Степень сжатия | это… Что такое Степень сжатия?
У этого термина существуют и другие значения, см. сжатие.
Степень сжатия — отношение объёма надпоршневого пространства цилиндра двигателя внутреннего сгорания при положении поршня в нижней мёртвой точке (НМТ) (полный объем цилиндра) к объёму надпоршневого пространства цилиндра при положении поршня в верхней мёртвой точке (ВМТ), то есть к объёму камеры сгорания.
- , где:
- = диаметр цилиндра;
- = ход поршня;
- = объём камеры сгорания, то есть, объём, занимаемый бензовоздушной смесью в конце такта сжатия, непосредственно перед поджиганием искрой; часто определяется не расчётом, а непосредственно измерением из-за сложной формы камеры сгорания.
Увеличение степени сжатия требует использования топлива с более высоким октановым числом (для бензиновых ДВС) во избежание детонации. Повышение степени сжатия в общем случае повышает его мощность, кроме того, увеличивает КПД двигателя как тепловой машины, то есть, способствует снижению расхода топлива.
Детонация в двигателе — изохорный самоускоряющийся процесс перехода горения топливо-воздушной смеси в детонационный взрыв без совершения работы с переходом энергии сгорания топлива в температуру и давление газов. Фронт пламени распространяется со скоростью взрыва, то есть превышает скорость распространения звука в данной среде и приводит к сильным ударным нагрузкам на детали цилиндро-поршневой и кривошипно-шатунной групп и вызывает тем самым усиленный износ этих деталей. Высокая температура газов приводит к прогоранию днища поршней и обгоранию клапанов.
Понятие степени сжатия не следует путать с понятием компрессия, которое обозначает (при определённой конструктивно обусловленной степени сжатия) максимальное давление, создаваемое в цилиндре при движении поршня от нижней мёртвой точки (НМТ) до верхней мёртвой точки (ВМТ) (например: степень сжатия — 10:1, компрессия — 14 атм.).
Двигатели гоночных автомобилей, работающих на метаноле, имеют степень сжатия, превышающую 15:1[источник?]; в то время как в обычном карбюраторном ДВС степень сжатия для неэтилированного бензина как правило не превышает 11,1:1.
В 1950-60-е года одной из тенденций двигателестроения, особенно в Южной Америке, было повышение степени сжатия, которая к началу 1970-х на американских двигателях нередко достигала 11-13:1. Однако, это требовало соответствующего бензина с высоким октановым числом, что в те годы могло быть получено лишь добавлением ядовитого тетраэтилсвинца. Введение в начале 1970-х годов экологических стандартов в большинстве стран привело к остановке роста и даже снижению степени сжатия на серийных двигателях.
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.
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,
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
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.
Степень сжатия | технология | Британика
- География и путешествия
- Здоровье и медицина
- Образ жизни и социальные вопросы
- Литература
- Философия и религия
- Политика, право и правительство
- Наука
- Спорт и отдых
- Технология
- Изобразительное искусство
- Всемирная история
- Этот день в истории
- Викторины
- Подкасты
- Словарь
- Биографии
- Резюме
- Популярные вопросы
- Обзор недели
- Инфографика
- Демистификация
- Списки
- #WTFact
- Товарищи
- Галереи изображений
- Прожектор
- Форум
- Один хороший факт
- Развлечения и поп-культура
- География и путешествия
- Здоровье и медицина
- Образ жизни и социальные вопросы
- Литература
- Философия и религия
- Политика, право и правительство
- Наука
- Спорт и отдых
- Технология
- Изобразительное искусство
- Всемирная история
- Britannica Classics
Посмотрите эти ретро-видео из архивов Encyclopedia Britannica.
- #WTFact Видео
В #WTFact Britannica делится некоторыми из самых странных фактов, которые мы можем найти. - На этот раз в истории
В этих видеороликах узнайте, что произошло в этом месяце (или любом другом месяце!) в истории. - Demystified Videos
В Demystified у Britannica есть все ответы на ваши животрепещущие вопросы. - Britannica объясняет
В этих видеороликах Britannica объясняет различные темы и отвечает на часто задаваемые вопросы.
- Студенческий портал
Britannica — это главный ресурс для учащихся по ключевым школьным предметам, таким как история, государственное управление, литература и т. д. - Портал COVID-19
Хотя этот глобальный кризис в области здравоохранения продолжает развиваться, может быть полезно обратиться к прошлым пандемиям, чтобы лучше понять, как реагировать сегодня. - 100 женщин
Britannica празднует столетие Девятнадцатой поправки, выделяя суфражисток и политиков, творящих историю. - Britannica Beyond
Мы создали новое место, где вопросы находятся в центре обучения. Вперед, продолжать. Просить. Мы не будем возражать. - Спасение Земли
Британника представляет список дел Земли на 21 век. Узнайте об основных экологических проблемах, стоящих перед нашей планетой, и о том, что с ними можно сделать! - SpaceNext50
Britannica представляет SpaceNext50. От полёта на Луну до управления космосом — мы исследуем широкий спектр тем, которые подпитывают наше любопытство к космосу!
Все, что вы хотели знать о коэффициентах сжатия
Мы здесь, чтобы ответить на несколько вопросов — что такое коэффициенты сжатия, как они влияют на цифровое кинопроизводство и какое отношение они имеют к кодекам?
В этой статье мы развеем загадочную степень сжатия, объясним, как извлечь из нее полезный смысл, а затем покажем вам несколько приемов для оценки кодеков, чтобы определить наилучший вариант для вашего производства.
Основы сжатия данных
Изображение через Avid.
Мы рассмотрели основы сжатия ранее, поэтому быстро пробежимся по ним здесь.
Все виды сжатия подразделяются на два типа: сжатие с потерями (при котором информация отбрасывается ради размера файла или скорости передачи данных) или сжатие без потерь (при котором данные временно сжимаются в процессе кодирования, чтобы обеспечить полное или почти полное восстановление несжатого набора данных при декодировании). Кадры, записанные без использования какого-либо алгоритма сжатия, считаются несжатыми.
Теперь, прежде чем углубляться в коэффициенты сжатия, нам нужно немного изучить информатику 101. (Обещаю, это будет быстро.)
Фундаментальная частица информационного мира называется «бит» и обозначается строчной буквой «b». (Да, дело важно). На этом уровне информация представлена в самой простой двоичной форме — 1 или 0.
8 бит составляют «байт» (произносится как «байт»), представленный прописной буквой «В».
На этом и каждом последующем уровне представляемые данные усложняются.
1000 байт составляют килобайт. Это не следует путать с «килобитом» («Кб»), что составляет 1000 байтов. Поскольку байты являются 8-битными единицами, килобайт на самом деле составляет 1024 бита.
Одна тысяча килобайт составляет мегабайт или МБ. (Опять же, не путать с «Мегабит» — «Мб».)
Эта тенденция продолжается — тысяча Мегабайт составляет гигабайт и т. д., но это все, что нам нужно для этой статьи. Если вы хотите узнать больше, WhatsAByte.com — отличный ресурс.
Теперь давайте углубимся в степень сжатия.
Коэффициенты сжатия
Коэффициенты сжатия представляют собой простое числовое представление «мощности сжатия» определенных кодеков или методов сжатия. Они являются бесценным сокращением, поскольку они предлагают значительно упрощенное описание качества результирующих данных, видеоматериалов или аудио, которые вы собираетесь сжимать.
Так что же это такое?
Изображение через Blackmagic.
Два числа в коэффициенте сжатия относятся к сжатому и несжатому размеру данных. Первое число представляет мощность сжатия, а второе (обычно просто «1») относится к общему размеру несжатых данных.
Если вы когда-нибудь захотите узнать коэффициент сжатия для любых данных, которые вы сжимаете, вот формула: Коэффициент сжатия = размер несжатого файла/размер сжатого файла к формуле, и все готово: Экономия пространства = 1 – (сжатый размер/несжатый размер)
Таким образом, файл размером 10 МБ сжимается до 2 МБ с использованием кодека X, что дает нам коэффициент сжатия 5:1 . Чтобы найти экономию, мы просто вводим наши значения в формулу.
Экономия пространства = 1 – (2/10) -> = 1 – (.2) -> = .08 -> .08*100 = 80 несжатые данные. Довольно изящно.
И что теперь?
Выбор кодека
Изображение через Apple.
Теперь, когда мы рассмотрели основы, как решить, какой кодек лучше всего подходит для вашего проекта? Давайте посмотрим на параметры, которые инженеры используют при разработке алгоритмов сжатия, но давайте подойдем к этому как к стрелкам и редакторам.
Вопросы о себе о проекте:
- Скорость: Каковы сроки проекта?
- Степень сжатия: Вам нужны файлы более высокого качества или меньшего размера?
- Сложность: не создадут ли дополнительные кодеки ненужную сложность?
- Space: можете ли вы эффективно захватывать, создавать резервные копии и архивировать то, что вам нужно?
- Задержка: Вы собираетесь воспроизводить в реальном времени?
- Совместимость: будет ли кодек требовать перекодирования для вашей системы редактирования?
Теперь, когда мы имеем представление о конкретных потребностях нашего производства, что еще нам нужно сделать перед выбором кодека?
Помимо оценки степени сжатия кодека, мы можем использовать все, что мы узнали, чтобы сделать прогнозы хранения данных, которые мы будем сжимать для всей съемки. Это дает множество преимуществ — от выбора между двумя кодеками аналогичного класса до знания того, сколько жестких дисков вам потребуется для резервного копирования и архивирования.
Допустим, мы оценили потребности нашего производства и склоняемся к записи видео с использованием ProRes 422 HQ или DNxHD 145 для нашего проекта 1920×1080, 29,97 кадров в секунду. При таком разрешении и частоте кадров ProRes 422 имеет скорость передачи данных 220 Мбит/с (мегабит в секунду), а DNxHD от Avid — 145 Мбит/с.
Итак, используя простую математику, мы можем предсказать, насколько большим будет наш 1-часовой отрывок с интервью, прежде чем мы начнем снимать.
Для ProRes:
220 Мбит/с = 220 000 000 бит в (/) секунду
220 000 000 бит/сек * 60 = 13 200 000 бит/мин
13 200 000 бит/мин * 60 = 792 000 000 000 бит/час.
792 000 000 000 бит / час / 8 = 99 000 000 000 байт / час
99 000 000 000 байт / 1000 = 99 000 000 мегабайтов / час
99 000 000 мегабайт / 1000 = 99 Гигабайт / HR
для DNXHBYTES / HR
для DNXHBYTES / HR
. 145 000 000 бит/сек * 60 = 8 700 000 000 бит/мин
87 000 бит/мин * 60 = 522 000 000 000 бит/час.
5222 000 000 000 бит / час / 8 = 65 250 000 000 000 байтов / час
65 250 000 000 байт / 1000 = 65 250 000 мегабайтов / час
65 250 000 мегабайт / 1000 = 65,25 Gigabytes / HR
, так что они будут в одном из 9013 2
. гигов с ProRes 422 HQ и около 65 Гб для DNxHD 145.
Теперь наш выбор прост. Мы просто возвращаемся к вопросам, которые мы задали себе минуту назад о нашем конкретном производстве, чтобы решить, является ли экономия ~ 35 ГБ/час DNxHD более или менее важной, чем увеличение скорости передачи данных примерно на 50%, которое дает нам 422 HQ.
Является ли наше часовое интервью 30-секундным рекламным роликом в Интернете? Если это так, DNxHD должен обеспечивать качество изображения, почти равное 422 HQ, но после завершения он будет занимать на 40 процентов меньше места, что делает его явным победителем в данном случае.
Что, если это интервью — всего лишь одно из нескольких десятков для полнометражного документального фильма, который вы планируете продавать на фестивалях? В этом случае вы должны сделать ставку на максимальное качество изображения по сравнению с хранилищем (в рамках заданных параметров), и скорость передачи данных ProRes 422 HQ, увеличенная на 50 процентов, идеально соответствует этой потребности.