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.

1,2=15,8

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 двигателя | Новостной движок

Одним из факторов, в наибольшей степени влияющих на работу двигателя, несомненно, является

степень сжатия. Именно этот факт во многом определяет его теплотехнические характеристики. То есть способ, которым он использует энергию сгорания для преобразования ее в движение.

Грубо говоря, речь идет о связь что существует между объемом топливно-воздушной смеси при сжатии и его объем когда все закончится взорван. Хотя, если быть точным, в дизелях сжимается только воздух, потому что потом впрыскивается дизель.

степень сжатия выражается двумя числами которые позволяют нам измерить пропорцию. Например: 10 в 1, 11 в 1, 12 в 1, 14 в 1 Или любое другое значение, которое означает только то, что смесь расширяется в 10, 11, 12 или 14 раз после сгорания. Чем больше разница между двумя сравниваемыми объемами, тем больше тепловые характеристики у него будет двигатель, потому что он воспользуется своим расширением для создания движения.

Индекс

• 1 Высокая или низкая степень сжатия
• 2 Степень сжатия и октановое число
• 3 Степень сжатия в дизельных и бензиновых двигателях
  • 3.1 Цетан не октан
  • 3.2 Минимальная компрессия дизельного двигателя
  • 3.3 Исключение из нормы
• 4 Переменная степень сжатия
• 5 Формула степени сжатия

Высокая или низкая степень сжатия

Как только это известно, самый естественный вопрос: почему не все двигатели имеют очень высокую степень сжатия? Почему многие соглашаются на низкое соотношение 10 к 1, поскольку они были бы намного эффективнее, если бы оно было выше?

Подпишитесь на наш Youtube-канал

Чтобы понять это, вы должны знать два очень простых, но решающих факта:

• самодетонация: Существует максимальное давление, которому может подвергаться топливно-воздушная смесь без детонации. Если этот предел превышен до того, как поршень достигнет верхней точки, произойдет преждевременный взрыв, и двигатель может быть серьезно поврежден.
• давление сжатия: это давление, которого достигает смесь, когда поршень находится в самой высокой части своего хода. Если закачать мало смеси в этом объеме, то давление будет низким, а если много закачать, то будет выше. Таким образом, вы поймете, что существует предел количества топлива, которое можно поместить в это пространство, не вызывая вышеупомянутого явления самодетонации.

Если вы уже усвоили эти понятия, то поймете, что степень сжатия не может быть высокой ни на одной модели. Есть двигатели, которые способны вкладывать в свои камеры сгорания много топлива. В них все было бы хорошо, лишь бы педаль акселератора не нажималась слишком сильно, ведь смеси впрыскивалось бы мало. Проблема возникнет, когда вы сильнее нажмете на педаль акселератора, и в этот момент смеси будет слишком много, и она преждевременно взорвется из-за избыточного давления сжатия.

Разница между степенью сжатия и давлением сжатия

Эти два понятия можно спутать, но они относятся к совершенно разным вопросам. С одной стороны, степень сжатия это всего лишь один сравнение томов: когда поршень находится в нижней мертвой точке (НМТ) и когда он находится в верхней мертвой точке (ВМТ). Именно поэтому он выражается в виде отношения «Х к 1». Так что нет смысла пытаться выразить степень сжатия в барах или любой другой мере давления, потому что она не измеряет величину.

С другой стороны,

давление сжатия указывает на давление, достигаемое смесью когда поршень находится в верхней мертвой точке (ВМТ). В этом случае оно выражается значением, за которым следует единица измерения давления. Например: в барах или в кг/см2.

Решение этого ясно видно в турбодвигателяхв степень сжатия намеренно занижена. Поскольку они подают сжатый воздух в цилиндры, чтобы они могли сжигать больше топлива в этом пространстве, у них не может быть высокой степени сжатия, потому что это приведет к преждевременной самодетонации.

Мы можем посмотреть на степень сжатия некоторых моделей, чтобы увидеть, что сильно зависит от типа двигателя:

• Seat León 2020 1.5 EcoTSI 150 л.с.: у него бензиновый двигатель с турбонаддувом и степень сжатия 10,5:1.
• Toyota GT86 2016 года: двигатель без наддува и степень сжатия 12,5:1.
• Mazda 3 Skyactiv-G 2.0 мощностью 122 л.с.: у нее тоже атмосферный двигатель и степень сжатия 13:1.

Степень сжатия и октановое число

Октановое число топлива также сильно влияет на степень сжатия, с которой может быть установлен двигатель. Это свойство относится к давлению, которое вы можете приложить к топливу, прежде чем оно самодетонирует. В бензине это цифры, которые вы видите на всех заправках: 95 или 98.

старший это номер, больше давления медведей неразорвавшееся топливо. Так что двигатели, использующие 98-й бензин, можно без проблем оптимизировать с более высокой степенью сжатия. Например, Honda Type R использует бензин 98 для характеристики своего 2.0-сильного двигателя 320 с турбонаддувом.

Почему числа 95, 98 или даже 100?

В 30-х годах была создана таблица для классифицировать топливо по давлению которые они удерживали до взрыва. Для этого были выбраны два топлива с совершенно противоположными характеристиками. Н-гептан, который был известным веществом, выдерживавшим наименьшее давление, и изооктан, который, по данным того времени, был наиболее выдерживающим его.

Первому было присвоено значение 0, а второму 100 в качестве эталонных значений. Таким образом, номера других видов топлива были присвоены в зависимости от выдерживаемого ими давления. Следовательно, нынешние бензины имеют номер 95 или 98, а не другие. Хотя бензины с октановым числом 97 и 100 уже начинают продаваться.

Степень сжатия в дизельных и бензиновых двигателях

Одна из причин двигателя дизель эффективнее бензина в том, что его степень сжатия выше. Нормально то, что у турбодизелей оно составляет от 15 к 1 до 17 к 1, хотя встречаются и двигатели до 24 к 1.

Это соотношение может быть достигнуто благодаря тому, что дизельные двигатели они работают совсем иначе, чем бензин. Они воспламеняют топливно-воздушную смесь не искрой от свечи зажигания, а сжать воздух, чтобы затем впрыснуть дизельное топливо где он взорвется под давлением без какой-либо системы, которая его вызывает.

Логически, они откалиброваны, чтобы делать это в нужное время, то есть когда поршень находится полностью вверху, и пришло время опуститься. То есть, когда фаза сжатия закончилась и начинается фаза расширения в пределах цикл четырехтактного двигателя. Не то что когда смесь преждевременно самодетонирует с последующим повреждением двигателя.

Цетан не октан

В случае дизеля данные, которые интересуют Дело не в октане цетан. Какое значение определяет время, необходимое для детонации топлива, так как он находится под давлением. В случае дизельного двигателя это время, необходимое для детонации с момента впрыска в предварительно сжатый воздух.

Продаваемое сегодня дизельное топливо имеет цетановое число Между 51 и 55. Чем выше это число, тем раньше произойдет детонация и тем меньше будет задержка в камере сгорания для получения энергии. Что-то, что некоторые нефтехимические компании используют в качестве коммерческого заявления, чтобы клиенты делали выбор в пользу их заправочных станций.

Минимальная компрессия дизельного двигателя

Существует концепция, которую также интересно знать о дизельных двигателях, и она заключается в том, что требуют минимального сжатия. Если они не достигнут определенного уровня, они не смогут включить дизель и не будут работать. Другими словами, если теряется слишком много давления, например, из-за поршневые кольца или по арматура, двигатель даже не заводится.

В бензиновом двигателе этого не происходит, потому что смесь воздуха и бензина воспламеняется от искры. вилки. Это не означает, что он не потеряет давления в месте утечки после того, как произойдет детонация. Таким образом, он будет работать, но потеряет эффективность и производительность из-за невозможности эффективно использовать энергию.

Исключение из нормы

Есть одно исключение из этой разницы между бензином и дизелем, которое было разработано Mazda: el Skyactiv-X 2.0 180 л.с. Этот бензиновый двигатель работает на полпути между дизельным и бензиновым двигателем. детонация топлива производится частично компрессией и свечами зажигания. Вот почему он имеет степень сжатия 16,3 в 1 что сопоставимо с таковым у многих дизелей. Например: BMW 320d 2019 года — 16,5 к 1, Audi A4 2020 TDI 40 года — 15,5 к 1, а также Mercedes C-Class 220d 2018 года.

Следовательно, марка заявляет расход, близкий к дизельному с аналогичным уровнем производительности (180 л.с.), хотя этот двигатель атмосферный бензиновый.

Переменная степень сжатия

Здесь мы приходим к решению, позволяющему изменить степень сжатия по мере необходимости. Емкость, позволяющая значительно повысить эффективность и производительность. Двигатель, оснащенный системой переменного сжатия, позволяет добиться идеального соотношения, независимо от того, впрыскивается ли в него большое количество смеси или мало.

Например, если вы идете в «газовый наконечник” для поддержания скорости, количество смеси То, что попадает в камеру сгорания, малый. момент, в котором степень сжатия может быть мэр без самоподрыва. Вместо этого, если мы попросим максимальное ускорение на тот же двигатель, смесь Это будет много более обильный и займет больше объема, поэтому степень сжатия будет адаптироваться, чтобы быть меньше и, таким образом, предотвратить его преждевременный взрыв.

На практике это заметно по тому, что двигатель с переменной степенью сжатия достигает большей эффективность, потому что он регулирует степень сжатия до максимально возможного в каждом случае. В то же время это также позволяет достичь производительность очень высоко, потому что вы можете установить его полностью вниз, чтобы вы могли получить много смеси в камеру.

Un хороший пример такого типа технологии является двигателем Инфинити ВК-Т, роскошный суббренд Nissan. Работает благодаря тому, что добавляют экзоцентрический вал и промежуточные шатуны, которые соединяются с коленчатым валом. Привод перемещает этот набор деталей, чтобы перемещать ход поршней вверх или вниз для изменения степени сжатия. В следующем видео вы можете увидеть, как он это делает:

Другой интересный пример является новым INNEngine мотор который находится в стадии разработки. Это использует гораздо более простую систему для достижения аналогичного эффекта, так как вместо типичный коленчатый вал, имеет набор кулачковых пластин или синусоидальных пластин.

Теме статьи:

ИНН Двигатель: Что это такое? Как это работает? Преимущества, детали…

Формула степени сжатия

Значения, принимаемые во внимание для расчета степени сжатия (RC), являются отверстие цилиндра (г), Поршневая гонка (s), то есть расстояние, которое он проходит от PMS до PMI, и минимальный объем камеры сгорания (Вс). Формула выглядит следующим образом:

Однако этот расчет степени сжатия не включает некоторые детали которые следует добавить при необходимости. В зависимости от конфигурации двигателя могут быть определенные объемы, не входящие в формулу:

• и головка поршня вогнутый, вы должны добавить объем этой дыры, поскольку он не добавляется к ходу поршня и не должен включаться в объем камеры сгорания. Если данные производителя недоступны, вы можете выбрать их непосредственное измерение. Хотя для этого необходимо иметь компонент под рукой. Речь идет о заполнении его жидкостью, чтобы увидеть, какой объем он имеет на самом деле. На 4.10 минуте это видео вы можете видеть, как это делается. Работа в мастерской, требующая определенного оборудования.
• La прокладка головки блока цилиндров это также значение, которое необходимо добавить к минимальному объему камеры сгорания, если он еще не включен в нее. В этом случае его очень легко получить, потому что он измерь свой рост и использовать снова формула объема цилиндра.

Изображение заправки – Микель Ортега

Степень сжатия и тепловой КПД

Степень сжатия – двигатель Отто

Степень сжатия , CR определяется как отношение объема в нижней мертвой точке к объему в верхней мертвой точке. Это ключевая характеристика многих двигателей внутреннего сгорания. В следующем разделе будет показано, что степень сжатия определяет тепловой КПД используемого термодинамического цикла двигателя внутреннего сгорания. Желательно иметь высокую степень сжатия, потому что это позволяет двигателю достигать более высокой тепловой эффективности.

Например, пусть цикл Отто со степенью сжатия CR = 10 : 1. Объем камеры составляет 500 см³ = 500×10 ^-6 м ³ (0,5 л) перед тактом сжатия. Для этого двигателя a ll известны необходимые объемы:

• V ₁ = V ₄ = V _max = 500×10 ^-6 м ^{3 90 016 (0,5 л)}
• В ₂ = В ₃ = В _мин. = В _макс. / CR = 55,56 × 10 ^-6 м ³

Обратите внимание, что (V _макс. – V _мин. ) x количество цилиндров = общий объем двигателя.

Тепловой КПД для цикла Отто

В целом, тепловой КПД , η _й , любой тепловой машины определяется как отношение работы, которую она совершает, Вт , к подводимой теплоте при высокой температуре, Q _H .

Тепловая эффективность , η _th , представляет долю тепла , Q _H , преобразовано в работу . Поскольку энергия сохраняется в соответствии с первым законом термодинамики и энергия не может быть полностью преобразована в работу, подводимая теплота, Q _H , должна равняться выполненной работе, Вт, плюс теплота, которая должна быть рассеяна как отработанное тепло. Вопрос _C в окружающую среду. Поэтому мы можем переписать формулу для теплового КПД в виде:

Поглощение тепла происходит при сгорании топливно-воздушной смеси, когда возникает искра, примерно при постоянном объеме. Поскольку во время изохорного процесса система не совершает никакой работы, первый закон термодинамики диктует ∆U = ∆Q. Таким образом, подводимое и отводимое тепло определяется по формуле:

Q _add = mc _v (T ₃ – T ₂ )

Q _out = mc _v (T _{4 90 025 – T 1 )}

Подставляя эти выражения для теплоты

Приведенное выше выражение можно упростить, используя тот факт, что процессы 1 → 2 и из 3 → 4 являются адиабатическими, а для адиабатического процесса формула p,V,T действительна:

Отсюда можно получить, что:

В этом уравнении отношение V ₁ /V ₂ известно как степень сжатия , CR 9000 6 . Когда мы перепишем выражение для теплового КПД с использованием коэффициента сжатия, мы придем к выводу, что тепловой КПД по воздушному стандарту цикла Отто является функцией коэффициента сжатия и κ = c _p /c 9 0024 в .

Тепловой КПД для цикла Отто – κ = 1,4

Это очень полезный вывод, поскольку желательно достичь высокой степени сжатия для извлечения большего количества механической энергии из данной массы воздушно-топливной смеси. Более высокая степень сжатия позволяет достичь той же температуры сгорания с меньшим количеством топлива, обеспечивая при этом более длительный цикл расширения. Это создает большую выходную механическую мощность и снижает температуру выхлопных газов . Снижение температуры выхлопных газов приводит к снижению энергии, выбрасываемой в атмосферу. Это соотношение показано на рисунке для κ = 1,4, представляющего окружающий воздух.

 

Ссылки:

Ядерная и реакторная физика:

1. Дж. Р. Ламарш, Введение в теорию ядерных реакторов, 2-е изд., Addison-Wesley, Reading, MA (1983).
2. Дж. Р. Ламарш, А. Дж. Баратта, Введение в ядерную технику, 3-е изд., Prentice-Hall, 2001, ISBN: 0-201-82498-1.
3. WM Stacey, Физика ядерных реакторов, John Wiley & Sons, 2001, ISBN: 0-471-39127-1.
4. Гласстоун, Сезонске. Разработка ядерных реакторов: разработка реакторных систем, Springer; 4-й выпуск, 1994, ISBN: 978-0412985317
5. W.S.C. Уильямс. Ядерная физика и физика элементарных частиц. Кларендон Пресс; 1 издание, 1991 г., ISBN: 978-0198520467
6. Кеннет С. Крейн. Введение в ядерную физику, 3-е издание, Wiley, 1987, ISBN: 978-0471805533
7. Г. Р. Кипин. Физика ядерной кинетики. Паб Эддисон-Уэсли. Ко; 1-е издание, 1965 г.
8. Роберт Рид Берн, Введение в работу ядерных реакторов, 1988 г.
9. Министерство энергетики, ядерной физики и теории реакторов США. Справочник по основам Министерства энергетики, том 1 и 2, 19 января.93.

Передовая физика реакторов:

1. К. О. Отт, В. А. Безелла, Введение в статику ядерных реакторов, Американское ядерное общество, исправленное издание (1989 г.), 1989 г. , ISBN: 0-894-4 8033-2.
2. К. О. Отт, Р. Дж. Нойхольд, Введение в динамику ядерных реакторов, Американское ядерное общество, 1985, ISBN: 0-894-48029-4.
3. Д. Л. Хетрик, Динамика ядерных реакторов, Американское ядерное общество, 1993, ISBN: 0-894-48453-2.
4. Э. Э. Льюис, В. Ф. Миллер, Вычислительные методы переноса нейтронов, Американское ядерное общество, 1993, ISBN: 0-894-48452-4.

См. выше:

Цикл Отто

Калькулятор степени сжатия — Wallace Racing

Калькулятор степени сжатия — Wallace Racing

Калькулятор степени сжатия

«Другой» ввод для любого объема, отсутствующего в калькуляторе.
Пример:

• Фаска на внешней кромке поршня.
• Объем кольцевой земли.
• Дополнительный объем в прокладке головки блока цилиндров,
  , где отверстие не является идеальной окружностью.
• Фаски клапанов на расточке цилиндров блока и др.

Калькулятор степени сжатия Общий рабочий объем двигателя Pontiac: (нажмите кнопку для этого диаметра цилиндра и хода для каждого двигателя) Щелкните следующее, чтобы добавить размер отверстия. (Примечание: если вы нажмете кнопки более одного раза, будет продолжать добавляться к значению отверстия.) Количество цилиндров: Диаметр отверстия: Ход поршня: Головная камера (куб.см): Предохранительный клапан/купол (куб.см): Толщина прокладки: Диаметр отверстия прокладки: Высота деки: Другие дополнения (куб. см): Введите положительное число для предохранительных клапанов. Введите отрицательное число, если есть купол.

Пожалуйста, заполните пробелы

Справочник по характеристикам турбонаддува	Turbo: Реальные высокопроизводительные турбонагнетатели	Машиностроение и механика гоночных автомобилей	Гоночная машина Динамика автомобиля	Улица с турбонаддувом
Элисон Балтер осваивает Microsoft Office Access 2003	Доступ к Библии 2003 г.	D-Link DP-300U 10/100TX 1 порт USB 2 параллельных порта Сервер печати	Сервер печати HP Wireless G	Написание макросов Excel с помощью VBA
Linksys PSUS4 PrintServer для USB с 4-портовым коммутатором	Комплект модернизации беспроводной печати HP	Сервер печати IOGEAR USB 2.