Степень сжатия двигателя — подробное пояснение характеристики
Отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания называется
степенью сжатия — Е.
Всё коротко и ясно. Но вот достаточно ли? Конструкция силовой установки — это только способ или система, которая тепловую энергию сгоревшего топлива превращает в механическую энергию вращающихся частей двигателя. Понятия «сжатие”, «расширение», «рабочее тело» обязывают ещё рассматривать физико-химические процессы, происходящие в цилиндрах двигателя. А эти процессы невозможны без температуры, которая, в свою очередь, задаётся степенью сжатия. Эффективность использования расширяющихся газов зависит от степени расширения. И вот, при рассмотрении этих процессов в самом общем виде можно и нужно кое-что уяснить. Всё по порядку.
Степень сжатия является одной из характеристик двигателя. Она показывает, во сколько раз уменьшается объем рабочей смеси или воздуха при перемещении поршня из НМТ в ВМТ.
Повышение степени сжатия позволяет увеличить мощность двигателя и улучшить его экономичность. Возможность увеличения степени сжатия определяется главным образом свойствами топлив, токсичностью отработанных газов и нагрузкой на детали двигателя; для бензиновых автомобильных двигателей Е= 6,5 -14, а для дизеля Е = 15-24.
В дизельных двигателях с увеличением степени сжатия Е повышаются температура и давление воздуха в момент начала впрыска. В результате этого задержки воспламенения уменьшаются, снижается скорость нарастания давления, и работа двигателя становится более мягкой. Однако при больших Е (вследствие более высоких давлений в цилиндре) необходимо увеличивать массу деталей кривошипно-шатунного механизма для повышения прочности. Это приводит к возрастанию механических потерь.
Увеличение степени сжатия в бензиновых двигателях ограничено в связи с возможностью возникновения детонации. Детонационное сгорание, продолжающееся некоторое время, может привести к повреждению двигателя.
Степень сжатия — характеристика двигателя, заданная конструктором. Проверять её нет необходимости, и только при ремонте двигателя нужно строго выполнять технические условия сборки конкретного двигателя.
Является ли степень сжатия величиной постоянной? Или степень сжатия — величина переменная?
Если допустить, что степень сжатия — величина постоянная, то мы получим две другие постоянные величины — температуру и давление.
Но такого произойти не может. Нельзя рассматривать работу двигателя, принимая во внимание только его конструкцию.
Для того чтобы появились температура и давление, нужно что-то сжимать (степень сжатия). Это что-то -воздух или топливовоздушная смесь (рабочее тело).
Нагрузка двигателя регулируется путём дросселирования воздуха, что является непременным условием сохранения примерно постоянного состава топливовоздушной смеси в бензиновом двигателе. В дизельном двигателе нагрузка регулируется изменением количества топлива, подаваемого в камеру сгорания.
Другими словами, мы управляем мощностью двигателя путём изменения количества рабочего тела в его цилиндрах.
На современных автомобилях применяются электронные системы управления, способные быстро и точно рассчитать состав и количество рабочего тела, своевременно и в нужном количестве подать его в цилиндры двигателя с учётом многих факторов, влияющих на работу силовой установки в целом.
Вспомним некоторые режимы работы двигателя — холостой ход, частичная нагрузка и максимальная нагрузка.
Для каждого из этих режимов работы двигателя необходимо определённое количество рабочего тела в соответствии с положением педали подачи топлива.
Для режима холостого хода необходимо минимальное количество рабочего тела, для режима максимальной нагрузки — максимальное.
Если заполнить максимальным количеством рабочего тела объём между поршнем, находящимся в НМТ, и головкой блока (максимальная нагрузка), а затем переместить поршень в ВМТ, то рабочее тело сожмётся до какой-то плотности. После проведённых расчётов мы получим реальную степень сжатия рабочего тела. Эта реальная степень сжатия не может быть выше (для атмосферных двигателей) степени сжатия, предусмотренной при конструировании конкретного двигателя.
Это обусловлено рядом факторов, влияющих на количество свежего заряда, поступившего в цилиндр двигателя, — гидравлического сопротивления впускной системы, наличие в цилиндре остаточных газов, подогревом заряда от стенок впускной системы и пр.
Если частично заполнить рабочим телом тот же объём между поршнем, находящимся в НМТ, и головкой блока (холостой ход), а затем переместить поршень в ВМТ, то рабочее тело сожмётся до меньшей плотности.
После проведённых расчётов мы получим реальную степень сжатия рабочего тела для режима холостого хода. Проводя подобные расчёты для каждого положения педали подачи топлива, мы можем рассчитать реальную степень сжатия в цилиндрах в каждый из моментов работы двигателя.
Верхний предел степени сжатия ограничен конструктивными особенностями двигателя (прочностью), свойствами топлива и т.д.
Нижний предел степени сжатия ограничен способностью топлива к воспламенению. На изменение реальной степени сжатия, в основном, влияет «насосная» характеристика цилиндров (исправная цилиндропоршневая группа -больше рабочего тела, неисправная — меньше).
Реальную степень сжатия рассчитывать не надо. Достаточно иметь возможность проверить компрессию в цилиндрах двигателя, сравнить результаты измерения с техническими данными производителя конкретного двигателя. Также необходимо проверить герметичность (производитель указывает допустимые нормы потерь — некоторые называют это проверкой на «утечки») камеры сгорания цилиндра.
Если полученные данные соответствуют характеристикам, указанным производителем этого двигателя, то с реальной степенью сжатия все в порядке.
Чем выше давление (компрессия) в цилиндрах двигателя и лучше герметичность камеры сгорания -тем выше реальная степень сжатия, температура рабочего тела, и тем лучше условия для воспламенения топлива.
Любая электронная система управления двигателем учитывает изменение реальной степени сжатия и реагирует на её изменение путём своевременной коррекции состава топливовоздушной смеси и изменением времени подвода тепла.
Для двигателей с различными системами наддува количество рабочего тела в его цилиндрах будет большим, и реальная степень сжатия, соответственно, выше. Большими являются при этом температурные и механические нагрузки. Двигатели с системами наддува отличаются от атмосферных двигателей большей мощностью и конструктивно.
На рисунке 1 (а) показано поле реальных степеней сжатия, полученное путём измерения давлений конца сжатия в бензиновом двигателе с геометрической степенью сжатия Е = 8,5.
На рисунке 1(6) показано поле реальных степеней сжатия двигателя с геометрической степенью сжатия Е = 12,5
Реальная степень сжатия зависит от технического состояния цилиндров двигателя, а также устройств, призванных изменять в этих цилиндрах количество рабочего тела (различные системы наддува).
С геометрической степенью сжатия всё понятно. С реальной степенью сжатия, я надеюсь, тоже всё будет в порядке. Во всяком случае, я старался.
На этом можно было бы и заканчивать, но есть ещё кое-что. На это «кое-что» мы иногда не обращаем внимание. Точнее, мы знаем об особенностях газообмена, но забываем о них, когда речь идёт об определении «степень сжатия».
Рис. 2. Индикаторная диаграмма четырёхтактного дизельного двигателя без наддува в координатах Р — V: а) — цикл; б) — процесс газообмена
Если внимательно посмотреть на индикаторную диаграмму (рис.
2) четырёхтактного дизельного двигателя без наддува (да и бензинового тоже), то мы увидим, что при впуске впускной клапан закрывается после того, как поршень уже начал движение от НМТ к ВМТ и даже прошёл какое-то расстояние (точка 2). То есть процесс сжатия начался несколько позже. Нечто подобное происходит и в такте расширения — выпускной клапан открывается раньше, чем поршень дошел до НМТ (точка 4).
То есть фактически степени сжатия и расширения отличаются от заданных по характеристике параметров (отношение объёмов двух геометрических фигур). И у нас есть основание назвать такие степени сжатия и расширения фактическими. А степени сжатия и расширения, соответствующие характеристике рассматриваемого двигателя — геометрическими.
Поршневой двигатель с простым кривошипношатунным механизмом имеет равные между собой геометрические степень сжатия и степень расширения.
На протяжении длительного времени (практически с момента появления двигателя внутреннего сгорания) создатели двигателей стремились максимально использовать давление расширяющихся газов.
С этой целью создавались сложные системы кривошипов, способные повысить степень расширения. Но такие двигатели имели низкий механический КПД и были неработоспособны при высоких частотах вращения.
Различных степеней сжатия и расширения можно частично добиться регулированием моментов открытия и закрытия клапанов.
Мне кажется, в самый раз сейчас вспомнить пятитактный цикл Аткинсона/Мил-лера. Представьте себе двигатель, у которого геометрическая степень сжатия — 13 (для двигателя ОТТО это достаточно высокая степень сжатия), объём — 1.51, впускной клапан которого закрывается не 36 градусов после НМТ по углу поворота коленчатого вала, а 81 градус. Естественно, часть рабочего тела будет вытеснена во впускной коллектор.
Вот вам и пятый цикл — вытеснение. Если допустить, что вытеснено 20% рабочего тела, то фактическая степень сжатия этого двигателя будет 10,6. Рабочий объём такого двигателя, если брать во внимание только фактическую степень сжатия, будет близок к двигателю объёмом 1.21. А фактическая степень расширения будет соответствовать нашему двигателю объёмом 1.51. Расход топлива, экологические показатели, мощность, крутящий момент… Интересно? Мне тоже интересно. Но это не тема сегодняшнего разговора.
Я взял этот пример из Интернета и не ручаюсь за точность всех данных, но он наглядно показывает суть цикла.
По циклу Аткинсона/Миллера на сегодняшний день работают двигатели TOYOTA Prius, 1,51 1NZ-FXE, 2,26l FORD Escap Hibrid.
Таким образом, необходимо различать:
А. Степень сжатия как одна из технических характеристик двигателя (геометрическая), она неизменна.
B. Степень сжатия фактическая — также является технической характеристикой двигателя, характеризуется фазами газораспределения, она неизменна.
В двигателях с регулируемыми фазами газораспределения степени сжатия и расширения также являются характеристикой двигателя, и их следует считать фактическими.
C. Степень сжатия реальная, меняющаяся в зависимости от:
— количества поступившего в цилиндры двигателя рабочего тела;
— частоты вращения коленчатого вала;
— технического состояния цилиндропоршневой группы двигателя и т.д.
Владимир Белоносов
АвтоМастер
Увеличение объема и степени сжатия двигателя ВАЗ 2101
Отечественные машины первых лет выпуска зачастую находятся не в самом лучшем состоянии, но встречаются и весьма ухоженные экземпляры, которые сверкают свежей краской и отлично сохранившимся хромом. Но прыть таких машин, которые уходят со светофора, не уступая многим иномаркам, удивляет еще больше. Существует множество вариантов доработки двигателя ВАЗ 2101. Рассмотрим способ, позволяющий увеличить объем и степень сжатия двигателя.
Что такое объем двигателя? Это то, сколько жидкости можно залить во все цилиндры.
Сколько поместится, такой и объем двигателя. В случае с двигателем внутреннего сгорания роль жидкости выполняет топливо-воздушная смесь. Чем больше объем, тем больше смеси будет в цилиндрах и тем больше получится мощности при ее сгорании.
Вторым важным фактором при доработке двигателя является степень сжатия: чем она выше, тем лучше. Что это такое? Степенью сжатия называется соотношение объема над поршнем в его нижнем положении к соотношению объема над поршнем в его верхнем положении. Увеличивая степень сжатия, вы сжимаете смесь, которая была в цилиндре в меньшей (чем ранее) камере сгорания. Это приводит к тому, что энергия от взрыва топлива освобождает большее количество энергии.
Объем двигателя увеличивается двумя путями: известная всем расточка в случае с «копейкой» даст максимум 100 кубических сантиметров, но вы значительно понизите ресурс двигателя. После такой расточки при следующем ремонте придется гильзовать блок или же ставить новый. Более целесообразно расточить стандартный цилиндр диаметром 76,0 мм под ближайший ремонтный размер – 76,4.
Прибавка от данной расточки составит 16 кубических сантиметров. Конечно же, это не так много, но зато уберется эллипс в цилиндрах, и блок можно будет назвать новым.
Объем увеличивается путем замены коленвала, как его называют в народе, «колено». Стандартная запчасть имеет ход в 66 мм, устанавливается троечный, а лучше 213-й коленвал. У него ход 80 мм, и он лучше троечного тем, что он полнопротивовесный. Это также даст некую прибавку в мощности. Коленвал с увеличенным ходом даст 250 кубических сантиметров. Вот она, значительная прибавка объема двигателя.
Увеличение степени сжатия производится фрезеровкой головки блока цилиндров, но эту работу обязательно должен выполнять специалист, так как слишком большая степень сжатия приведет к детонации. Что-то с ней сделать можно будет только заменой ГБЦ. Обычно голова стачивается на 1,2 мм. Повышенная степень сжатия потребует перехода на более высокооктановый бензин, но мощность возрастет. Желательно заменить распределительный вал на 213-й: у него более широкие фазы, он позволяет за раз подать больше топлива в цилиндр.
Такой 1,5, построенный на «низком» блоке, будет выдавать большую мощность, чем классический 1,5 или 1,6, устанавливаемый с завода на «Жигули». Для того чтобы поршни на новом коленвале не уперлись в камеру сгорания, необходимо заменить шатуны или поршни.
ВАЗ 2101 1.2 (62 л.с.) — Технические данные
Автомобиль 2101 1.2 (62 л.с.) производства ВАЗ оснащен бензиновым двигателем А-95 объемом 1198 см3 мощностью 62 л.с. Модель запущена в производство в 1970 году и прекращена в 1983 году. Максимальная скорость ВАЗ 2101 1.2 (62 л.с.) составляет 142 км/ч, а разгон до 100 км/ч с места занимает 21 секунду.
Ниже приведены технические данные и характеристики ВАЗ 2101 1.2 (62 л.с.):
Производительность
| Двигатель | 1.2 (62 л.с.) |
| Мощность | 62 HPW |
| Максимальная скорость | 142 км/ч |
| Разгон 0-100 км/ч | 21 |
| Расход топлива Городской | 9,4 |
| Расход топлива за городом | 6,9 |
| Комбинированный расход топлива | 9,2 |
| Тип топлива | Бензин (бензин) А-95 |
| Вес | 945 кг |
| Стандарт выбросов | н/д |
| Механическая коробка передач (количество передач) | 4 |
| Автоматическая коробка передач (количество передач) | н/д |
Автозапчасти
Найти и заказать различные автозапчасти на ВАЗ 2101 1.
2 (62 л.с.):
| Шины | Колесные диски | Подвески |
| Части тела | Смазочное масло | Форсунки |
| Турбина | Ветровое стекло | Лампочки |
Общие сведения
| Марка автомобиля | ВАЗ |
| Модель | 2101 |
| Поколение | 2101 |
| Тип корпуса | Седан |
| Количество дверей | 4 |
| Сиденья | 4+1 |
Размеры, вес, объем
| Длина | 4073 мм |
| Ширина | 1611 мм |
| Высота | 1440 мм |
| Вес | 945 кг |
| Максимальный вес | нет данных кг |
| Колесная база | 2424 мм |
| Передняя направляющая | 1349 мм |
| Задняя гусеница | 1305 мм |
| Зазор | нет мм |
| Емкость топливного бака | 39 литров |
| Максимальный объем багажа | нет л |
| Минимальный объем багажа | 325 л |
Двигатель
| Положение двигателя | Передняя, продольная |
| Объем двигателя | 1198 см3 |
| Топливная система | Карбюратор |
| Турбина | н/д |
| Крутящий момент | 89/3400 Н·м |
| Максимальная мощность In | 5000 об/мин |
| Тип топлива | Бензин (бензин) А-95 |
| Количество цилиндров | 4 |
| Расположение цилиндров | Рядный |
| Диаметр цилиндров | 76 мм |
| Ход в цилиндре | 66 мм |
| Степень сжатия | 8,5 |
| Количество клапанов на цилиндр | 2 |
| Клапанный механизм | ОНС |
| Модель двигателя | н/д |
Колеса и тормоза
| Колесный привод | Задний |
| АБС | н/д |
| Тип рулевого управления | Червячный редуктор |
| Усилитель руля | н/д |
| Передние тормоза | Диск |
| Задние тормоза | Барабан |
| Передняя подвеска | Двойной поперечный рычаг |
| Задняя подвеска | Винтовая пружина |
| Размер шин | 155/80 СР13 |
| Размер колесных дисков | н/д |
| Диаметр поворота | н/д |
ВАЗ 2101 1.
2 (62 лс) ИзображенияВ гугле есть хороший выбор изображений ВАЗ — НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ для изображений ВАЗ 2101.
Представленные выше данные для ВАЗ 2101 1.2 (62 л.с.) могут содержать ошибки. AutoData.wiki не несет никакой ответственности за любые неточности. Мы всегда стремимся улучшить нашу базу данных автомобилей, поэтому, если вы обнаружите какие-либо неверные данные, свяжитесь с нами.
Лада 2105 ВФТС-2 (Группа Б)
Опубликовано: 18 янв. 2016 в 23:38 Первоначально опубликовано в: 2015 (старый веб-сайт) (C) Джей Оже - владелец и автор веб-сайта Уведомление : Копирование содержимого веб-сайта в любой форме (включая, помимо прочего, копирование/вставку текста и захват экрана) строго запрещено.
INTRODUCTION
Этот заднеприводный раллийный автомобиль создан на базе российской модели ВАЗ-2105 Lada Riva, также известной как «коммунистическая реплика» FIAT 124, и построен ВФТС ( Вильнюсская Фа Брика Транспортных Sredstv), который был основан и затем управлялся известным литовским гонщиком Стасисом Брундзой.
Все раллийные автомобили ВФТС считались простыми, прочными, легко ремонтируемыми и обладали достойными характеристиками по доступной цене.
СОДЕРЖАНИЕ
- ИСТОРИЯ
- ХАРАКТЕРИСТИКИ РАЛЛИ АВТОМОБИЛЯ
- ВЕРСИЯ ОМОЛОГАЦИИ
- УТВЕРЖДАЮЩИЕ ДОКУМЕНТЫ (B-222)
- ХАРАКТЕРИСТИКИ ДОРОЖНЫХ АВТОМОБИЛЕЙ
- ВИДЕО
- ССЫЛКИ
ИСТОРИЯ
Лада Рива ВАЗ-2105 серийная модель Производство ВАЗ 2105 началось в 1979 на Вильнюсском автомобильном заводе в Литве. Позже фирма ВФТС выбрала его для замены своего первого раллийного автомобиля Lada 1600 (ВАЗ-2106) в качестве своей флагманской модели. Выпустив необходимые агрегаты, в октябре 1982 года он получил омологацию группы B под названием «ВФТС-2», что просто означало, что это была вторая раллийная модель, выпущенная компанией, но наиболее широко известная энтузиастам как 2105 ВФТС.
В раллийном автомобиле 2105 VFTS использовался тот же двигатель объемом 1568 куб. использование двойных карбюраторов WEBER 45 DCOE, модифицированных внутренних компонентов и гоночного топлива с октановым числом 100. Небольшой объем двигателя эффективно помещал автомобиль в класс B/10 для двигателей объемом от 1300 до 1600 куб.
Двигатель 2105 VFTS В ходе его ограниченного производства были доступны усовершенствования, такие как усиленный картер заднего моста в 1985 году и новая 5-ступенчатая коробка передач в 1986 году. первая передача в дальнем правом углу над задней передачей, в то время как со второй по четвертую передачи занимали нормальную схему 4-ступенчатого агрегата. Эта компоновка была идеальной для ралли, поскольку первая передача редко выбирается, кроме как для стартов, и позволяла выстраивать наиболее часто используемые передачи, вторую и третью, а не пересекать их. Другие улучшения включали наличие более легких алюминиевых внутренних дверных панелей, капота / капота (с добавленным впускным каналом), заднего багажника / багажника и боковых экранов из поликарбоната.
Lada 2105 VFTS участвовала лишь в нескольких редких гонках чемпионата мира по ралли (WRC) в эпоху группы B, таких как финское ралли 1000 озер, где она полностью доминировала в классе B/10 в 1986 году, заняв первые 6 мест. классовые позиции. Российский гонщик Игорь Больших финишировал 18-м в общем зачете и 1-м в классе B/10. Тем не менее, автомобиль был более конкурентоспособен в национальных соревнованиях Восточной Европы, где он лидировал в большинстве гонок, в которых участвовал, завоевав обширный список побед и подиумов.
Производство 2105 VFTS официально закончилось в 1990 году, всего было построено и продано 30 единиц по всему миру. На автомобиль не повлиял печально известный запрет группы B 1986 года, поскольку он выступал в классе B/10 и продолжал широко использоваться в ралли, санкционированных FIA, до истечения срока его омологации в конце 1991 года. затем приобрел такую известность среди энтузиастов ралли старого коммунистического блока, что многие каперы начали их копировать, и вскоре он стал доступен в виде кит-кара.
Реплики VFTS-2 по сей день являются основой многих раллийных серий в Восточной Европе, где они по-прежнему успешно конкурируют, а также приветствуются в исторических поездках по всему миру.
Следует отметить, что ВФТС также работала над прототипом «Лада Турбо» группы Б, более известным как Лада Самара Ева (нажмите, чтобы узнать больше).
ХАРАКТЕРИСТИКИ РАЛЛИЙСКИХ АВТОМОБИЛЕЙ
| Группа/Класс | Б/10 | Номер омологации: B-222 (нажмите, чтобы просмотреть документы) |
| Годы работы | 1982~1991 (ФИА) | Омологация
|
| Двигатель | ||
| Тип | И-4, SOHC 8v, газ | передний, продольный |
| Рабочий объем | 1568 см3 | ВКР = 1568 куб. см |
| Степень сжатия | 11,5:1 | |
| Выходная мощность — крутящий момент | 160 л.с. при 7000~7500 об/мин | 122~134 фунт-фут (165~182 Нм) при 5500~6000 об/мин |
| Материалы | Блок: чугун | головка блока цилиндров: алюминий |
| Аспирация |
| |
| Зажигание | – | |
| Система охлаждения | с водяным охлаждением | |
| Система смазки | мокрый картер с 1 масляным насосом | |
| Трансмиссия | ||
| Тип | задний привод |
|
| Передаточные числа коробки передач |
|
|
| Дифференциальные коэффициенты | 3,53 или 3,06 | 2,37 |
| Сцепление | однодисковый – сухой | |
04| Шасси-кузов | ||
| Тип |
| |
| Передняя подвеска | независимая, стойки, винтовые пружины | |
| Задняя подвеска | усиленная прямая ось, стойки, винтовые пружины, радиусные стержни | |
| Система рулевого управления | червячный ролик | 16,4:1 |
| Тормоза |
| двухконтурный с сервоприводом, регулируемое передаточное отношение |
| Размеры | ||
| длина: 4090 мм (161,0 дюйма) | ширина: 1725 мм (67,9 дюйма) | высота: 1400 мм (55,1 дюйма) |
| колесная база: 2424 мм (95,4 дюйма) | Передняя гусеница: 1365 мм (53,7 дюйма) | задняя гусеница: 1321 мм (52,0 дюйма) |
| Диски – шины |
| |
| Масса в сухом/без груза | 920~950 кг (2028~2094 фунта) | |
| Вес/мощность | 5,1–5,9 кг/л. с. (11,3–13,1 фунта/л.с.) | |
| Топливный бак | – | |
ОМОЛОГАЦИЯ / ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ВЕРСИЯ
Lada Riva 2105 серийная модельВАЗ : В ольжский А автомобильный Z авод (сейчас АвтоВАЗ), более известный как Lada. 2105, также известный как «Жигули» или Lada Riva на некоторых рынках, был основан на платформе FIAT 124. Представлен в 1979, производство модели невероятно продлилось до 2010 года. Хотя он явно задумывался как экономичный автомобиль без каких-либо стремлений к производительности, 2105 по-прежнему очень популярен среди автомобильных энтузиастов России и Восточной Европы, которые наслаждаются богатой историей автоспорта модели.
Серийное производство ВАЗ-2105 намного превысило 200 омологационных единиц, требуемых правилами группы B. В таких случаях FISA/FIA требовала ограниченную серию, состоящую как минимум из двадцати «эволюционных» автомобилей — автомобилей, оснащенных всеми различными деталями VO (Variant Option), предназначенными для гонок.