(Л) А Качественный комплект для измерения объема камер сгорания будет включать бюретку. В более дешевых комплектах будет использоваться градуированный шприц. Оба комплекта будут включать в себя плексиглас. (R) Если производитель не указывает толщину прокладки головки блока цилиндров в сжатом состоянии, можно использовать микрометр. Обязательно измерьте область со всеми слоями, но избегайте измерения пробки/сложенного слоя.

Когда поршень находится в нижней мертвой точке (НМТ), общий объем цилиндра равен рабочему объему, вкладу поршня в объем, объему прокладки головки блока цилиндров, объему головки цилиндра и зазору деки объем. Это рабочий объем плюс несканированный объем.

Итак, вы приобрели комплект поршней 9,5:1 для своего двигателя. Это означает, что степень сжатия двигателя будет 9,5 к 1, верно? Может быть, но, вероятно, нет. Вероятно, это будет где-то между 90,0 к 1 и 10,0 к 1. Причина в том, что рекламируемая степень сжатия предполагает, что камера сгорания имеет определенный объем, что используется определенная прокладка головки блока цилиндров и что высота поршня до деки является определенным числом. Реальность такова, что камеры сгорания отлиты и могут быть на 3 см больше или меньше, чем предполагалось. Платформа головки блока цилиндров обычно разрезается при механической обработке двигателя, и когда используются клапаны вторичного рынка, объем может быть добавлен или вычтен по сравнению с клапанами OEM. Если вы хотите узнать фактическую степень сжатия для вашего двигателя, вам нужно потратить время на ее измерение. Это может добавить дополнительные 200-300 долларов на сборку вашего двигателя или больше, поскольку правильный путь требует некоторой макетной сборки. Однако знание реальных цифр необходимо при разработке программы двигателя для достижения максимальной производительности. Во второй части мы покажем вам, как выбрать лучшую степень сжатия для максимальной производительности. Следите за обновлениями.

Как измерить нескорректированную степень сжатия…

     Существуют два основных метода определения степени сжатия данного двигателя:

      «Некорректированный метод» (иногда называемый геометрическим или европейским методом), который сравнивает объем над поршнем в нижней мертвой точке (НМТ) с объемом над поршнем в точной верхней мертвой точке (ВМТ). Этот метод часто подвергается критике, потому что он не отражает динамику, происходящую во время реальных условий работы двигателя, но, как и в случае с методами стационарного потока, используемыми на стенде потока (которые также не дублируют фактические условия работы), он имеет очень полезное значение. при планировании настройки и применения двигателя.

      «Скорректированный метод» (иногда называемый ловушечным или японским методом), который сравнивает объем над поршнем в точке хода поршня вверх, когда крыша выпускного отверстия полностью закрыта (на двухтактном двигателе выпускной клапан закрыт на четырехтактном) к объему над поршнем в точной верхней мертвой точке (ВМТ). Поначалу это кажется наиболее разумным взглядом на ситуацию, поскольку как мы можем действительно начать сжимать топливно-воздушную смесь до того, как все «утечки» будут перекрыты, верно? Ну не совсем…

      При повышенных оборотах двигателя (об/мин) поршень движется так быстро, что фактически «обгоняет» топливно-воздушную смесь до места «протечки» и «задерживает» гораздо больший объем топлива/воздуха в верхнем цилиндре, чем просто статический объем над выпускным отверстием. Эта «эффективность захвата» улучшается с увеличением числа оборотов в минуту. Наш двигатель неуклонно улучшается в отношении того, сколько топливно-воздушной смеси, которая попала в двигатель, фактически остается в верхней части цилиндра после закрытия выпускного отверстия и не теряется из выпускного отверстия заранее. Таким образом, по мере увеличения частоты вращения двигателя эффективность динамического захвата улучшается. Таким образом, в реальных условиях эксплуатации наша истинная степень сжатия динамически увеличивается с увеличением оборотов! Редко удается приблизиться к 100% эффективности на любых оборотах в «стандартном» двигателе, но с изменениями портов и хорошо спроектированной выхлопной системой, которая создает импульс «всасывания» (или продувки), чтобы помочь в тщательной эвакуации выхлопных газов И отрицательное давление для прокачки дополнительной топливно-воздушной смеси вверх через передаточные отверстия . ……. затем возвращает «начинку» (или положительный) импульс непосредственно перед закрытием выпускного отверстия для уменьшения потерь топлива / воздуха в узком диапазоне оборотов. мы действительно можем ПРЕВЫШАТЬ 100% эффективность захвата! Это означает, что ваш 125-кубовый двигатель с узко определенным «диапазоном мощности» может улавливать более 125 куб. см топлива/воздуха в верхнем цилиндре, а затем «выжимать» его в гораздо меньший объем над поршнем непосредственно перед зажиганием. Проблема здесь в том, что для этого требуется синхронизация импульсов впускной и выпускной систем, которая работает только в узком диапазоне оборотов двигателя. При других оборотах двигателя за пределами «диапазона мощности» импульсы в системах впуска и выпуска не совпадают по фазе и фактически будут способствовать снижению эффективности улавливания. В стандартных двигателях импульсы впускной и выпускной системы шире и, следовательно, эффективны в более широком диапазоне скоростей двигателя, что делает двигатель более гибким и удобным для пользователя. …. стоимость меньше общей эффективности улавливания и меньше пиковой выходной мощности.

      Теперь, зная, что на самом деле происходит, когда двигатель работает в своем «диапазоне мощности», возможно, вы начнете понимать, что ДЕЙСТВИТЕЛЬНО важно при рассмотрении степени сжатия:

•  Насколько велик двигатель (рабочий объем поршня в цилиндре от НМТ до ВМТ)?
  
•  Каков остаточный объем в ВМТ над поршнем, в который (независимо от «захваченного» процента) будет вдавлен объем цилиндра?
  
•  Какая эффективность динамического захвата ожидается, учитывая состояние двигателя? (Диапазон здесь может варьироваться от 75% или около того до 110% или немного выше в точно настроенной установке.)
  
•  Какого размера отверстие? Отверстия большего размера, как правило, менее эффективны с точки зрения заполнения/улавливания свежей топливно-воздушной смеси и удаления остаточных выхлопных газов от последнего события сгорания. Из-за этих фактов им также гораздо труднее контролировать процесс сгорания без детонации и/или проблем с преждевременным зажиганием. В основном по этим причинам степень сжатия обычно не может быть увеличена до таких высоких значений в двигателях с большим диаметром цилиндра без риска возникновения проблем или необходимости принятия дополнительных мер для обеспечения приемлемой надежности. (Вы заметили, что гоночные двигатели с действительно высокими оборотами имеют тенденцию распределять общий рабочий объем двигателя между несколькими меньшими цилиндрами с коротким ходом коленчатого вала? высокие обороты двигателя с меньшими скоростями поршня, чем у двигателя с более длинным ходом поршня сопоставимого размера, работающего на тех же оборотах.)
  
•  Какое октановое число топлива, которым будет питаться двигатель? Топливо с более высоким октановым числом и экзотические виды топлива, такие как метанол, обладают гораздо более высокой устойчивостью к «самовозгоранию, вызванному давлением» (детонации), что означает, что они могут выдерживать более высокие степени сжатия и все еще ждать искры от свечи зажигания, чтобы воспламенить их топливно-воздушную смесь, а не «детонируют» сами по себе. Если вы собираетесь использовать строгую диету из высокооктанового топлива, вы можете запланировать более высокую степень сжатия.
  
•  Обратите внимание, что в двухтактном двигателе выбор степени сжатия будет иметь большое влияние на генерируемую скорость сжатия и также должен быть соответствующим образом спланирован.

     Таким образом, принимая во внимание каждый из этих пунктов, ограничения должны стать очевидными при использовании «исправленного» метода расчета степени сжатия…….

     Например, вы можете поднять крышу выпускного окна в двухтактном цилиндре и обнаружить, что, не касаясь ничего другого, если вы используете скорректированный метод расчета степени сжатия, ваша степень упадет (из-за меньшего объема цилиндра над теперь более высоким выпускным клапаном). крыша порта). Но действительно ли ваш двигатель стал меньше? Конечно, нет! А при некоторых оборотах двигателя эффективность улавливания снова повысится. И если поднятие выхлопного отверстия было хорошей идеей и доказало свою эффективность, при более высоких оборотах двигателя, чем раньше, ваша эффективность улавливания может быть даже выше, так как динамически ваш двигатель улавливает БОЛЬШЕ топливно-воздушной смеси! Другими словами, ваше изменение порта «состояние настройки» ПОВЫШИЛо вашу динамическую степень сжатия на некоторых теперь «более высоких, чем раньше» оборотах двигателя.

     Настройщики, повышающие «скорректированную» степень сжатия каждый раз, когда они поднимают выхлопное отверстие, в какой-то момент могут столкнуться с неконтролируемой детонацией! «Скорректированная» степень сжатия 9,5: 1 может прекрасно работать для двигателя с выпускным отверстием, закрывающимся под углом 90 градусов до ВМТ и работающим, скажем, с эффективностью улавливания 85% при 9000 об / мин, но может вызвать большие проблемы, если он дублируется с выпускным отверстием. закрытие всего лишь при 75 градусах до ВМТ и эффективность улавливания 115% при 11 500 об/мин. Когда двигатель входит в свой «диапазон мощности» и начинает эффективно улавливать топливо/воздух, 9Соотношение 0,5:1 может быть слишком высоким из-за БОЛЕЕ 100% треппинга.

     Вы еще здесь? Хорошо, так что, черт возьми, мы делаем? Смотрим на полный рабочий объем цилиндра (объем над поршнем в НМТ) и сравниваем его с объемом над поршнем в ВМТ. Затем у нас есть довольно последовательная «базовая линия» для сравнения двигателей аналогичного размера и состояния настройки… яблоки к яблокам. Мы по-прежнему должны учитывать эффективность улавливания/продувки, размер отверстия, число оборотов в минуту и ​​октановое число топлива, которые будут использоваться, но это дает нам гораздо более последовательное эталонное значение, которое оказывается более полезным для реального мира. В качестве сноски, «скорректированный» расчет коэффициента сжатия также имеет свою полезность… например, при планировании скорости сжатия.

      Мягкие (штатные) моторы, как правило, вполне удовлетворительно работают на умеренных оборотах на откачиваемом газе с «нескорректированной» степенью сжатия, как правило, в диапазоне от 10:1 до 11,5:1 или даже немного выше в некоторых случаях. Средние хот-роды с октановым числом 100 или около того и диаметром цилиндра менее 70 мм часто могут выдерживать «неисправленное» значение до 13,5: 1. Драгстеры, используемые для коротких выстрелов с октановым числом 110 или лучше, с хорошо спроектированными камерами сгорания, препятствующими детонации, могут выдерживать 15,5 или 16: 1, а иногда и выше. Двигатели, работающие на метаноле, и двигатели, использующие смесь метанола и нитрометана, могут выдерживать 16:1 и выше (особенно при меньших размерах отверстия)…….

     Как рассчитать? Проще говоря, это (объем цилиндра в НМТ + объем камеры сгорания в ВМТ) разделить на (объем камеры сгорания в ВМТ).

     Объем цилиндра легко……. (радиус отверстия в миллиметрах) X (радиус отверстия в миллиметрах) X (3.14159) X (ход в миллиметрах). Затем разделите ответ на 1000, чтобы получить объем цилиндра в кубических сантиметрах.

     Объем камеры сгорания в ВМТ не имеет простой цилиндрической формы, поэтому его расчет не столь прямолинеен. Один из способов — снять головку и нанести на верхнюю часть цилиндра тонкий слой высококачественной (ЧИСТОЙ) смазки. Затем проверните двигатель вручную до ТОЧНОЙ верхней мертвой точки (используйте твердо установленный циферблатный индикатор) и сотрите ВЕСЬ избыток смазки. Это оставит тонкое покрытие между стенкой цилиндра и самым верхним кольцом, создав герметичное уплотнение. Переустановите головку и выровняйте двигатель, ориентируясь на поверхность прокладки свечи зажигания…… НЕ вращайте двигатель от точной ВМТ!! Заполните камеру сгорания маслом Marvel Mystery (ЧИСТЫМ!) из градуированной бюретки (доступной в магазинах медицинских товаров или, в частности, в таких организациях, как Powerhouse Performance Products в Мемфисе) до самого низа резьбы отверстия свечи зажигания. Обратите внимание, сколько жидкости было слито из бюретки из ее первоначального объема «до заполнения камеры сгорания». Теперь используйте этот объем в формуле, описанной выше. Престо!

     Вы говорите, что ваш двигатель разобран, и вы не хотите его полностью собирать? Или, может быть, выравнивание двигателя, ориентируясь на наклонную поверхность прокладки свечи зажигания, является большой проблемой, когда двигатель все еще находится в раме? Оценить составляющие объема камеры в ВМТ можно и по отдельности, но это требует немного больше работы…

     Чтобы вычислить «захваченный объем» в ВМТ с демонтированными компонентами, вам необходимо определить каждое из следующего:

• 1)   «Плоский объем» камеры сгорания.
• 2)   «Объем прокладки головки блока цилиндров».
• 3)   «Объем высоты палубы».
• 4)   «Объем смещения днища поршня».

     Для проверки «плоского объема» (FPV) камеры сгорания начните с очистки поверхности прокладки головки блока цилиндров от материала прокладки, очистки камеры сгорания от избыточного нагара и т.п. (аккуратно с помощью проволочной щетки) и установка обычно используемой свечи зажигания. Поместите несколько деревянных или аналогичных опор под головку так, чтобы камера сгорания находилась вверху на столе с небольшим наклоном в одном направлении относительно поверхности прокладки (не ровной). Нанесите узкую полоску смазки на расстоянии около 3 мм от края камеры сгорания, полностью окружая ее на поверхности прокладки. Используя кусок плексигласа (должен быть круглым и достаточно большим, чтобы полностью закрыть камеру сгорания, толщиной не менее 1/4 дюйма) с отверстием для заполнения 3/8 дюйма на одном краю, расположите отверстие в «высокую» сторону наклоненной камеры сгорания и плотно прижмите ее к поверхности прокладки, разбивая смазку и создавая уплотнение. Обязательно нажимайте на нее плотно, чтобы смазка не стала прокладкой. Теперь осторожно заполните камеру маслом Marvel Mystery из бюретки, снова отмечая начальное значение, чтобы вы знали, сколько масла было использовано для заполнения камеры после того, как вы закончите. Запишите свое чтение. Это FPV вашей камеры.

      Чтобы рассчитать «объем прокладки головки блока цилиндров» (HGV), просто используйте ту же формулу, что и выше, для расчета объема цилиндра, просто подставьте радиус внутреннего диаметра прокладки головки блока цилиндров (обычно БОЛЬШЕ, чем отверстие, поэтому измерьте его !) и используйте толщину прокладки (предпочтительно сжатую толщину от использованной прокладки головки блока цилиндров) в качестве замены в приведенном выше уравнении для «хода». Разделите свой ответ, как и раньше, на 1000, и вы получите HGV. Запишите и это.

      «Объем высоты палубы» (DHV) снова рассчитывается по той же базовой формуле. Но вы должны либо отметить высоту деки во время разборки, либо временно поставить поршень обратно на шток, сдвинуть цилиндр вниз по поршню (на новую базовую прокладку, но вам не нужны кольца) и использовать пару головок или базовых гаек. чтобы плотно прижать его к корпусам. Подведите поршень к ВМТ и с помощью щупа для измерения глубины от нониуса или штангенциркуля с часовым механизмом определите, насколько ниже или выше верхней части цилиндра находится кромка днища поршня. ОЧЕНЬ ВАЖНО! Убедитесь, что он находится на одной линии с поршневым пальцем, чтобы поршень не наклонялся вокруг оси поршневого пальца во время измерения. В формуле снова используйте размер отверстия и замените высоту деки ходом. Если высота деки была НАД цилиндром в ВМТ, поставьте знак минус (-) перед расчетным ответом. Если высота деки была НИЖЕ верха цилиндра в ВМТ, оставьте рассчитанный ответ как есть (положительный). Запишите этот номер как DHV.

     Для определения «объема смещения днища поршня» сначала наденьте верхнее кольцо только обратно на поршень. Убедитесь, что вы удалили все лишние отложения с днища поршня, чтобы получить точное измерение объема. Затем покройте последний дюйм внутренней поверхности цилиндра слоем смазки толщиной около 1/16 дюйма по всей окружности. Осторожно сожмите кольцо и установите поршень снизу цилиндра. Протолкните поршень вверх по цилиндру, чтобы в пределах примерно 1/2 дюйма от верхней части канала ствола. Убедитесь, что вы не толкаете его так далеко, что верхняя часть заводной головки выступает над верхней частью канала ствола. Осторожно удерживайте поршень на месте и вытрите всю оставшуюся смазку с верхней части днища поршня чистой тряпкой. Натяжение кольца и смазка обычно поддерживают положение поршня в отверстии после того, как вы очистили головку. Теперь используйте глубиномер на штангенциркуле циферблатного типа, чтобы измерить расстояние от верхней части отверстия до края днища поршня. Сделайте это в трех или четырех местах вокруг отверстия и «подровняйте» поршень в отверстии так, чтобы расстояние по отверстию было одинаковым по всей длине цилиндра. Запишите это расстояние вниз по отверстию до кромки днища поршня. Теперь нанесите немного смазки на всю верхнюю часть цилиндра и снова немного наклоните поверхность прокладки головки (как вы делали раньше, когда регулировали головку) на верстаке, используя деревянные блоки (или что-то еще), чтобы поддержать ее. . Плотно вдавите пластину из плексигласа в смазку, чтобы создать хорошее уплотнение, и снова расположите «заливное отверстие» на высокой стороне вашего наклона. Полностью заполните верхнюю часть цилиндра до заливного отверстия жидкостью из градуированной бюретки, еще раз отметив показание «до заполнения». Определите, сколько жидкости вы залили в цилиндр, когда закончите, и запишите это. СЕЙЧАС снова выполните расчет, используя нашу формулу выше. В формуле используйте размер отверстия цилиндра и подставьте расстояние вниз по цилиндру, на котором находился ваш поршень, для измерения хода. Ответ — объем в верхнем цилиндре над вашим поршнем, если у поршня была ПЛОСКАЯ ВЕРХНЯЯ ЧАСТЬ. Конечно, нет, поэтому мы просто скопировали это! Вычтите из этого расчета FLAT TOP фактическое измерение куб. см, которое вы только что сделали на своем поршне. Разница заключается в вашем фактическом рабочем объеме поршня (PCDV) для вашего поршня. Если это положительное число, ваш поршень «выступает» вверх, в то время как ваш поршень «утоплен» в местах в головке, если полученное число отрицательное. Запишите эту цифру.

     Хорошо, теперь вы готовы вычислить фактический «запертый объем» вашей камеры сгорания в точной верхней мертвой точке. Рассчитайте следующим образом:

     Trapped Vol. = (FPV камеры сгорания) + (HGV) + (DHV) — (PCDV)

     Вау! Теперь вернитесь и рассчитайте свой нескорректированный коэффициент сжатия …….

      (Цил. об. + захваченный объем) / (захваченный объем) = UCCR:1

     Я надеюсь, что это поможет тем, кто найдет время, чтобы прочитать его и внимательно следовать ему. Это в основном написано для двухтактного двигателя, но читатель должен быть в состоянии применить все это и к четырехтактному двигателю (даже синхронизацию портов можно сравнить с фазами газораспределения в четырехтактном с точки зрения эффективности и улучшенного расхода топлива). /воздушная смесь «запирается» на более высоких оборотах). Это очень стандартная процедура, выполняемая каждым профессиональным планом модификации двигателя.