звоночков». В этом случае нужно обращаться к специалистам для проведения капитального ремонта «начинки» автомобиля.

Померять компрессию можно таким образом: двигатель нужно прогреть, потом выкрутить свечи, нажать на педаль газа, от чего стартер будет прокручивать двигатель, пока давление не станет стабильным.

Прогревать двигатель нужно для того, чтобы коленчатый вал вращался с достаточной частотой, а аккумуляторная батарея была разряженной. Чем выше будет частота вращения коленчатого вала, тем меньшим будет время контакта сжимаемых газов и стенок цилиндра, то есть компрессия будет выше. Именно поэтому и стартер, и АКБ должны быть исправными.

С помощью компрессии можно определить и то место, где мотор наиболее изношен. Это возможно за счет того, что давление газов падает из-за негерметичности клапанов и колец. Чтобы конкретизировать место утечки газа («виноваты» клапаны или кольца), нужно залить в цилиндр 10 – 30 г моторного масла, после чего нужно снова померять компрессию. За счет своей вязкой структуры, масло на определенное время герметизирует замки колец и щель между стенкой цилиндра и поршнем, то есть места, где «уходит» наибольшее количество газа.

Если показатели компрессометра не меняются, то неисправны клапаны, а если повысятся – то причиной всему изношенные кольца.

Степень сжатия и компрессия

Степень сжатия — величина определяемая геометрическими параметрами двигателя: 

1. Объем камеры сгорания — Объем образующийся над поршнем, когда он находится в ВМТ
2. Полный объем цилиндра — Это объем камеры сгорания, когда поршень
находится в НМТ, он равен сумме рабочего объема и объема камеры сгорания.

Степень сжатия = полный объем цилиндра/объем камеры сгорания.

Для движков классики составляет 8.5.
Изменяется при помощи изменения объема камеры сгорания (например прокладкой).
Повышение степени сжатия в карбюраторном двигателе ограничено стойкостью топлива к детонации.

Под компрессией понимают давление в конце такта сжатия. Эта величина и измеряется манометром (компрессиометром).

Как соотносятся степень сжатия и компресия?

Немного теории. Компрессия обычно больше, чем степень сжатия (12 у нового приработанного 2103 двигателя), поскольку сжатие происходит практически адиабатически, и, соответственно, сопровождается изменением (увеличением) температуры смеси. Эта величина была бы равна степени сжатия, если бы сжатие происходило изотермически в герметически замкнутом объеме.
В случае адиабатическиго сжатия максимальное возможное давление в конце такта сжатия («компрессия») оценивается согласно уравнению Пуассона

PVx=const

показатель степени для идеального двухатомного газа составляет x=cp/cv =7/5. Таким образом, для
«классического» движка со степенью сжатия 8.5 максимальное давление составляет примерно 20
атм. Кстати, очень похожая цифра (16-17 атм) получается у двигателя с идеально притертыми

клапанами при измерении компрессии «с маслом», когда кольца (и замки колец) герметизированы
залитым в цилиндр моторным маслом. Недостающие 3-4 атм получаются, например, за счет того,
что начальное давление меньше 1 атм. При измерении компрессии без масла давление составляет 12 атм, за счет вытекания горючей смеси из цилиндра при сжатии через замки колец и в зазор между кольцами и цилиндром, который имеется в силу конструктивных особенностей (например сетка Хона). Поэтому обычно говорят, что «компрессия у исправного двигателя в 1.2 -1.3 раза больше степени сжатия».

Измеряется компрессия следующим образом. На прогретом двигателе выкручиваются все свечи,
обычно одна из свечей устанавливается с центральным электродом на массу, нажимается «газ в пол» и двигатель прокручивается стартером, пока значение на установленном в свечном отверстии

компрессиометре не стабилизируется.

Следует отметить, что «бытовые» компрессиометры, особенно с резиновым наконечником могут иметь значительную погрешность, и, в случае получения низких значений, желательно проверить
результаты измерений другим компрессиометром. Кроме того, стартер должен обеспечивать
достаточную частоту вращения коленчатого вала, для чего двигатель должен быть прогретым, а
аккумуляторная батарея нормально заряжена.

По компрессии можно судить о степени износа цилидро-поршневой группы. Согласно
«Руководству по ремонту …» для наших движков, признаком необходимости капремонта является
компрессия ниже 10 атм или отличие компрессии в различных цилиндрах более 1 атм.

Для того, чтобы определить, в чем проблема, в негреметичности колец или клапанов, компрессию

измеряют повторно, залив в цилиндр 10-30 г моторного масла. Если компрессия останется такой же — то проблема в клапанах, если повысится — то в кольцах.

Желаю всем хорошей компрессии и исправных компрессиометров.

Как рассчитать давление сжатия

Полин Гилл

Изображение авиационного поршневого двигателя, Эндрю Бриден с сайта Fotolia.com объемов, когда поршень проходит свой полный цикл. Это сравнение просто определяет механическую степень сжатия. Большинство двигателей никогда не достигают конечного давления сжатия, которое зависит исключительно от степени сжатия. Другие факторы, такие как фазы газораспределения, условия окружающей среды, положение дроссельной заслонки и нагрузка на двигатель, могут значительно повлиять на фактическое давление сжатия, и полезный расчет становится обоснованной оценкой, которая должна учитывать другие условия.

Шаг 1

Оценить динамическую объемную степень сжатия при различных оборотах двигателя. Большинство двигателей не закрывают впускной клапан в нижней мертвой точке (НМТ) хода поршня. При более высоких оборотах двигателя входящий поток воздуха не прекращается, когда поршень достигает точки НМТ, из-за большого импульса воздуха во впускном коллекторе. Удерживание впускного клапана открытым после НМТ, когда поршень начинает подниматься, эффективно снижает степень сжатия на низких оборотах двигателя, чтобы предотвратить детонацию (детонацию), и приводит к ее повышению на более высоких скоростях, когда требуется большая мощность.

Если впускной клапан закрывается на 60 градусов после НМТ, начальный объем сжатия составляет всего около 80 процентов (может варьироваться) от того, что было бы при НМТ, поэтому в этом примере базовой механической степени сжатия 9:1 эффективная соотношение может составлять только около 9,0 х 0,813 = 7,32:1. При более высоких оборотах двигателя с широко открытой дроссельной заслонкой эффективный пусковой объем может приблизиться к фактическому объему цилиндра, за вычетом всего нескольких процентов потери потока. Таким образом, высокоскоростная эффективная степень сжатия может быть аппроксимирована путем умножения основания 90,0:1 механического отношения на 0,95, чтобы получить 8,55:1

Этап 2

Рассчитайте базовое давление сжатия по двум эффективным коэффициентам сжатия на низких и высоких скоростях, равным 7,32:1 и 8,55:1, соответственно, при стандартных морских условиях. уровень атмосферного давления 14,7 фунтов на квадратный дюйм абсолютного (psi). Умножение эффективной степени сжатия на низкой скорости 7,32: 1 x 14,7 даст давление сжатия 108,84 фунта на квадратный дюйм манометра (psi). Высокоскоростным значением будет эффективная степень сжатия 8,55: 1 x 14,7 фунтов на квадратный дюйм или 125,69.-псия.

Шаг 3

Скорректируйте давление на коэффициент удельного теплового эффекта. Когда воздух сжимается, часть его тепла извлекается из-за его меньшего объема, но ему некуда деваться, поэтому тепло приводит к более высокой температуре, что, в свою очередь, увеличивает давление выше того, которое было бы в идеальных условиях. (На самом деле именно эта более высокая температура вызывает спонтанное воспламенение топлива в дизельных двигателях с гораздо более высокой степенью сжатия около 18:1.)

Для воздуха этот коэффициент составляет примерно 1,4:1. Таким образом, предполагаемое давление сжатия в этом примере будет 108,84 фунтов на квадратный дюйм x 1,4 = 152,37 фунтов на квадратный дюйм в случае низкой скорости и 125,69 фунтов на квадратный дюйм x 1,4 = 175,97 фунтов на квадратный дюйм в случае более высокой скорости.

Ссылки

• Performance Trends Inc. : Калькулятор степени сжатия
• Форумы Shop Talk: Расчет степени сжатия на основе измеренной компрессии , и может быть полезно для проверки ваших собственных оценок.
• Измерение давления компрессии с помощью манометра с отверстиями для свечей зажигания является низкоскоростным методом, при котором показания давления будут ниже, чем у вашего двигателя на скорости, и поэтому его следует использовать только для сравнения цилиндров.

Вещи, которые вам понадобятся

• Калькулятор или электронная таблица
• Манометр давления сжатия двигателя
• Спецификации фаз газораспределения двигателя

Предупреждения

• Детонация из-за слишком высокой степени сжатия может нанести значительный ущерб двигателям.

Писатель Биография

Полин Джилл — учительница на пенсии с более чем 25-летним опытом преподавания английского языка старшеклассникам. Она имеет степень бакалавра языковых искусств и степень магистра педагогики. Гилл также является отмеченным наградами писателем-фантастом.

Еще статьи

Как рассчитать степень сжатия | Потребность в воде для орошения

На изображении выше показан коэффициент сжатия.

Для расчета степени сжатия необходимы два основных параметра, и эти параметры  Общий объем цилиндра (V ₁ ) и Чистый объем (V ₂ ).

Формула расчета степени сжатия:

CR = ^{В ₁}  /  _{В 2}

Где:

Коэффициент сжатия

072 1  = Общий объем цилиндра
В ₂  = Объем клиренса

Давайте решим пример;
Учитывая, что общий объем цилиндров равен 77, а объем зазора равен 11. Найдите степень сжатия?

Это означает, что;

V ₁ = общий объем цилиндра = 77

V ₂ = клиренс = 11

CR = ^{V ₁}  /  2

2 95 CR = ⁷⁷  /  ₁₁
CR = 7

Следовательно, степень сжатия равна 7.

Расчет общего объема цилиндра при заданных степени сжатия и воздушном объеме.

В ₁ = CR x V ₂

Где;

В ₁  = Общий объем цилиндра
CR = Степень сжатия
В ₂  = Объем клиренса

Давайте решим пример;
Найдите общий объем цилиндра, когда степень сжатия равна 10, а объем зазора равен 4.

Отсюда следует, что;

CR = степень сжатия = 10
В ₂ = клиренс = 4

В ₁ = CR x В ₂
В ₁ = 10 x 4
V ₁ = 40

Таким образом, общий объем цилиндра равен 40

Расчет общего объема клиренса и коэффициента сжатия.

В ₂ = ^{В ₁} / _CR

Где;

В ₂  = Объем клиренса
CR = Степень сжатия
В ₁ = Общий объем цилиндра

Давайте решим пример;
Найдите объем клиренса, когда степень сжатия равна 36, а общий объем цилиндров равен 9.

Отсюда следует, что;

CR = степень сжатия = 9
В ₁ = общий объем цилиндра = 36 73 = ³⁶ / ₉
V ₂ = 4

Таким образом, клиренс равен 4.

Калькулятор Nickzom —  Энциклопедия калькулятора способна рассчитать степень сжатия.

Чтобы получить ответ и вычислить степень сжатия, используйте калькулятор Nickzom — The Calculator Encyclopedia. Во-первых, вам нужно получить приложение.

Вы можете получить это приложение любым из следующих способов:

Интернет  – https://www.nickzom.org/calculator-plus

Чтобы получить доступ к профессиональной версии через Интернет, вам необходимо  зарегистрируйтесь и подпишитесь на 2000 NGN на год , чтобы иметь полный доступ ко всем функциям.
Вы также можете попробовать демо-версию через https://www. nickzom.org/calculator

Android (платная)  – https://play.google.com/store/apps/details?id=org .nickzom.nickzomcalculator
Android (бесплатно)  – https://play.google.com/store/apps/details?id=com.nickzom.nickzomcalculator
Apple (платно)  – https://itunes.apple .com/us/app/nickzom-calculator/id1331162702?mt=8
После того, как вы получили приложение энциклопедии калькулятора, перейдите к Карте калькулятора, , затем нажмите Сельское хозяйство   под Инженерное дело .

Теперь нажмите Потребность в воде для орошения в разделе Сельское хозяйство

Теперь нажмите Степень сжатия воды

7  9 Требование

На снимке экрана ниже показана страница или действие ввести свои значения, чтобы получить ответ для степени сжатия в соответствии с соответствующими параметрами, которые являются Общий объем цилиндра (V ₁ ) и Чистый объем (V ₂ ).