Степень сжатия у бензинового двигателя равна

Содержание

Общее устройство и работа двигателя

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) — самый распространенный тип двигателя легкового автомобиля. Работа двигателя этого типа основана на свойстве газов расширяться при нагревании. Источником теплоты в двигателе является смесь топлива с воздухом (горючая смесь).

Двигатели внутреннего сгорания бывают двух типов: бензиновые и дизельные. В бензиновом двигателе горючая смесь (бензина с воздухом) воспламеняется внутри цилиндра от искры, образующейся на свече зажигания 3 (рис. 3). В дизельном двигателе горючая смесь (дизельного топлива с воздухом) воспламеняется от сжатия, а свечи зажигания не применяются. На обоих типах двигателей давление образующейся при сгорании горючей смеси газов повышается и передается на поршень 7. Поршень перемещается вниз и через шатун 8 действует на коленчатый вал 11, принуждая его вращаться. Для сглаживания рывков и более равномерного вращения коленчатого вала на его торце устанавливается массивный маховик 9.

Рис.3. Схема одноцилиндрового двигателя.

Рассмотрим основные понятия о ДВС и принцип его работы.

В каждом цилиндре 2 (рис. 4) установлен поршень 1. Крайнее верхнее его положение называется верхней мертвой точкой (ВМТ), крайнее нижнее — нижней мертвой точкой (НМТ). Расстояние, пройденное поршнем от одной мертвой точки до другой, называется ходом поршня. За один ход поршня коленчатый вал повернется на половину оборота.

Рис.4. Схема цилиндра

Камера сгорания (сжатия) — это пространство между головкой блока цилиндров и поршнем при его нахождении в ВМТ.

Рабочий объем цилиндра — пространство, освобождаемое поршнем при перемещении его из ВМТ в НМТ.

Рабочий объем двигател — это рабочий объем всех цилиндров двигателя. Его выражают в литрах, поэтому нередко называют литражом двигателя.

Полный объем цилиндра — сумма объема камеры сгорания и рабочего объема цилиндра.

Степень сжатия показывает, во сколько раз полный объем цилиндра больше объема камеры сгорания. Степень сжатия у бензинового двигателя равна 8. 10, у изельного — 20. 30.

От степени сжатия следует отличать компрессию.

Компрессия — это давление в цилиндре в конце такта сжатия характеризует техническое состояние (степень изношенности) двигателя. Если компрессия больше или численно равна степени сжатия, состояние двигателя можно считать нормальным.

Мощность двигателя — величина, показывающая, какую работу двигатель совершает в единицу времени. Мощность измеряется в киловаттах (кВт) или лошадиных силах (л. с), при этом одна лошадиная сила приблизительно равна 0,74 кВт.

Крутящий момент двигателя численно равен произведению силы, действующей на поршень во время расширения газов в цилиндре, на плечо ее действия (радиус кривошипа — расстояние от оси коренной шейки до оси шатунной шейки коленчатого вала). Крутящий момент определяет силу тяги на колесах автомобиля: чем больше крутящий момент, тем лучше динамика разгона автомобиля.

Максимальные мощность и крутящий момент развиваются двигателем при определенных частотах вращения коленчатого вала (указаны в технической характеристике каждого автомобиля).

Такт — процесс (часть рабочего цикла), который происходит в цилиндре за один ход поршня. Двигатель, рабочий цикл которого происходит за четыре хода поршня, называют четырехтактным независимо от количества цилиндров.

Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя. Он протекает в одном цилиндре в такой последовательности (рис. 5):

Рис.5. Рабочий цикл четырехтактного двигателя

Рис.6. Схема работы четырехцилиндрового двигателя

1 -й такт — впуск. При движении поршня 3 вниз в цилиндре образуется разрежение, под действием которого через открытый впускной клапан 1 в цилиндр из системы питания поступает горючая смесь (смесь топлива с воздухом). Вместе с остаточными газами в цилиндре горючая смесь образует рабочую смесь и занимает полный объем цилиндра;

2-й такт — сжатие. Поршень под действием коленчатого вала и шатуна перемещается вверх. Оба клапана закрыты, и рабочая смесь сжимается до объема камеры сгорания;

3-й такт — рабочий ход, или расширение. В конце такта сжатия между электродами свечи зажигания возникает электрическая искра, которая воспламеняет рабочую смесь (в дизельном двигателе рабочая смесь самовоспламеняется). Под давлением расширяющихся газов поршень перемещается вниз и через шатун приводит во вращение коленчатый вал;

4-й такт — выпуск. Поршень перемещается вверх, и через открывшийся выпускной клапан 4 выходят наружу из цилиндра отработавшие газы.

При последующем ходе поршня вниз цилиндр вновь заполняется рабочей смесью, и цикл повторяется.

Как правило, двигатель имеет несколько цилиндров. На отечественных автомобилях обычно устанавливают четырехцилиндровые двигатели (на автомобилях «Ока» —двухцилиндровый). В многоцилиндровых двигателях такты работы цилиндров следуют друг за другом в определенной последовательности. Чередование рабочих ходов или одноименных тактов в цилиндрах многоцилиндровых двигателей в определенной последовательности называется порядком работы цилиндров двигателя. Порядок работы цилиндров в четырехцилиндровом двигателе чаще всего принят I —3—4—2 или реже I —2—4—3, где цифры соответствуют номерам цилиндров, начиная с передней части двигателя. Схема на рис. 6 характеризует такты, происходящие в цилиндрах во время первого полуоборота коленчатого вала. Порядок работы двигателя необходимо знать для правильного присоединения проводов высокого напряжения к свечам при установке момента зажигания и для последовательности регулировки тепловых зазоров в клапанах.

В действительности любой реальный двигатель гораздо сложнее упрощенной схемы, представленной на рис. 3. Рассмотрим типовые элементы конструкции двигателя и принципы их работы.

Источник: 1pdd.ru

Степень сжатия дизельного двигателя

В любом автомобиле двигатель является очень сложной системой, и дизельный не исключение. Они состоят из различных механизмов и сложных систем.
Когда происходит взаимодействие всех систем и механизмов, в двигателе образуется энергия, которая преобразуется во время сгорания смеси, образуемой из воздуха и топлива и далее кривошипно-шатунный механизм преобразует поступательно-возвратное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала.

Содержание:

Что такое степень сжатия дизельного двигателя

Степенью сжатия является соотношение между полным объемом цилиндра, когда поршень располагается в нижней мертвой точке (НМТ) и объемом камеры сгорания во время достижения поршнем верхней мёртвой точки (ВМТ).


Такое соотношение показывает разницу в давлении, которое образуется в цилиндре мотора при попадании в него топлива. В документах, которые идут вместе с двигателем, такое соотношение указывается при помощи математических расчетов, например 18:1. Наилучшая степень сжатия в таком двигателе располагается в диапазоне от 18:1 до 22:1.

Принцип работы

В дизельных моторах в процессе сжатия, то есть когда происходит движение поршня к ВМТ, происходит очень быстрое сокращение объёма цилиндра. В итоге в камере сгорания располагается только воздушная масса, именно она сжимается, такой процесс носит название такт сжатия.
Когда к ВМТ подходит поршень, сжатие воздуха происходит на необходимую степень, происходит подача топлива в камеру сгорания под высоким давлением.

Топливо-воздушная смесь при образованном высоком давлении мгновенно воспламеняется и создает повышенное давление в камере, поршень в такой момент как раз проходит ВМТ. Одним из преимуществ дизеля является то, что смесь возгорается только от давления, нет необходимости в сложной и высокоточной системе зажигания. Но роз без шипов не бывает — обратной стороной повышенного давления является особое внимание к герметизации соединений и наличие топливного насоса высокого давления (ТНВД), штуки прецизионной и очень капризной. В процессе сгорания смеси образуется сильное давление, которое начинает давить на поршень и вести его к НМТ. При помощи шатуна все поршневые движения преобразуются во вращение коленчатого вала.

Процесс образования давления при возгорании смеси, которое заставляет передвигаться поршень к НМТ, носит название рабочий ход.
Степень сжатия играет особую роль в такте сжатия. Чем больше степень, тем быстрее и легче воспламеняется смесь, которая полностью сгорает и образует требуемое давление.

Если степень сжатия дизельного двигателя имеет высокий показатель, то она будет создавать высокую мощность при низком заборе топлива. Но у них степень сжатия способна варьироваться в оптимальном диапазоне, который нарушать не стоит, и это не просто так:

  • Если образовалась степень сжатия ниже допустимого диапазона, то значительно понижается мощность показателя, а объем потребляемого топлива начнет расти;
  • Если образовалась степень сжатия выше необходимого диапазона, то образуется сильная нагрузка на цилиндры и поршни, в результате они быстро изнашиваются.
  • Если произошло сильное увеличение степени сжатия, поршень начинает прогорать, а шатун изгибаться.

Зафиксированы случаи, когда при сильном повышении сжатия происходил взрыв всей системы без возможности ее восстановления.

Разница степени сжатия бензинового и дизельного двигателей

Степень сжатия и количество расхода топлива считаются основными показателями в обоих видах двигателей. Так как между сжатием и мощностью существует прямая зависимость.

В двигателях на бензине показатель сжатия находится на отметке 12 единиц, а у дизельных моторов данное число варьируется от 13 до 25 единиц.
Показателем экономичности является удельный расход топлива. Его прямой функцией является определение объема сжигаемого топлива во время работы при мощности 1 кВт за один час.
Бензиновые двигатели за час сжигают около 305 граммов топлива, в то время как дизельные всего 200 граммов.
К тому же у бензиновых моторов существует один существенный недостаток, у них низкая тяга во время работы на холостых оборотах. Очень часто двигатель глохнет, если совершается попытка движения на низких оборотах. А вот у дизельных двигателей такого недостатка нет.

Степень сжатия в двигателе играет очень важную роль, и за этим показателем рекомендуется следить, чтобы мотор работал долгое время, а основные запчасти не изнашивались за короткое время. Вмешиваться в систему, которая создана производителем, нежелательно, но если такая необходимость возникла, то лучше предоставить это дело специалисту.

Источник: avtoshef.com

Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Двигатели степень сжатия

Лимитирующим фактором у бензиновых двигателей является давление сжатия если оно увеличивается, то температура сжимаемых при воспламенении газов повышается, и также увеличивается склонность к детонации. Максимальная степень сжатия в бензиновых двигателях равна 10 1 или 11 1. Иначе обстоит дело в дизельных двигателях, которые используют специальные виды топлив для успешной работы этих двигателей степень сжатия должна быть больше, чем 12 1 или 13 1, а в противном случае [c.436]

Детонационные свойства — важная характеристика бензинов. В цилиндр двигателя внутреннего сгорания поступает смесь паров бензина с воздухом, которая сжимается поршнем и зажигается от запальной свечи (искры). Образующиеся при горении газы двигают поршень. Чем больше степень сжатия смеси в цилиндре, тем выше КПД двигателя. Степень сжатия ограничивается характером горения смесн в цилиндре. При нормальном горении скорость распространения пламени равна 10—15 м/с, однако при некоторых степенях сжатия наступает детонация, при которой пламя распространяется со скоростью 1500—2500 м/с. [c.56]

Бензин А-66 выпускается для большинства уже применяющихся автомобильных двигателей, степень сжатия которых не превышает [c.365]

Из гептана и изооктана можно получить смеси с октановым числом от О до 100. Если сжигать такие смеси в испытательном двигателе, изменяя степень сжатия, то чем больше доля изооктана в смеси, следовательно, чем выше октановое число соответствующего горючего, тем при более высокой степени сжатия будет зарегистрирован стук. Каждому октановому числу соответствует определенная степень сжатия, и наоборот. При определении октанового числа неизвестного горючего в испытательном двигателе степень сжатия определяют в тот момент, когда стук слышен наиболее отчетливо. На сегодня октановое число установлено практически у всех жидкостей, которые могут быть компонентами горючего. В отдельных случаях это число выше, чем у вещества, взятого для верхней точки шкалы, и, следовательно, больше 100. [c.82]

Для испытаний используется установка, применяемая при определении октановых чисел топлив по моторному методу, переоборудованная по типу дизеля путем замены головки карбюраторного двигателя дизельной головкой. Вместо индикатора со-сложной оптической настройкой и нокметром используются обычные индикаторы, которые фиксируют моменты впрыска и воспламенения безинерционными лампами, находящимися на маховике двигателя и связанными с индикаторами впрыска и воспламенения. Для наблюдения за безинерционными лампами с целью установления моментов впрыска и воспламенения имеется визирная трубка, смонтированная на кронштейне над маховиком двигателя. Степень сжатия двигателя изменяется специальным поршнем в пределах от 7 до 23. Топливо подается в камеру сгорания топливным насосом через форсунку. [c.105]

Зажигание смеси в карбюраторных двигателях осуществляется с помощью запальных свечей. Их конструкции разнообразны и зависят от типа двигателя, степени сжатия и прочих характеристик. При переходе с бензина на СНГ характеристики двигателя могут быть улучшены за счет использования свечи малого теплового радиуса, или холодной свечи, но при этом необходимо повысить степень сжатия из-за малого размера зазора между электродами в свече. Пропуски зажигания из-за отложения на электродах нагара при работе на СНГ весьма редки, они встречаются лишь после длительной эксплуатации. [c.216]

Поэтому в карбюраторных двигателях степень сжатия, определяемая соотношением максимального объема камеры сгорания при нижнем положении к минимальному объему (принимаемому за 1) — при верхнем положении поршня, имеет определенные пределы, не превышающие соотношения 8 1. [c.199]

Детонационная стойкость является основным показателем качества авиа- и автобензинов, она характеризует способность бензина сгорать в ДВС с воспламенением от искры без детонации. Детонацией называется особый ненормальный режим сгорания карбюраторного топлива в двигателе, при зтом только часть рабочей смеси после воспламенения от искры сгорает нормально с обычной скоростью. Последняя порция несгоревшей рабочей смеси, находящаяся перед фронтом пламени, мгновенно самовоспламеняется, в результате скорость распространения пламени возрастает до 1500 — 2000 м/с, а давление нарастает не плавно, а резкими скачками. Этот резкий перепад давления создает ударную детонационную волну, распространяющуюся со сверхзвуковой скоростью. Удар такой волны о стенки цилиндра и ее многократное отражение от них приводит к вибрации и вызывает характерный звонкий металлический стук высоких тонов. При детонационном сгорании двигатель перегревается, появляются повышенные износы цилиндро-поршневой группы, увеличивается дымность отработавших газов. При длительной работе на режиме интенсивной детонации возможны и аварийные последствия. Особенно опасна детонация в авиационных двигателях. На характер сгорания бензина и вероятность возникновения детонации в карбюраторных двигателях оказывают влияние как конструктивные особенности двигателя (степень сжатия, диаметр цилиндра, форма камеры сгорания, расположение свечей, материал, из которого изготовлены поршни, цилиндры и головка блока цилиндра, число оборотов коленчатого вала, угол опережения зажигания, коэффициент избытка и влажность воздуха, нагарообразование, тепловой режим в блоке цилиндров и др.), так и качество применяемого топлива. [c.123]

На эффективность процесса сгорания существенно влияют состав смеси (коэффициент избытка воздуха а), нагрузка двигателя, степень сжатия, частота вращения коленчатого вала, а также форма камеры сгорания. Минимальные значения ф , 01, 02 и максимальные Рг достигаются при а= 0,85 0,9,. при котором наблюдаются наибольшие скорости распространения пламени и интенсивность тепловыделения, а следовательно, и наибольшая мощность, развиваемая двигателем. Такой состав смеси называется мощностным. При а> >,0,9 возрастает Ог, 02 изменяется незначительно, но максимальное давление Рг снижается в связи с меньшим энерговыделением при сгорании смеси. Соответственно уменьшается значение с1Р1с1(р. [c.150]

Впервые она была предложена в 1865 г. для повышения выхода осветительного керосина, в то время являвшегося самым ценным нефтепродуктом. После появления осветительного газа и электричества попытки осуществить крекинг нефти снова прекратились. Только с развитием автомобильной промышленности, вызвавшим непрерывный рост потребления бензина, началось быстрое развитие крекинг-процесса. При создании новых конструкций автомобилей со все более мощными двигателями степень сжатия горючего непрерывно увеличивалась и требования к антидетонационным свойствам бензинов все более повышались. Этим требованиям удовлетворял крекинг-бензин. Начиная с 1936 г., стали применять также термический и каталитический крекинг газообразных низкомолекулярных углеводородов для получения непредельных углеводородов, используемых в качестве исходного сырья при получении так называемых полимеризационных бензинов и изопарафинов. В дальнейше . крекинг стали применять также для получения низковязках масел и снижения температуры их застывания. [c.140]

Общепринятой является прямая зависимость между количеством гидроперекисей в топливе и интенсивностью последующего детонационного сгорания. Известно, что при переходе с нормального режима работы двигателя (степень сжатия е = 7,0) на детонационный (при 8=9,9) до момента появления горячего пламени количество перекисей увеличивается в три раза [25]. [c.26]

При этом и возникает детонационный шум . Монщость двигателя в результате детонации сильно снижается. К тому же детонация тем сильнее, чем больше у двигателя степень сжатия (отношение начального объема смеси к конечному при ходе поршня). Но, с другой стороны, с увеличением степени сжатия возрастает мощность двигателя. Известно, что с двадцатых годов до настоящего времени мощность бензиновых двигателей значительно увеличилась. Это достигнуто за счет повышения степени сжатия смеси от 4.1 до 9 1 в результате улучшения детонационной стойкости бензинов. [c.39]

Иногда работа карбюраторного двигателя сопровождается громким стуком и другими неполадками, называемыми детонацией. Детонация приводит к перегреву двигателя, снижению его мощности, разрушению деталей шатунно-поршневой группы и т. д. Причиной детонации могут быть различные факторы, связанные с химическим составом топлива, конструктивными особенностями двигателя, степенью сжатия и т. д. Из жидких углеводородов, входящих в состав бензинов, наибольшей способностью вызывать детонацию обладают парафиновые углеводороды нормального строения. Парафиновые углеводороды изостроения и ароматические углеводороды, наоборот, характеризуются наивысшей антидетонационной способностью, нафтены и олефины занимают промежуточное положение. [c.101]

При конструировании принимают следующие величины ход поршня 5 длину поршня 1 относительный вес поршня (вес на 1 см площади поршня) отношение давлений в цилиндре компрессора относительную величину мертвого пространства параметры воздуха на всасывании коэффициент избытка воздуха в двигателе теплоемкость топлива полезный ход (после определения размеров, формы и размещения отверстий для всасывания и выхлопа в цилиндре двигателя) степень сжатия в двигателе (отношение объемов) параметры воздуха в начале сжатия в буферной полости и отношение площади поршня буферной полости. к площади поршня компрессора. [c.307]

Наиболее мощные дизельные двигатели характеризуются большими габаритами и низким числом-оборотов (до [00 об мин). Маломощные двигатели нйиболее высоко- оборотные (до 3000 об/мин). В современных дизельных двигателях степень сжатия находится в пределах 12—20. Средний расход топлива составляет 160—200 гКл.сл). Дизельные Двигатели отличаются высоким моторесурсом. [c.24]

Степень сжатия, открытие дросселя, угол опережения зажигания, число оборотов, наддув и т. п. являются параметрами, посредством которых можно воздействовать на появление детонации в двигателе. Следовательно, ими можно пользоваться в качестве параметров для оценки топлива. Используя один из параметров двигателя — степень сжатия, Рикардо впервые произвел оценку склонности различных топлив к детонации на двигателях собственной копструкцин Е-35 и Е-5 с переменной степенью сжатия. [c.606]

Коренные и шатунные подшипники должны передавать силовые импульсы от сгорающего в камерах сгорания топлива на коленчатый вал, вращающийся со скоростью 500—4000 об1мин и должны при этом противостоять высоким механическим напряжениям в деталях двигателя. Если учесть, что небольшое количество подшипников должно испытывать от 3000 до 10 ООО толчков в 1 мин. и что полная мощность, развиваемая двигателями в 60—200 л. с. и более, должна быть передана этими немногими квадратными сантиметрами рабочей плошади подшипников, становятся очевидными тяжелые условия их работы. Число оборотов двигателей, степень сжатия и мощность на валу сильно возросли за последнее десятилетие, в то время как размеры и вес двигателей, так же как и подшипников, мало или вовсе не увеличились.. В результате нагрузка и напряжение на подшипниках современных двигателей ограничены, поэтому подшипники должны устанавливаться с большой точностью, чтобы они работали исиравно-и без преждевременного износа. Значение вопросов конструкции,, установки и работы подшипников освещены в обширной литературе, небольшая часть которой приведена в конце главы [1 — 14]. [c.398]

При конвертации дизеля RABA MAN, D2156HM6U в газовый реализована схема организации рабочего процесса с внешним смесеобразованием, обеспечиваемым эжекционной системой подачи газа в газовоздушный смеситель, смешанным регулированием при использовании рычажно-механического управления дроссельными заслонками смесителя, бесконтактно-транзисторной (БСЗ) системой зажигания, имеющей катушку зажигания и датчик-распределитель искрового разряда по цилиндрам двигателя. Степень сжатия понижается до Е =13. [c.57]

Тип двигателя Степень сжатия Г азосме-ситель-ное устройство Сжиженные газы Сжатый газ [c.121]

Смотреть страницы где упоминается термин Двигатели степень сжатия: [c.173] [c.140] [c.185] [c.42] [c.161] Товарные нефтепродукты, их свойства и применение Справочник (1971) — [ c.9 , c.10 , c.24 ]

Источник: chem21.info

Степень сжатия бензинового двигателя

Related Articles

Бланк договора договор купли продажи авто 2017

Могут ли отменить штраф за вождение скутера без прав

Есть ли в сизо1 оренбурге платные камеры

Про бензин читаем здесь: bmwservice.livejournal.com/5962.html Часто возникает вопрос: бензин с каким октановым числом (ОЧ) лить в двигатель, учитывая наше качество бензина.Все просто. Открываем лючок заправочной горловины или инструкцию по эксплуатации авто и читаем какой там указан бензин, тот и заливаем. В инструкции посмотрите степень сжатия.Ну и подробнее касаемо атмосферных двигателей.1. Если степень сжатия 12 и выше — заливать не ниже АИ-98.2. Если степень сжатия 10 и до 12 — заливать не ниже АИ-95.Объем камеры сгорания с такой степенью сжатия сделан именно под это число.92 как бы можно заливать, но не нужно, расход будет больше.3. Если степень сжатия ниже 10 — заливать октановое число АИ-92 (кроме турбо).Экзотические АИ-102 и АИ-109 — от 14 и от 16 соответственно.Для турбодвигателей минимум АИ-95 и выше! Не путать степень сжатия с компрессией.

Степень сжатия

  • Больший ресурс.
  • Бо́льшая экономичность.
  • Более чистый выхлоп.
  • Не требуется сложная выхлопная система.
  • Меньший шум.
  • Не требуется добавление масла к топливу.
  • Отсутствие громоздких систем смазки и газораспределения у двухтактных вариантов.
  • Бо́льшая мощность в пересчёте на 1 литр рабочего объёма.
  • Проще и дешевле в изготовлении.
  • Проще в ремонте.
  • Отсутствие блока клапанов и распределительного вала.
  • Меньший вес.
  • Лучше разгон.

В карбюраторных двигателях процесс приготовления горючей смеси происходит в карбюраторе — специальном устройстве, в котором топливо смешивается с потоком воздуха за счёт аэродинамических сил, вызываемых энергией потока воздуха, засасываемого двигателем.

Бензиновый двигатель внутреннего сгорания

Компрессия и степень сжатия двигателя. что это такое?

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. Степень сжатия, обозначаемая греческой буквой ε, есть величина безразмерная.
Связанная с ней величина компрессия зависит от степени сжатия, от природы сжимаемого газа и от условий сжатия. При адиабатическом процессе сжатия воздуха зависимость эта выглядит так: P=Pο*ε^γ, гдеγ=1,4 — показатель адиабаты для двухатомных газов (в том числе воздуха),Pο — начальное давление, как правило, принимается равным 1.

14:1? кто ведет?!

Бензиновый двигатель W16 Bugatti Veyron Бензиновые двигатели — это класс двигателей внутреннего сгорания, в цилиндрах которых предварительно сжатая топливовоздушная смесь поджигается электрической искрой. Управление мощностью в данном типе двигателей производится, как правило, регулированием потока воздуха, посредством дроссельной заслонки. Одним из видов дросселя является карбюраторная дроссельная заслонка, регулирующая поступление горючей смеси в цилиндры двигателя внутреннего сгорания.

Зрим в корень: сказки про компрессию двигателя

Через некоторое время поршень открывает также впускное окно, расположенное со стороны впускного коллектора. Свежая смесь, выталкиваемая из кривошипной камеры идущим вниз поршнем, попадает в рабочий объём цилиндра и окончательно вытесняет из него отработавшие газы. При этом часть рабочей смеси может выбрасываться в выпускной коллектор.
При движении поршня вверх свежая порция рабочей смеси засасывается в кривошипную камеру. Можно заметить, что двухтактный двигатель при том же объёме цилиндра, должен иметь почти в два раза большую мощность. Однако, полностью это преимущество не реализуется, из-за недостаточной эффективности продувки по сравнению с нормальным впуском и выпуском.
Мощность двухтактного двигателя того же литража, что и четырёхтактный больше в 1,5 — 1,8 раза. Важное преимущество двухтактных двигателей — отсутствие громоздкой системы клапанов и распределительного вала.

Увеличение степени сжатия

В Объединенных Арабских Эмиратах крайней популярностью пользуются гонки на дизельных внедорожниках. Для увеличения степени сжатия и мощности используются турбины максимальной производительности Поклонники тюнинга восприняли применение турбонагнетателей как более гибкий и управляемый способ увеличения мощности двигателя. Можно сказать, что приобретение турбо-кита (набора деталей, предназначенных для установки турбонаддува на конкретный двигатель), гораздо более распространена по сравнению с форсированием.

Степень сжатия бензинового двигателя

  • 9 Ссылки
  • По способу смесеобразования — карбюраторные и инжекторные;
  • По способу осуществления рабочего цикла — четырёхтактные и двухтактные. Двухтактные двигатели обладают большей мощностью на единицу объёма, однако меньшим КПД. Поэтому двухтактные двигатели применяются там, где очень важны небольшие размеры, но относительно неважна топливная экономичность, например, на мотоциклах, небольших моторных лодках, бензопилах и моторизированных инструментах. Четырёхтактные же двигатели устанавливаются на абсолютное большинство остальных транспортных средств.

Максимальная степень сжатия бензинового двигателя

Объем камеры сгорания состоит из суммы 3 объемов: 1 Объем камеры сгорания на головке блока2 Объем, образуемый толщиной прокладки головки блока3 Объем вогнутого пространства в днище поршня.Справедливости ради стоит сказать, что существует масса вариантов когда поршни выпуклые и при вычислениях они не добавляют, а наоборот уменьшают пространство камеры сгорания. И это нужно учитывать при расчетах. Степень сжатия и компрессия, это не одно и тоже и различается тем, что степень сжатия это геометрическая величина, а компрессия динамическая. Так как двигатель при вращении обладает некоторыми насосными свойствами, плюс воздух при сжатии нагревается, то величина компрессии будет отличаться от степени сжатия в большую сторону. Компрессия обычно больше в 1.4 раза чем степень сжатия.

Степень сжатия у бензинового двигателя равна

Сгорание и расширение (рабочий ход поршня). Незадолго до конца цикла сжатия топливовоздушная смесь поджигается искрой от свечи зажигания. Во время пути поршня из ВМТ в НМТ топливо сгорает, и под действием тепла сгоревшего топлива рабочая смесь расширяется, толкая поршень. Степень «недоворота» коленчатого вала двигателя до ВМТ при поджигании смеси называется углом опережения зажигания. Опережение зажигания необходимо для того, чтобы основная масса бензовоздушной смеси успела воспламениться к моменту, когда поршень будет находиться в ВМТ (процесс воспламенения является медленным процессом относительно скорости работы поршневых систем современных двигателей). При этом использование энергии сгоревшего топлива будет максимальным.

Источник: angelsystem.ru

Степень сжатия двигателя, компрессия и октановое число

Понятие «степень сжатия» относится к поршневым двигателям, у которых есть камера сгорания. Под этим термином понимают отношение объема пространства над поршнем в момент, когда он находится в нижней мертвой точке к объему надпоршневого пространства в верхней мертвой точке.

Иными словами, это выраженная математически разница в давлении внутри камеры сгорания на момент подачи горючей смеси в цилиндр, и на момент ее воспламенения.

Вокруг этого термина очень много недоразумений и мифов. Чтобы понять, что истина, и что ложь, стоит разобраться, почему у разных двигателей этот параметр отличается, и какие преимущества дает низкая или высокая степень сжатия.

Преимущества высокой степени сжатия

Двигатель внутреннего сгорания работает за счет воспламенения смеси воздуха и паров топлива. При воспламенении смесь расширяется и толкает поршень, который вращает коленвал. При большей степени сжатия интенсивность давления на поршень увеличивается, и зак один такт двигатель совершает больше полезной работы.

Отсутствие детонации в дизельных двигателях объясняется просто: в камере сгорания сначала сжимается чистый воздух, а топливо впрыскивается позже.

При этом подразумевается, что количество бензина в топливо-воздушной смеси остается неизменным, и за счет большего количества воздуха оно сгорает с более высоким КПД.

На современном этапе конструирования легковых автомобилей применение двигателей с низкой степенью сжатия практически прекратилось. Несмотря на то, что в них допустимо использовать низкооктановый и недорогой бензин А-80, их популярность равна нулю.

Дело в том, что современные потребители стремятся приобретать автомобили с большим количеством «лошадей под капотом», а с двигателей, рассчитанных на низкооктановый бензин (например, двигателя УАЗ 469, (который, правда, с измененной степенью сжатия и рядом модернизаций устанавливается в УАЗ Hunter), снять большую мощность невозможно по конструктивным причинам.

Можно ли изменить степень сжатия?

Увеличить степень сжатия можно, уменьшив объем камеры сгорания, но при модернизации уже имеющегося двигателя инженерам приходится постоянно искать компромисс между эффективностью и безопасностью. Дело в том, что, увеличение степени сжатия ведет к понижению детонационного порога.

Если увеличить степень сжатия слишком сильно, можно столкнуться с тем, что имеющимися средствами предотвратить возникновение детонации не получится. Иными словами, порой разработать (или поставить от другого, более мощного автомобиля) новый двигатель легче, чем модернизировать старый.

Для современных двигателей характерна высокая степен сжатия. В подавляющем большинстве случаев в них используется бензин с октановым числом не ниже 95 или даже 98.

Один из вариантов изменения степени сжатия, доступный частным тюнерам – фрезеровка головки блока цилиндров. После «укорачивания» ГБЦ объем камеры сгорания уменьшается.

Степень сжатия в этом случае увеличится. Есть и обратная сторона такой манипуляции (кстати, официально ее называют форсированием) уменьшится общий объем горючей смеси, сгорающей в цилиндре за один цикл.

Степень сжатия или компрессия?

Степень сжатия часто путают с понятием «компрессия». Это не одно и то же. Компрессией называют максимальное давление в цилиндре при движении поршня от нижней мертвой точки к верхней.

Компрессия измеряется в атмосферах, а степень сжатия имеет вид математического отношения, например, 10:1 (десять к одному).

Преждевременное воспламенение и детонация

Смесь, поступающая в камеру сгорания, должна не взрываться, а гореть, причем, равномерно, и на протяжении всего отрезка времени, пока поршень движется вниз.

При этом условии энергия расходуется максимально эффективно, а детали поршневой группы изнашиваются равномерно и не перегреваются. Сложность заключается в том, что скорость горения смеси обычно гораздо быстрее скорости движения поршня.

В связи с этим и возникает основная проблема, встающая на пути тех, кто задался целью увеличить степень сжатия. При увеличении давления смесь самопроизвольно возгорается.

Это явление называется преждевременным воспламенением. Более того, возгорание смеси происходит, когда поршень еще только завершает фазу сжатия. В этом случае энергия сгорающего топлива создает дополнительное сопротивление и растрачивается на выполнение бесполезного действия.

Вторая проблема: выделение чрезмерного количества энергии. Проще говоря – взрыв. Явление это в теории двигателестроения называется детонацей и имеет крайне негативные последствия.

Таким образом, увеличение степени сжатия может сыграть с владельцем двигателя злую шутку. Чтобы избежать неприятных последствий, стоит ознакомиться с таким понятием, как октановое число.

Что такое октановое число и на что оно влияет?

Бензин, который используется для работы ДВС, отличается стойкостью к детонации и самовоспламенению. Для обозначения уровня этой стойкости вводится понятие «октановое число».

Детонация возникает только в камере сгорания бензинового двигателя. Сжигание дизельного топлива требует большей степени сжатия, и воспламеняется оно «само собой» разогреваясь под воздействием давления и соприкасаясь с раскаленными металлическими деталями.

Казалось бы, все условия для возникновения созданы, но благодаря некоторым особенностям дизельного двигателя он полностью защищен от этого вредного явления.

Важный факт – октановое число бензина не влияет на количество энергии, которое выделяет топливо при сгорании. Иными словами, думать, что заливая в двигатель бензин с более высоким октановым числом, вы повышаете его мощность, ошибочно.

Все очень просто: при высоком значении степени сжатия необходимо использовать топливо с большим октановым числом.

Последствия использования топлива с несоответствующим октановым числом

Стоит обратить внимание, что при несоответствии используемого топлива требованиям завода-изготовителя, могут возникнуть следующие проблемы:

— При использовании топлива с большим октановым числом возможно прогорание выпускных клапанов. Происходит это потому, что бензин с большим октановым числом горит с меньшей температурой и медленнее. Соответственно, при его использовании, на фазе выпуска вместо отработанных газов через выпускные клапана вылетает горящая смесь.

— При использовании топлива с высоким октановым числом на свечах возможно образование нагара. Причины все те же: скорость горения может не совпадать с циклами хода поршня.

— При использовании топлива с низким октановым числом блок управления двигателем (или октан-корректор распределителя) не сможет установить угол опережения зажигания, исключающий детонацию.

Альтернативный способ изменения степени сжатия

В современной практике разработки двигателей активно применяется альтернативный способ динамического изменения степени сжатия – установка турбонагнетателя.

Он помогает увеличить давление в камере сгорания, не изменяя при этом ее физического объема. Принцип работы нагнетателя заключается в том, что в камеру сгорания под давлением поступает больше воздуха за единицу времени.

В результате степень сжатия меняется постоянно, реагируя на увеличение и уменьшение нагрузки на двигатель. Этот процесс происходит под контролем электроники, которая оперативно изменяет условия воспламенения топливо-воздушной смеси.

В результате всех перечисленных выше негативных факторов, связанных с изменением давления в камере сгорания, удается избежать.

В Объединенных Арабских Эмиратах крайней популярностью пользуются гонки на дизельных внедорожниках. Для увеличения степени сжатия и мощности используются турбины максимальной производительности

Поклонники тюнинга восприняли применение турбонагнетателей как более гибкий и управляемый способ увеличения мощности двигателя.

Можно сказать, что приобретение турбо-кита (набора деталей, предназначенных для установки турбонаддува на конкретный двигатель), гораздо более распространена по сравнению с форсированием. Нагнетатели разных типов успешно используются и при необходимости увеличить эффективность работы дизельного двигателя.

Источник: webavtocar.ru

Бензиновый двигатель внутреннего сгорания со сверхвысокой степенью сжатия.

(Доклад на Международной конференции Двигатель-2007, посвященной 100-летию школы двигателестроения МГТУ им. Н.Э.Баумана)

Москва 20 сентября 2007 г.

Хочу выразить глубокую признательность организаторам конференции за предоставленную мне возможность выступить перед такой авторитетной аудиторией и поздравить коллектив кафедры «Поршневых двигателей» МГТУ им Э.М. Баумана со 100-летним юбилеем, пожелать ему творческих успехов на благо нашей Родины.

Я впервые удостоен чести выступать перед аудиторией, которая составляет цвет и гордость российской и мировой науки в области двигателей внутреннего сгорания.

Учитывая, что у меня вообще нет опыта публичных выступлений, прошу вас быть снисходительными, если в моем выступлении прозвучат тезисы, которые могут показаться категоричными или радикальными.

Тема моего сообщения «Бензиновый двигатель внутреннего сгорания со сверхвысокой степенью сжатия» сама по себе может вызвать недоумение. Какая еще может быть сверхвысокая степень сжатия, если общеизвестно, что эффективный бензиновый двигатель внутреннего сгорания со степенью сжатия более 14 построить невозможно.

И тем не менее, как бы странно это не звучало, начну с главного вывода своих многолетних экспериментов и поисков:

Верхний предел степени сжатия ДВС ограничивается не детонацией или недопустимой жесткостью, а технологическими возможностями. В подтверждение этого могу сказать, что перед зданием, в котором проходит наша конференция, стоит автомашина ВАЗ-2110. На ней установлен бензиновый двигатель со степенью сжатия 22, давлением сжатия 38-40 кг/см 2 . Двигатель запускается и работает так, что со стороны невозможно отличить его от двигателя с известными вам степенями сжатия. И в то же время мой двигатель имеет значительно лучшие эффективные показатели, чем двигатель со степенью сжатия 10.

Теперь перейду к изложению того, как и в сопровождении каких обстоятельств я смог прийти к таким выводам.

Первые 80 лет (с 1824 года) своего возникновения и развития теория теплового, а затем двигателя внутреннего сгорания базировалась на положениях о том, что правильно устроенный и правильно работающий двигатель должен иметь КПД в районе 70-80%. Так считали Карно, Отто и Дизель.

В работе «Теория и конструкция рационального теплового двигателя» Р.Дизель дал описание устройства и принципа работы ДВС построенного по «циклу Карно». Первоначально Дизель исходил из того, что на такте адиабатного сжатия воздух сжимается до давления 90 кг/см 2 и температуры 900 о С, затем на такте изотермного расширения подводится теплота и при указанной температуре должно произойти изотермное, затем адиабатное расширение. При этих условиях термический КПД ДВС должен был составить 73%.

Однако построенный двигатель показал, что он допустил ошибки в расчетах. Затраты энергии на сжатие воздуха были столь велики, что превышали мощность двигателя. Поэтому пришлось снизить давление сжатия до 35 кг/см 2 . Первый двигатель Дизеля при попытке впрыснуть бензин взорвался. Тем не менее, эксперимент был признан удачным и ему предоставили условия для построения второго двигателя. Топливом для второго двигателя использовали светильный керосин. Двигатель был построен, продемонстрирован и показал результаты, которые на тот момент считались фантастическими.

С наших позиций Р.Дизель при разработке идеи и конструкции своего двигателя допустил ошибки частного характера, но сама идея была правильной. К тому же создать «идеальный» двигатель в то время было невозможно по объективным причинам, поскольку: а) отсутствовали достаточные знания о характере термодинамических процессов, происходящих в ДВС. б) не было соответствующей технической базы для построения такого двигателя.

В течение последующих 70 лет эти недостатки в теории и практике двигателестроения постепенно устранялись. Совершенствовалась техническая база двигателестроения, использовались все более совершенные материалы и технологии, улучшались детали, узлы, механизмы ДВС, были внедрены компьютерные программы управления работой ДВС. Все это в совокупности позволило довести механическую составляющую ДВС до практического совершенства.

Все известные автомобильные концерны и институты, специализирующиеся на проблемах ДВС, проводили работы с целью выявления зависимости между степенью сжатия ДВС и эффективностью его работы и исследования характера рабочих процессов, протекающих в ДВС. Предпринимались и многочисленные попытки повысить степень сжатия ДВС. Но эти работы имели отрицательный результат. Опираясь на этот отрицательный результат, теория ДВС приняла, как аксиомы, утверждения о том, что степень сжатия бензинового двигателя не может быть выше 14. Что наиболее эффективными могут быть дизельные ДВС со степенями сжатия менее 25, а при степени сжатия 40 эффективность дизельного двигателя становится равным нулю. Специалисты и теоретики настолько утвердились в правильности этих положений, что на данном этапе малейшие попытки усомниться в них, вызывает резко отрицательную реакцию.

Тем не менее, к 80-м годам 20-го столетия были созданы все технические и технологические предпосылки для создания новых видов ДВС с высокими и сверхвысокими степенями сжатия, которые работали бы на основе принципов, заложенных в теорию первоначально.

Парадокс ситуации заключается в том, что приведенные выше положения по поводу предельных степеней сжатия ДВС, не имеют под собой теоретической аргументации в виде формул и расчетов. Они возникли и существуют на основе отрицательной практики. Кто не согласен с этим, пусть представит формулу, из которой следовало бы, что степень сжатия бензинового или дизельного двигателей может быть ограничена конкретным числом.

Если какие-то положения теории являются правильными (т.е. соответствующими законам термодинамики), то построить работающий двигатель вопреки этим положениям не возможно. Но если такой двигатель построен и работает, значит, положения теории не соответствуют действительности и, следовательно, их надо менять.

Ознакомление с положениями современной теории ДВС приводит к следующим выводам:

1. Аргументировано излагаются законы термодинамики, теплотехники и позиции основоположников теории.

2. Абстрактно излагаются принципы работы современного ДВС. Вопросы зависимости характера рабочих процессов, протекающих в ДВС, от степени сжатия, взаимосвязи между КПД двигателя и степенью сжатия освещаются столь туманно, что никто, никогда не поймет, что надо сделать для того, чтобы существенно повысить КПД ДВС.

3. Абстрактность и отвлеченность освещения проблемы столь далеки от реальных процессов, которые в ДВС происходят, что современная теория ДВС оказалась не в состоянии правильно оценить сложившиеся в последние годы в практике двигателестроения тенденции и дать правильное решение вопроса. По этой причине индикаторный КПД ДВС со времен Р. Дизеля, практически, не изменился.

В 90-е годы мы несколько лет пытались усовершенствовать механическую составляющую двигателя. Было получено около 40 патентов на изобретения по системе питания, газораспределительному и кривошипно-шатунному механизмам. Но однажды пришлось задуматься. Если механический КПД лучших двигателей доходит до 85%, что там еще можно совершенствовать? Поэтому было решено отказаться от продолжения этой работы.

Теоретически существенное увеличение термического КПД ДВС возможно только путем увеличения степени сжатия. В то же время практика мирового двигателестроения свидетельствовала, что значительно увеличить степень сжатия бензинового и дизельного двигателей не удастся.

Вместе с тем оценка работы существующих ДВС показывала, что проблема имеет свое решение. С наших позиций наиболее убедительными свидетельствами возможности создания двигателя со сверхвысокой степенью сжатия являются комбинированный двигатель с высокой степенью наддува и двигатель с регулируемой степенью сжатия.

Поршневая часть двигателей, используемых в гонках Формулы 1, обычно имеет степень сжатия 11,5. Давление наддува в них принудительно, путем стравливания воздуха через установленный на впускном трубопроводе перепускной клапан, ограничивается величиной в 2,7 кг/см 2 . Суммарная степень сжатия двигателя составляет έ =31. При такой степени сжатия при работе на внешней скоростной характеристике давление конца сжатия должно составлять около 122 кг/см 2 .

Возникал вопрос: почему двигатель работает без детонации?

Анализ работы бензинового и дизельного комбинированных двигателей с наддувом привел нас к таким выводам:

1. Двигатель Формулы 1 на внешней скоростной характеристике работает точно также, как работал бы его атмосферный аналог на внешней скоростной характеристике с увеличиваемой по мере увеличения оборотов степенью сжатия от 6 до 31 (при 1000 об/мин. ε=6, при 18 000 об/мин. ε =31).

2. Существует нелинейная зависимость между частотой вращения коленчатого вала, степенью сжатия двигателя и степенью дросселирования. Согласно этой зависимости, чем меньше наполнение цилиндра, тем больше может быть степень сжатия двигателя. Чем больше обороты, тем больше может быть степень наполнения цилиндра.

3. В большинстве случаев суммарная степень сжатия комбинированных бензиновых и дизельных двигателей с многоступенчатым наддувом, как произведение степеней сжатия поршневой и лопаточной частей, превышает величину 30. Это позволяло сделать вывод о том, что можно построить атмосферный двигатель со сверхвысокой степенью сжатия.

4. В комбинированных бензиновых двигателях детонация не происходит, потому что детонация не успевает произойти. В них на всех частотах вращения время завершения конца сжатия и начала расширения меньше, чем время задержки самовоспламенения.

Теория дает такое определение детонации: пристеночное сгорание части смеси в результате самовоспламенения из-за местного повышения давления и температуры.

Указаны и три основных способа борьбы с детонацией: это либо увеличение частоты вращения, либо уменьшение наполнения цилиндра путем уменьшения угла открытия дроссельной заслонки, либо уменьшение угла зажигания.

Другие способы борьбы с детонацией: применение высокооктановых топлив, организация повышенной турбулизации заряда в цилиндре, оптимизация формы камеры сгорания, работа двигателей на обедненных и сверхобедненных смесях, переход на впрыск бензина в цилиндры двигателя, впрыскивание воды во впускную систему, организация гибридных рабочих процессов, регулирование степени сжатия нами не использовались и поэтому в настоящей статье не рассматриваются.

Комментарий:

Все три приведенных способа с позиций действительной степени сжатия имеют целью получить один и тот же результат. Увеличение частоты вращения при сохранении угла открытия дросселя приводит к уменьшению наполнения цилиндра. Уменьшение угла открытия дросселя при сохранении частоты вращения тоже приводит к уменьшению наполнения цилиндра. Уменьшение угла опережения зажигания способствует уменьшению количества смеси, сжигаемой на такте сжатия и соответственно уменьшению давления и температуры конца сжатия.

То есть, все предлагаемые теорией методы борьбы с детонацией имеют целью снизить давление Рс и температуру Тс конца сжатия для ухода от детонации.

Детонационные давления и температуры фактически возникают в любом современном атмосферном бензиновом двигателе. О двигателях с наддувом и говорить не приходится. Но детонационное сгорание произойдет только в том случае, если критические температура и давление сохранятсяв продолжение некоторого отрезка времени.

То есть, детонация есть явление, вызываемое взаимодействием трех факторов: давления, температуры и времени.

Это означает, что каждому значению величины давления конца сжатия Рс с его температурой конца сжатия Тс в каждом рабочем цикле двигателя соответствует своя продолжительность времени задержки самовоспламенения. Зависимость между величинами РсТс и периодом задержки самовоспламенения обратная, непропорциональная и нелинейная. Но в целом эту зависимость можно охарактеризовать так: чем выше значения величин давления и температуры конца сжатия Рс и Тс, тем меньше время задержки самовоспламенения. И наоборот. Чем меньше значение величин Рс и Тс, тем больше время задержки самовоспламенения. Главным условием при переносе этой зависимости на работу двигателя должно быть, чтобы конец сжатия и начало расширения каждого рабочего цикла завершились бы раньше времени задержки самовоспламенения.

Из этого вывода следовал еще один вывод: если каждый рабочий цикл ДВС построить таким образом, что время задержки самовоспламения в нем будет больше времени завершения конца сжатия и начала расширения, детонации не будет совсем.

Для того, чтобы построить двигатель со сверхвысокой степенью сжатия, надо было выполнить следующие несколько условий.

1. На завершении такта сжатия при положении поршня в ВМТ в цилиндре двигателя должно достигаться максимальное (преддетонационное) для рабочего цикла давление Рс1.

В действительном цикле двигателя, состоящем из множества рабочих циклов, значение величины Рс1 для каждого отдельно взятого рабочего цикла будет своим, отличающимся от остальных рабочих циклов.

2. Не должно быть тепловыделения на сжатии. Потому что возникновение очага и распространение фронта пламени на такте сжатия дополнительно формирует благоприятные условия для возникновения детонации.

В двигателе со сверхвысокой степенью сжатия тепловыделение должно начинаться в ВМТ. Поэтому угол зажигания для данного рабочего цикла при заданной величине наполнения цилиндра превращается в константу. Подобранный для конкретных условий (октановое число, степень наполнения и пр.) угол зажигания ни увеличивать, ни уменьшать нельзя.

3. Конец сжатия, начало расширения должны завершиться раньше времени задержки самовоспламенения.

Величины давления Р1 и температуры горючей смеси Тс зависят от двух факторов: 1. количества горючей смеси, исчисляемой при давлении равном давлению окружающей среды; 2. кратности сжатия этого количества горючей смеси.

Эти параметры являются взаимозависимыми и регулируемыми. Регулировать величину Р1Рс и температуру рабочего тела Тс можно, регулируя количество горючей смеси, участвующей в цикле, путем ограничения наполнения цилиндра.

4. На такте расширения в период распространения зоны реакции-фронта пламени величина Р1 не должна увеличиваться, иначе детонация возникнет на этом этапе. Эта величина не должна и уменьшаться, иначе двигатель потеряет эффективность. То есть, процессы увеличения объема рабочего тела вследствие нагревания и объема камеры сгорания в зоне малого изменения объема камеры сгорания должны быть синхронизированы так, чтобы давление в камере сгорания не изменялось до завершения процесса распространения фронта пламени. При этом: виртуальное представление о характере протекания процессов завершения сжатия и начала расширения показывало, что при ограничении наполнения проблем с синхронизацией не возникнет. Но было не ясно, как эти процессы будут происходить при полном наполнении цилиндра, то есть, на внешней характеристике.

5. Когда фронт пламени дойдет до стенок цилиндра и начнется наиболее активная фаза сгорания, давление Р1 должно увеличиться до величины Рz, которая также будет переменной величиной для разных рабочих циклов.

В связи с отрицательной реакцией теоретиков на наши идеи возникали вопросы: нужен ли двигатель со сверхвысокой степенью сжатия, даст ли он эффект? Если да, до каких величин можно увеличить степень сжатия, в частности, бензинового двигателя?

С одной стороны при расчетах термического КПД выходило, что степень сжатия можно увеличивать до любых величин. С другой стороны индикаторный и эффективный КПД ДВС зависят от тепловых и механических потерь. Чем выше степень сжатия двигателя, тем выше эти потери. Не зря практикой эксплуатации дизельных и бензиновых двигателей признано нецелесообразным повышать степень сжатия вследствие неэффективности ее повышения выше определенной величины, называемой «наивыгоднейшей степенью сжатия». Вместе с тем проецирование этого вопроса на работу двигателя с переменной (или регулируемой) степенью сжатия и на работу двигателя с высокой степенью наддува позволял предположить следующее:

1. В ДВС с переменной степенью сжатия в зависимости от степени дросселирования специальными устройствами изменяется объем камеры сгорания. При уменьшении наполнения цилиндра, степень сжатия увеличивается, а при увеличении наполнения, степень сжатия уменьшается.

Если взять двигатель с регулируемой степенью сжатия, в котором степень сжатия изменяется пропорционально степени дросселирования, допустим от 10 до 20, то окажется, что интервале наполнения цилиндра от 39% до 100%, процесс сжатия в нем завершается при практически одинаковых значениях величин Рс и Тс.

2. В серийном двигателе Ауди 1,8 ТТ со степенью сжатия 9 при частоте вращения выше 1700 об/мин достигается давление наддува 1.6 кг/см 2 , суммарная степень сжатия равна έ =14. Расчетное давление конца сжатия при этом составляет 40 кг/см 2 . В атмосферном двигателе при Ра= 1 кг/см 2 такое давление конца сжатия может быть получено при степени сжатия 14.

То есть, в первом случае мы имеем двигатель, который работает при высокой степени сжатия на частичной характеристике, а во втором случае- двигатель, с высокой степенью сжатия, который работает на внешней характеристике.

Помимо этого, анализировалась и работа дизельного двигателя. По принципиальной схеме (преобразование энергии топлива в работу в одинаковых механических устройствах) бензиновый двигатель ничем от дизельного не отличался. Это говорило о том, что увеличение степени сжатия бензинового двигателя до «дизельных» величин, повлечет такое же увеличение КПД.

Перечисленные доводы, несмотря на возражения теоретиков, позволяли предположить, что увеличение степени сжатия бензинового двигателя до определенных величин даст существенное увеличение КПД. Дальнейшее увеличение степени сжатия из-за роста доли отрицательной работы будет давать все меньшее увеличение КПД. В определенной точке произойдет пересечение линий роста КПД и потерь. При дальнейшем увеличении степени сжатия эффективный КПД начнет падать.

Ответа на вопрос, как будут протекать рабочие процессы при полном наполнении цилиндра, на тот период у нас не было. Тем не менее, полученные выводы нам показались достаточными для того, чтобы попытаться убедить производственников в том, чтобы оказали поддержку в построении двигателя с ограничением наполнения и уже в ходе самой работы и испытаний найти ответ.

Убедить кого-либо помочь построить опытный образец двигателя не удалось. Поэтому в сентябре-октябре 2002 года на базе шестицилиндрового двигателя БМВ самостоятельно, своими силами построили первый бензиновый двигатель со степенью сжатия 17. До апреля 2003 года автомобиль эксплуатировался с ограничителем хода педали газа, так как было не ясно, как быть с процессами сжатия и расширения на внешней характеристике.

Но вдруг выяснилось, что для решения вопроса о том, как синхронизировать процессы увеличения давления рабочего тела и объема камеры сгорания на начале расширения для обеспечения постоянства давления Р1 при полном наполнении цилиндра, вообще ничего не надо делать. Оказалось, что задача уже решена, а мы просто не догадывались об этом. Выходило следующее:

При условии работы двигателя без детонации, скорость распространения фронта пламени для данного количества горючей смеси величина постоянная. (Первая константа).

Скорость изменения объема камеры сгорания зависит от оборотов двигателя. Но для конкретной частоты вращения эта скорость величина постоянная. То есть, например, для частоты вращения 1500 об/мин скорость изменения объема камеры сгорания и на сжатии и на расширении величина известная, конкретная и постоянная. (Вторая константа).

Для данной частоты вращения степень допустимого наполнения цилиндра (или величина ограничения) будет иметь конкретное значение. Соответственно, масса рабочего тела, поступающего в цилиндр, тоже будет постоянной величиной. (Третья константа).

При этих условиях, получаемая в конце сжатия величина давления Р1 и температура смеси Тс также будут постоянными величинами. (Четвертая константа).

Для данных давления Р1 и температуры Тс время задержки самовоспламенения также будет постоянной величиной. (Пятая константа).

При таком соотношении постоянных величин (констант), формирующих процессы сжатия, сгорания и расширения синхронизация процессов увеличения объема камеры сгорания и давления смеси происходит сама по себе.

Поняв это, сняли ограничитель хода педали. Машина стала ездить на полном дросселе, никаких проблем с синхронизацией не возникло.

В дальнейшем стали строить двигатели на базе ВАЗ-2110. Чередуя работу на стенде с ездой на автомашине, решали многочисленные проблемы.

Результат всей этой работы получился такой:

В бензиновом ДВС с внешним смесеобразованием со сверхвысокой степенью сжатия рабочий цикл происходит следующим образом: степень сжатия двигателя, например, составляет 22, частота вращения коленчатого вала выше 1800 об/мин (например, 2000 об/мин), режим работы-внешняя скоростная характеристика.

При перечисленных условиях дроссельная заслонка открыта полностью, расход воздуха максимальный для данных оборотов. Угол опережения зажигания (УОЗ) 6 градусов до ВМТ. При положении поршня в 0 градусов, то есть, в ВМТ, начинается распространение пламени по фронту. До 6000 об/мин двигатель работает при полностью открытом дросселе, только изменяется УОЗ.

При уменьшении частоты вращения коленчатого вала ниже 1800 об/мин (например до 1200 об/мин) дроссельная заслонка изменяет положение и ограничивает наполнение цилиндра. При этом, если при полностью открытой дроссельной заслонке расход воздуха составил бы 360 мг, то при реальной работе на внешней скоростной характеристике при указанной частоте вращения коленчатого вала дроссельная заслонка должна занять такое положение, при котором максимальный расход воздуха должен быть не более 270 мг на цикл.

Для двигателя со сверхвысокой степенью сжатия понятие работы на внешней скоростной характеристике имеет другой смысл, чем для традиционного двигателя. На низких оборотах для него это — работа при максимально допустимом наполнении цилиндра.

Из теории следует, что любое возмущение в жидкостях и газах распространяется со скоростью звука. Так как размеры камер сгорания поршневых двигателей малы, а скорость звука 500-600 м/с, то давление через доли микросекунд выравнивается по всему объему, но не остается таким, как в зоне возмущения.

В замкнутом сосуде неизменного объема при нагревании газа происходит увеличение давления, при его охлаждении – уменьшение давления и температуры. Если стенки объема деформируются, то происходит увеличение и объема и давления. Увеличивается давление в этом случае меньше, чем при отсутствии деформации стенок. С началом процесса сгорания интенсивность тепловыделения так высока, что скорость увеличения давления в цилиндре опережает скорость увеличения объема камеры сгорания. В виду этого принято считать, что выровнять скорости увеличения объема газов и объема камеры сгорания невозможно. Поэтому в камере сгорания происходит поджатие зоны смеси, до которого фронт сгорания еще не дошел. Если интенсивность поджатия смеси окажется слишком высокой, произойдет детонация.

Но, как указано выше, путем дросселирования можно регулировать интенсивность увеличения объема рабочего тела. А раз ее можно регулировать, то для каждого конкретного рабочего цикла путем дросселирования (ограничения наполнения цилиндра) можно подобрать и установить такую интенсивность увеличения объема газов, которая соответствовала бы скорости увеличения объема камеры сгорания. То есть, как выяснилось, процесс можно синхронизировать.

Поэтому, если в период распространения фронта пламени, синхронизировать скорости увеличения объема рабочего тела из-за нагревания и объема камеры сгорания, давление останется неизменным.

Процесс синхронизации в двигателе со сверхвысокой степенью сжатия можно нарушить приведенными выше тремя способами: 1. при неизменности всех остальных параметров (УОЗ, расход воздуха, состав смеси и пр.) уменьшить обороты. 2. при неизменности всех остальных параметров (УОЗ, обороты, состав смеси и пр.) увеличить расход воздуха. 3. при неизменности всех остальных параметров изменить УОЗ.

Эксперименты с нарушением синхронизации проводились неоднократно. По приведенным пунктам можно привести такие данные: Обороты 1700, дроссель открыт полностью, расчетное давление конца сжатия Рс=60 кг/см 2 . Двигатель работает без детонации. Уменьшение оборотов до 1680, то есть, всего на 20 об/мин, вызывает детонацию. Другой пример: обороты 1680 в минуту, дроссель прикрыт, расход воздуха 355 мг на цикл. Расчетный Рс=58 кг/см 2 . Детонации нет. Дроссель открывается полностью. Расход воздуха становится 360 мг на цикл. Двигатель детонирует. Третий пример: перенос угла зажигания на 10 градусов выше или ниже оптимальной точки в двигателе ЗМЗ-406 со степенью сжатия 9,5 каких-либо заметных изменений в его работе не вызывает. В экспериментальном двигателе максимально возможное смещение угла зажигания от оптимальной точки составляет всего 1-1,5 градуса в сторону его увеличения и 2-3 градуса в сторону уменьшения. И то в первом случае возникает сильная детонация, а во втором случае резко падает эффективность.

Рс и Тс это давление и температура в той точке, которая называется концом сжатия-началом расширения. Сформировавшись в момент завершения сжатия, они в таковом качестве вступают в процесс расширения. Соответственно этому приведенные выше примеры экспериментов касаются давления Р1 и показывают, что даже незначительное, всего на 2 кг/см 2 , увеличение Р1 приводит к детонации.

Синхронизация процессов в зоне малого изменения объема камеры сгорания есть отличительный признак цикла и основа, на котором будут строиться двигатели со сверхвысокими степенями сжатия. Можно сказать так: есть синхронизация, есть работающий двигатель со сверхвысокой степенью сжатия, нет синхронизации, нет работающего двигателя.

Особенности работы двигателя следующие:

Дата добавления: 2017-04-05 ; просмотров: 2003 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник: poznayka.org

Бензиновый двигатель внутреннего сгорания со сверхвысокой степенью сжатия / Ибадуллаев Г. А. Махачкала: дгту, 2007

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Дагестанский государственный технический университет»

Двигатель внутреннего сгорания со сверхвысокой степенью сжатия

Махачкала 2007 г.

Печатается по решению Ученого совета ГОУ ВПО «Дагестанский государственный технический университет», протокол №10 от 28.06.2007 г.

Бензиновый двигатель внутреннего сгорания со сверхвысокой степенью сжатия / Ибадуллаев Г.А. – Махачкала: ДГТУ, 2007.

В настоящем издании изложены результаты теоретических исследований автора в области повышения эффективности работы двигателей внутреннего сгорания. Рассмотрены возможности повышения коэффициента полезного действия двигателей за счет увеличения степени сжатия рабочей смеси.

Брошюра может представлять интерес для производственников и научных работников, занимающихся вопросами двигателестроения.

Рецензент: доцент кафедры ТК и САПР ГОУ ВПО «Дагестанский государственный технический университет», к.т.н. Тынянский В.П.

Особенности работы ДВС по циклу Карно 6

(размышления и выводы) 6

Рабочие процессы в бензиновом ДВС со сверхвысокой степенью сжатия 22

Заключение по результатам стендовых испытаний 40

Первая официальная демонстрация работы бензинового двигателя Ибадуллаева Г.А. со степенью сжатия 21,5 профессорско-преподавательскому составу Махачкалинского филиала МАДИ (ГТУ) была проведена в июне 2006 года. Затем была совместная демонстрация профессорско-преподавательскому составу МФ МАДИ и механического факультета ДГТУ.

В феврале 2007 года Ибадуллаев Г.А. продемонстрировал профессорско-преподавательскому составу МФ МАДИ (ГТУ) обкатанный на автомобиле новый бензиновый двигатель со степенью сжатия 24,5 (фактически почти 25) с давлением сжатия 37 (фактически 37,5). После этого нами было составлено заключение, которое публикуется в настоящей брошюре.

Ибадуллаев Г.А. по образованию юрист. В 1980 году с отличием окончил юридический факультет ДГУ. С того времени по май 2006 года работал следователем в органах прокуратуры Республики Дагестан. Ушел в отставку по выслуге лет в чине старшего советника юстиции.

Более 200 лет расчеты Карно будоражили творческую мысль ученых, практиков и изобретателей. Особый расцвет поиски решения «идеального» двигателя по Карно получили после изобретений Р.Дизеля. Шли десятилетия. Труды огромной армии ученых и изобретателей результатов не давали. В дальнейшем мир науки в области двигателестроения постепенно, если так можно выразиться, пришел в уныние. Казалось, что такого решения в природе не существует.

Более 100 лет назад Пуанкаре поставил перед учеными задачу. До недавнего времени считалось, что она не имеет решения. Год назад задача была решена. Оказалось не все, что нам кажется неразрешимым, на самом деле является таковым.

Увидев в первый раз двигатель, я испытал ощущения, очень близкие к шоку. На тот момент двигатель имел степень сжатия 20, давление сжатия 27 кг/см 2 . По внешнему виду почти ничем не отличался от обычного двигателя. Ибадуллаев Г.А. с удовольствием катал на машине всех желающих, демонстрировал динамику разгона. Имея представление о том, какие мощные автоконцерны, какое множество институтов и ученых в течение целого столетия с лишним пытались бороться с детонациями, не верилось, что фантастика, благодаря юристу, превратилась в реальность.

Суть теоретических утверждений Ибадуллаева Г.А. заключается в том, что в его цикле сжатие рабочего тела до сверхвысокого давления Р1 осуществляется без ввода тепла. Тепло вводится в начале расширения при постоянстве давления Р1. Достигается это путем синхронизации скоростей увеличения объема рабочего тела и объема камеры сгорания.

Если следовать логике процесса горения, объяснение не только правильное, но и единственно возможное. Если давление Р1 будет падать, интенсивность горения замедлится и двигатель не будет эффективным. Если будет расти, интенсивность горения возрастет и возникнут детонации. Если давление будет постоянным, интенсивность горения будет стабильным. Работа двигателей показывает, что его утверждения не есть плод фантазии, а есть реальный переворот в теории ДВС.

Цикл Ибадуллаева Г.А. по теоретической значимости равнозначен циклу Карно. По практической применимости и пользе, которую принесет для человечества, его значимость вообще трудно оценить.

Декан автомобильного факультета

кандидат технических наук, доцент М.М. Фатахов

Особенности работы ДВС по циклу Карно

(размышления и выводы)

Первые 80 лет (с 1824 года) своего возникновения и развития теория теплового, а затем двигателя внутреннего сгорания базировалась на положениях о том, что правильно устроенный и правильно работающий двигатель должен иметь КПД в районе 70-80%. Так считали Карно, Отто и Дизель.

В работе «Теория и конструкция рационального теплового двигателя» Р.Дизель дал описание устройства и принципа работы ДВС построенного по «циклу Карно». Первоначально Дизель исходил из того, что на цикле адиабатного сжатия воздух сжимается до давления 90 кг/см 2 и температуры 900* С, затем на цикле изотермного расширения плавно вводится тепло и при указанной температуре должно произойти изотермное, затем адиабатное расширение. При этих условиях КПД ДВС должен был составить 73%.

Однако построенный двигатель показал, что он допустил ошибки в расчетах. Затраты тепла на сжатие воздуха были столь велики, что превышали мощность двигателя. Но после снижения давления сжатия до 35 кг/см 2 двигатель показал результаты, которые на тот момент считались фантастическими.

С моих позиций Р.Дизель при разработке идеи и конструкции своего двигателя допустил ошибки частного характера, но сама идея была правильной. К тому же создание «идеального» двигателя на тот момент было невозможно по объективным причинам, поскольку: а) Отсутствовали достаточные знания о характере термодинамических процессов, происходящих в ДВС. б) Не было соответствующей технической базы для построения такого двигателя.

В течение последующих 70 лет эти недостатки в теории и практике двигателестроения постепенно устранялись. Совершенствовалась техническая база двигателестроения, использовались все более совершенные материалы и технологии, улучшались детали, узлы, механизмы ДВС, были внедрены компьютерные программы управления работой ДВС. Все это в совокупности позволило довести механическую составляющую ДВС, практически, до совершенства. Механический КПД лучших ДВС составляет, примерно, 80% и дальнейшие работы по совершенствованию его конструкции сколько-нибудь заметных результатов не дадут.

Все известные автомобильные концерны и институты, специализирующиеся на проблемах ДВС, проводили работы с целью выявления зависимости между степенью сжатия ДВС и эффективностью его работы и исследования характера термодинамических процессов, происходящих в ДВС.

Проводились и многочисленные опыты по повышению степени сжатия ДВС. Но эти работы имели отрицательный результат. Опираясь на этот отрицательный результат, теория ДВС приняла, как аксиомы, утверждения о том, что степень сжатия бензинового двигателя не может быть выше 14. Что наиболее эффективная степень сжатия дизельного ДВС находится в районе 17-23, а при степени сжатия 40 он становится равным нулю. Специалисты и теоретики настолько утвердились в правильности этих положений, что на данном этапе малейшие попытки усомниться в них вызывает резко отрицательную реакцию.

Тем не менее, к 80-м годам 20-го столетия были созданы все технические и технологические предпосылки для создания нового типа ДВС со сверхвысокой степенью сжатия, который работал бы на основе принципов заложенных в теорию первоначально.

Парадокс ситуации заключается в том, что приведенные выше положения по поводу предельных степеней сжатия ДВС не имеют под собой теоретической аргументации в виде формул и расчетов, они возникли и существуют на основе отрицательной практики. Кто не согласен с этим, пусть представит формулу, из которой следовало бы, что степень сжатия бензинового или дизельного двигателей может быть ограничена конкретным числом.

Если какие-то положения теории являются правильными (т.е. соответствующими законам термодинамики), то построить работающий двигатель вопреки этим положениям не возможно. Но если такой двигатель построен и работает, значит, положения теории не соответствуют действительности и, следовательно, их надо менять.

Ознакомление с положениями современной теории ДВС приводит к следующим выводам:

1. Аргументировано излагаются законы термодинамики, теплотехники и позиции основоположников теории.

2. Абстрактно излагаются принципы работы современного ДВС. Вопросы зависимости характера термодинамических процессов, протекающих в ДВС, от степени сжатия, взаимосвязи между КПД двигателя и степенью сжатия освещаются столь туманно, что никто, никогда не поймет, что надо сделать для того, чтобы повысить КПД ДВС.

3. Абстрактность и отвлеченность освещения проблемы столь далеки от реальных процессов, которые в ДВС происходят, что современная теория ДВС оказалась не в состоянии правильно оценить сложившиеся в последние годы в практике двигателестроения тенденции и дать правильное решение вопроса. По этой причине индикаторный КПД ДВС со времен Р. Дизеля, практически, не изменился. Сомнения в этом возникают, в частности, из-за следующих вопросов:

1. В теории вообще не рассматривается вопрос о том, можно или нельзя ставить знак равенства между воздухом, который в ДВС используется в качестве рабочего тела и рабочим телом, которое участвует в цикле Карно или в цикле Стирлинга. Если следовать логике указанных циклов рабочее тело является субъектом процесса, в котором он принимает в себя тепло, и в ходе расширения преобразует его в механическую работу. При этом рабочее тело ни в целом, ни своими составными частями в создании тепла не участвует, количество и химический его состав не меняются. Поэтому в него можно вводить столько тепла и в такой последовательности, что создается возможность поддержания температуры Т1 в заданном интервале отрезка расширения и установления наиболее эффективного соотношения между изотермным и адиабатным частями расширения.

Воздух содержит примерно 20.5% кислорода. В ДВС он окисляет углеводород, т.е. является одним из двух участников процесса создания тепла. После завершения процесса создания тепла рабочее тело имеет другой химический состав и другое количество. Из 3-х молекул кислорода при окислении углеводорода образуется 1 молекула двуокиси углерода СО2 (газ) и 1 молекула воды (жидкость). При равных массах объем водяного пара в 6.5 раз меньше, чем газа, предельная его температура ограничена. Присутствуя в продуктах горения в виде пара, вода влияет и на температуру и на объем рабочего тела.

Помимо этого, количество поступившего в цилиндр кислорода определяет и количество топлива, которое он может окислить. Т.е. в ДВС в рабочее тело не возможно ввести больше топлива, чем кислород в состоянии окислить. Для наглядности того, что сказано такой пример:

ДВС, в котором в качестве топлива используется водород, имеет худшие эффективные характеристики, чем бензиновый. Возникает вопрос, почему?

Ответ: для окисления 1 молекулы кислорода требуется 2 молекулы водорода. Т.е. при наполнении цилиндра смесью воздуха и водорода, последний, т.е. водород, занимает 41% объема цилиндра. Иначе говоря, водород в цилиндре двигателя на 41% уменьшает объем рабочего тела, а соответственно и количество тепла, которое в него можно ввести.

Кроме этого, при окислении 3 молекул газа (2 молекулы водорода и одна молекула кислорода) образуется 1 молекула жидкости. Бензин поступает в цилиндр, частично, в газообразном, частично, в жидком состоянии. Разница между объемами водорода и бензина при их поступлении в цилиндр образует разницу между объемами рабочих тел, которые цилиндр может принять, разницу между количеством тепла, которое в эти рабочие тела можно ввести и, в итоге, разницу между эффективными характеристиками двигателей (к указанной разнице необходимо добавить и уменьшение объемов кислорода и водорода вследствие превращения в водяной пар).

Теоретически «чистым» рабочим телом в ДВС можно считать только 79,5% нейтрального газа, содержащегося в воздухе. Отсюда следует, что:

В первом варианте: цикл Карно в чистом виде применим к двигателю с подводом тепла от внешнего источника. В этом случае рабочее тело не участвует в процессе создания тепла.

Или второй вариант: цикл Карно в чистом виде может быть применен к традиционным ДВС при условии дополнительного ввода окислителя и окисляемого вещества в ходе изотермного расширения.

Из этого следует, что: количество тепла, которое можно ввести в рабочее тело в традиционном ДВС, ограничивается количеством содержащегося в нем кислорода. Следовательно, расстояние и время периода тепловыделения в ДВС также ограничены. В виду этого, в традиционном ДВС длина линии изотермного расширения меньше чем в цикле Карно.

2. В теории нет ясности в понимании вопроса о продолжительности процесса тепловыделения и о том, какие факторы на него влияют.

С одной стороны утверждается, что с момента начала тепловыделения скорость распространения пламени- величина постоянная. Также утверждается, что процесс основной фазы тепловыделения имеет одинаковую скорость, т.е. и эта величина является константой.

С другой стороны при рассмотрении рабочего цикла бензинового ДВС продолжительность тепловыделения, почему-то, принимается за 50-55 градусов ПКВ. Если сопоставить первое и второе, получается полный абсурд.

Если рассмотреть рабочий цикл ДВС при частоте вращения 900 об/мин (15 об/сек) и принять за продолжительность тепловыделения 50*ПКВ, то по времени она составит 1/15:50/360=1/108 секунды. Если эта величина константа, то при частоте вращения в 6300 об/мин (105 об/сек) продолжительность тепловыделения по углам ПКВ должна составить 105/15х50*=350*ПКВ. Т.е. получается абсурд.

Если же допустить, что продолжительность тепловыделения составляет 50*ПКВ при 6300 об/мин, то получится, что при 900 об/мин она составляет 7*ПКВ, что также абсурдно (эти цифры становятся совершенно глупыми для двигателя с частотой в 18 тысяч оборотов в минуту).

3. Применительно к ДВС в теории считается, что чем выше степень расширения, тем меньше температура выхлопа и выше КПД.

Есть понятия геометрической и действительной степеней сжатия.

Геометрическая степень сжатия есть отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания при положении поршня в ВМТ.

Действительная степень сжатия есть отношение объема цилиндра в момент закрытия впускного клапана к объему камеры сгорания при положении поршня в ВМТ.

Степень сжатия рабочего тела при ограничении наполнения цилиндра в теории никак не обозначена. Так, при работе бензинового ДВС на холостых оборотах количество воздуха, поступающего в цилиндр, меньше, примерно, в 5 раз, чем при работе без ограничения наполнения, т.е. при работе на внешней скоростной характеристике. Фактическая степень сжатия рабочего тела при этом в 5 раз меньше. Но степень расширения остается такой же, как и при полном наполнении цилиндра. Т.е. разница между фактической степенью сжатия рабочего тела и его расширением увеличивается в 5 раз. Но пусть кто-то объяснит мне, почему температура выхлопа при этом не уменьшается в 5 раз.

Объяснение такое: При поступлении в цилиндр рабочее тело имеет свою температуру. При сжатии температура возрастает. При расширении она снова падает. Если процесс адиабатный, температура упадет до первоначальной величины. Если же процесс расширения сначала изотермный, затем адиабатный, температура созданная на части отрезка сжатия будет потеряна. Длина этого отрезка сжатия будет соответствовать длине отрезка изотермного расширения. Т.е., если длина отрезка изотермного расширения равна 50* по углу ПКВ, температура созданная работой сжатия на участке в 50* по углу ПКВ (поворота коленчатого вала) до ВМТ (верхней мертвой точки) поршня неизбежно уйдет с выхлопом.

Вывод: Если даже построить работу ДВС таким образом, что газы на рабочем такте будут расширяться до давления окружающей среды, их температура на выходе будет больше, чем на входе, на указанную выше разницу.

Однако указанная потеря незначительна по сравнению с выигрышем, который дает полный перевод отрезка изотермного расширения на рабочий такт ДВС путем повышения степени его сжатия. Это подтверждается следующими экспериментами:

За период с сентября 2002 года для проверки правильности своих представлений об устройстве ДВС мной были построены несколько экземпляров бензинового ДВС со степенями сжатия от 16 до 19,5. Первоначально эксперименты проводились на двигателе М-20 В-25 БМВ-525. В дальнейщем на ВАЗ-2111. В данный момент в наличии имеются построенные на базе двигателя ВАЗ-2111 четыре экземпляра бензинового двигателя объемом 1.6 литра (диаметр цилиндра 82.4 мм, ход поршня 74.8 мм, инжектор, распредвал стандартный, 8 клапанов, поршня и шатуны не заводские, использована сточенная стандартная ГБЦ с еще выполненными в ней выемками под поршня) с давлением сжатия при 420 об/мин от 23 до 28 кг/см 2 .

Один двигатель с 03 октября 2003 года работает на стенде кафедры «Теплотехники и автотракторных двигателей» МАДИ, второй и третий на автомашинах ВАЗ-2110. Двигатель на стенде предварительно были обкатан на автомашине (5000 км). Пробег другого на данный момент составляет 32 000 км. Практически весь пробег (кроме обкатки) совершен на максимальных нагрузках. За время работы двигатели неоднократно разбирались для обследования их состояния. И каждый раз состояние гильз, поршней, колец оценивалось, как идеальное. Двигатели строились с использованием обычных материалов, в кустарных условиях, с использованием переделанных серийных деталей. Никакие специальные материалы и технологии не использовались. По мере совершенствования свечей, блока и катушек зажигания, электронной программы управления эффективные характеристики двигателей становятся все лучше.

Из-за конструктивных особенностей головки блока цилиндров ВАЗ-2111 возможности увеличения его степени сжатия ограничены. Так, расчеты показывают, что при степени сжатия 25 величина расточки ГБЦ должна составить 3 мм, что на 1/3 уменьшает толщину ее стенки. Давление сжатия в нем составит 36-40 кг/см 2 . В ближайщее время, надеюсь, такой двигатель будет построен. Хотя есть опасения, что из-за сильного уменьшения толщины стенки головки блока ее может прорвать даже при замере давления сжатия.

Вместе с тем, расчеты показывают, что если бы у меня были соответствующие условия, не составит никаких проблем построить «идеальный» ДВС со степенью сжатия 51 (бензиновый или дизельный нет никакой разницы).

Для объяснения, почему для меня это стало возможным необходимо вернуться к истокам теории. В работе «Размышления о движущей силе огня» С. Карно описывает принцип работы гипотетического теплового двигателя. Цикл Карно состоит из термодинамических процессов, обеспечивающих наиболее полное превращение теплоты в работу. Изотермные процессы расширения и сжатия протекают при постоянных температурах Т1 и Т2 и, соответственно, они константы. Адиабатные процессы расширения и сжатия протекают без ввода и отвода тепла. Причем, поскольку адиабатное расширение совершается в положительной зоне работы, а адиабатное сжатие в отрицательной зоне работы цикла, они в сумме уравновешивают друг друга и влияния на результат работы и термический КПД цикла не оказывают (т.е не должны оказывать). Работа цикла есть разница между работой изотермного расширения и изотермного сжатия. Причем критерием оценки является количество введенного на расширении и отведенного на сжатии тепла. Цикл Карно имеет максимально возможный термический КПД в заданном интервале температур Т12 и любой другой цикл в этом же интервале температур и энтропий приведет к уменьшению площади цикла и, следовательно, к уменьшению теплоты преобразованной в работу.

Следует сразу отметить, что сравнение работы ДВС с циклом Карно может носить только условный характер. Для соблюдения в работе ДВС «принципа Карно» необходимо на такте изотермного расширения подавать в цилиндр не только топливо, но и дополнительные порции кислорода. А поскольку этого не делается, разница между величинами температур начала расширения, максимальной температурой цикла и на момент окончания тепловыделения в реальном ДВС столь велика, что о величинах Т1 и Т2 в работе ДВС можно говорить лишь, как о неких средних, условных величинах.

Вместе с тем, осмысление процессов происходящих в цикле Карно дает возможность установить основополагающие принципы работы ДВС.

Для оценки характера происходящих в конкретном ДВС рабочих процессов необходимо брать за основу его рабочий цикл. При рассмотрении конкретного рабочего цикла ДВС следует исходить из того, что цикл совершается за определенный промежуток времени, масса рабочего тела составляет конкретную величину и в это рабочее тело можно ввести только конкретное количество тепла.

^ Т.е. при рассмотрении рабочего цикла ДВС применительно к циклу Карно константами следует считать массу рабочего тела и количество вводимого тепла.

Современная теория ДВС проводит подробный анализ индикаторной работы ДВС по его внешней скоростной характеристике. Анализ индикаторной работы ДВС в режиме частичных нагрузочных характеристик практически отсутствует. Между тем, ответ на вопрос о том, как повысить КПД ДВС и что сделать, чтобы он работал, дает анализ его работы именно в указанных режимах.

По циклу Карно путем адиабатного сжатия температура рабочего тела доводится до величины Т1, после этого в рабочее тело вводится тепло и при сохранении температуры Т1 совершается процесс расширения. Во второй части расширения ввод тепла прекращается, процесс становится адиабатным. Температура рабочего тела от величины Т1 доходит до величины Т2.

При использовании в качестве источника тепла углеводородного топлива до выделения тепла оно должно пройти стадию предварительной подготовки, которая включает в себя период формирования очага пламени (период задержки воспламенения) и стадию распространения пламени по фронту, т.е. указанный процесс занимает определенный промежуток времени.

Для обеспечения нормального прохождения рабочего цикла современного ДВС часть тепла в количестве Q2 для доведения температуры (соответственно и давления) до величины Т1 вводится при движении поршня к ВМТ. Угол начала ввода и количество необходимого тепла Q2 определяется массой участвующего в цикле рабочего тела. Остальная часть тепла (поскольку величины Q и Q2 для данного рабочего цикла становятся константами) в количестве Q-Q2 вводится на такте расширения.

На такте сжатия в бензиновом ДВС по достижении в цилиндре определенного давления подается искра, происходит формирование очага пламени, затем пламя начинает распространяться по фронту. Повышение температуры и давления топливно-воздушной смеси с момента формирования очага пламени происходит под воздействием 2-х факторов: сжатия и ввода тепла. Примерное соотношение воздействия этих факторов видно по данным, полученным с помощью программы расчетного моделирования для бензинового ДВС со степенью сжатия Е=10 (условно: ход поршня 90 мм, высота камеры сгорания 10 мм).

1. При угле начала тепловыделения в 15* до ВМТ температура смеси в конце такта всасывания 65* С, на момент начала тепловыделения температура 355* С, давление 15.5 кг/см 2 , на момент ВМТ поршня температура 834* С, давление 33.2 кг/см 2 .

2. При тех же вводных данных, но при угле начала тепловыделения в 0 градусов температура смеси в конце такта всасывания 65* С, на момент ВМТ поршня в конце такта сжатия температура смеси 385* С, давление 19.5 кг/см 2 .

Т.е. увеличение температуры рабочего тела на 449 * С и давления на 13.7 кг/см 2 на такте сжатия получено за счет ввода тепла.

В виду этого такт сжатия в современном ДВС можно отнести к адиабатному лишь условно, поскольку увеличение температуры и давления рабочего тела совершается и путем сжатия и путем ввода тепла. А это приводит к нарушению следующих условий цикла Карно:

1. Условие равенства адиабатных циклов расширения и сжатия. Поскольку на завершающем отрезке такта сжатия в рабочее тело вводится тепло в количестве Q2, цикл становится больше на количество отрицательной работы эквивалентной теплу Q2.

2. Сокращается продолжительность и протяженность цикла изотермного расширения по углам ПКВ. Поскольку количество тепла Q, которое можно ввести в рабочее тело в ДВС является константой, то ввод части этого тепла в количестве Q2 на такте сжатия уменьшает его количество на цикле изотермного расширения до величины Q-Q2. При этом для нейтрализации отрицательной работы, совершаемой теплом Q2 на такте сжатия, из оставшегося количества тепла Q-Q2 на такте расширения расходуется еще одно количество тепла Q2, что существенным образом снижает КПД двигателя.

Применительно к работе современного ДВС в диаграмме цикла Карно отрезок такта адиабатного сжатия, на котором тепло в количестве Q2 вводится в рабочее тело, должен быть выделен в особый переходный сектор. Отрезок такта изотермного расширения по углам ПКВ должен быть уменьшен на величину Q2. Соответственно этому либо величина Т1 должна быть уменьшена, либо величина Т2 должна быть увеличена на количество тепла 2Q2 и величину потерянной температуры Т. С учетом изложенного работа современного ДВС по циклу Карно может быть отображена в виде штриховой диаграммы на рисунке 1.

Признание массы m рабочего тела константой означает, что в него не возможно ввести тепла больше, чем Q. А это означает, что в рабочем цикле современного ДВС без изменения массы рабочего тела не возможно удлинить протяженность цикла изотермного расширения.

В виду не совершенства устройства и принципа работы современного ДВС простое уменьшение угла тепловыделения приводит к ухудшению эффективных характеристик двигателя. Происходит падение температуры и давления топливно-воздушной смеси на сжатии, что отрицательно влияет на формирование и подготовку смеси к горению. При переходе к фазе активного горения на линии расширения объем камеры сгорания и, соответственно, расстояние на которое пламя должно распространиться оказывается слишком большим и топливо не успевает сгореть.

Попытки уменьшить угол тепловыделения, совмещая это с увеличением степени сжатия при сохранении устройства и принципа работы современного ДВС, также приводят к отрицательным результатам. При работе под нагрузкой такой двигатель разрушается меньше чем за 1 минуту.

Но если найти правильное решение вопроса, исключив ввод тепла в рабочее тело на такте сжатия, можно увеличить степень сжатия ДВС и существенно повысить его эффективность.

Суть равенства циклов адиабатного сжатия и расширения заключается в том, чтобы отрицательную работу, затраченную на сжатие рабочего тела, получить в виде положительной работы адиабатного расширения. Если исключить ввод тепла на такте сжатия и получить требуемые температуру и давление рабочего тела путем сжатия, то тепловая протяженность циклов адиабатного сжатия и расширения становится, примерно, одинаковой и влияния на КПД двигателя не оказывают.

Если расчитывать линии расширения бензиновых двигателей со степенями сжатия 10 и 25, сравнение происходящих в них процессов на такте расширения дает следующую картину.

Двигатель № 1 с Е=10 (Д1): ход поршня 90 мм, высота камеры сгорания 10 мм, угол начала тепловыделения 15* до ВМТ, величина Рz достигается при 15* ПКВ после ВМТ.

Двигатель № 2 с Е=25 (Д2): ход поршня 90 мм, высота камеры сгорания 3.75 мм, угол начала тепловыделения 0* по углу ПКВ, величина Рz достигается при 0* ПКВ.

В обоих двигателях продолжительность тепловыделения 50* по углу ПКВ.

В Д1 при нахождении поршня в 15* после ВМТ (высота камеры сгорания при этом 11.53 мм) значительная часть тепла уже введена, но интенсивный процесс ввода тепла еще продолжается. При дальнейшем движении поршня от ВМТ температура газов растет, но давление из-за быстрого увеличения объема камеры сгорания падает. Примерно к 35* ПКВ (отрезок а-b1 рис. 1) процесс ввода тепла завершен, объем камеры сгорания в этой точке равен 18.14 мм. Далее происходит процесс адиабатного расширения.

В Д2 увеличение степени сжатия рабочего тела (соответственно, создание благоприятных условий для сгорания смеси) позволяет начать ввод в него тепла при нахождении поршня в ВМТ. При указанном положении поршня давление Рс= Рz, но температура (примерно на 300*С) меньше, чем в Д1. Начало распространения пламени по фронту совпадает с началом движения поршня от ВМТ. Увеличение фронта пламени сопровождается увеличением количества выделяемого тепла, ростом температуры и объема газов. Вместе с тем, увеличивается и объем камеры сгорания. Взаимодействие указанных факторов поддерживает величину давления на одном уровне.

При этом двигатель работает без детонаций. Детонация, это пристеночное (взрывное) сгорание части топливно-воздушной смеси в результате самовоспламенения из-за местного повышения температуры и давления. При нормальном протекании процесса сгорания (т.е. без детонаций) скорость распространения пламени величина постоянная. Переменными могут быть расстояние, на которое пламени необходимо распространиться и время, за которое оно должно пройти это расстояние. Если расстояние короткое, то уменьшится время, за которое пламя его пройдет и, будут детонации, если расстояние большое, пламя не успеет его пройти и смесь не успеет сгореть. Как видно из приведенных цифр, в Д1 на начало тепловыделения объем камеры сгорания составляет (15* до ВМТ) 11.53 мм. На момент полного распространения пламени по фронту (15* после ВМТ) объем камеры сгорания такой же. Т.е. для данного режима работы Д1 это оптимальное соотношение между скоростью распространения пламени, временем и расстоянием.

В Д2 эта зависимость выглядит следующим образом: на начало тепловыделения (0* ПКВ) объем камеры сгорания 3.75 мм. В 30* ПКВ, когда пламенем охвачена вся смесь, объем камеры сгорания и температура газов меньше, чем в Д1 при положении поршня в 15* после ВМТ. До объема камеры сгорания в 11.53 мм (34.5* ПКВ) интенсивный ввод тепла позволяет поддерживать величину давления газов равным Рz.

Но только в Д1 при 35* ПКВ объем камеры сгорания (18.14 мм) больше, а давление газов в 1.57 раз меньше чем в Д2 (11.53 мм). Помимо этого, при нахождении поршней в точках Рz (15* и 35*) расширение в Д1 составляет 1.153, а в Д2-3.17, крутящий момент в Д2 будет в 2.127 раз больше.

К 48*ПКВ, когда в Д2 объем камеры сгорания становится 18.14 мм, т.е. столько же, сколько в Д1 в 35* ПКВ, процесс ввода тепла идет к завершению. При указанном положении поршня объем камеры сгорания в Д1 (24.4 мм против 18.14 мм) больше, а давление газов меньше в 1.35 раз. На момент завершения тепловыделения (соответственно 35* и 50* ПКВ) расширение в Д1 составляет 1.81, а в Д2— 4.84, крутящий момент в Д2 в 1.27 раз больше.

Таким образом, в Д2 максимальная величина давления Рz достигается к 0* ПКВ (когда объем камеры сгорания равен 3.75 мм) и не меняется до 35* ПКВ, тепловыделение продолжается до 50* ПКВ. В виду этого среднее индикаторное давление цикла существенно выше.

Т.е. чем выше степень сжатия ДВС, тем выше его среднее индикаторное давление.

Таким образом, повышение степени сжатия бензинового ДВС с 10 до 25 исключает потери тепла в количестве 2Q2 и удлиняет протяженность цикла изотермного расширения, примерно, на 20 градусов по углам ПКВ.

^ Для бензинового ДВС с внешним смесеобразованием наиболее эффективная степень сжатия составляет примерно 25-30.

Согласно циклу Карно на всем протяжении цикла изотермного расширения температура рабочего тела составляет величину Т1, что должно обеспечить наиболее высокий термический КПД теплового двигателя.

Однако в современных ДВС, даже дизельных, если исключить ввод тепла на такте сжатия, температура начала расширения на порядок (кратно) ниже той температуры, которую условно можно принять за среднюю температуру (Т1) цикла изотермного расширения.

Положение теории о том, что мере повышения степени сжатия ДВС, потери тепла на сжатие рабочего тела будут расти, снижая его термический КПД, противоречат закону термодинамики об эквивалентности теплоты и механической работы.

Противоречит и принципу цикла Карно. Как бы велика не была степень сжатия рабочего тела, тепло, затраченное на совершение отрицательной работы адиабатного сжатия, будет получено за минусом индикаторных и механических потерь в виде положительной работы цикла адиабатного расширения.

Одной из ошибок Р.Дизеля при расчете своего двигателя было то, что он не соотнес величину индикаторных и механических потерь с удельной мощностью двигателя. При очень низкой удельной мощности повышение степени сжатия до определенной величины действительно приводит к тому, что потери тепла на сжатии и расширении могут превысить положительную работу расширения.

Использование рециркуляции отработавших газов для повышения КПД двигателя фактически представляет собой скрытую форму повышения его степени сжатия. При рециркуляции к свежему заряду для повышения его температуры добавляются отработавшие газы. При этом из-за увеличения температуры увеличивается и объем рабочего тела. Коэффициент увеличения объема рабочего тела вследствие рециркуляции фактически является коэффициентом увеличения степени сжатия.

Однако рециркуляция не может дать существенного повышения КПД т.к. при этом уменьшается масса рабочего тела и количество тепла, которое в него можно ввести.

Аналогично, скрытой формой повышения степени сжатия является использование наддува.

Если работа ДВС будет соответствовать законам термодинамики, в конкретных условиях потери тепла на сжатие в ДВС со степенью сжатия 51 в значительном диапазоне нагрузок будут кратно меньше, а при нагрузках близких к максимальным будут, примерно, вдвое меньше, чем в современном дизельном ДВС со степенью сжатия 17.

Изложенное можно подытожить следующим образом:

Современная теория ДВС дает такую трактовку степени сжатия, которая не отражает реального характера рабочих процессов, которые происходят в ДВС. Для устранения этого недостатка степень сжатия должна подразделяться на следующие категории: 1. Степень сжатия двигателя-это отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания при положении поршня в ВМТ. 2. Геометрическая степень сжатия двигателя-это отношение объема цилиндра в момент закрытия впускного клапана к объему камеры сгорания при положении поршня в ВМТ. 3. Действительная или текущая степень сжатия-это отношение находящегося в замкнутом цилиндре двигателя объема рабочего тела в состоянии атмосферного давления к объему камеры сгорания. Объем рабочего тела должен определяться при давлении равном давлению окружающей среды. Действительная степень сжатия в рабочем процессе двигателя величина переменная, регулируемая. Но при рассмотрении отдельного рабочего цикла эта величина должна рассматриваться, как константа. Например: степень сжатия двигателя 20, геометрическая степень сжатия 18. Действительная степень сжатия при расходе 50% воздуха составит приблизительно 9, при расходе воздуха, допустим, в 80%- приблизительно 14.4. При расходе 100% воздуха действительная сжатия может быть больше, меньше или равна геометрической степени сжатия.

Также необходимо ввести понятие степени наполнения цилиндра, которая определяется, как отношение давления в цилиндре в момент закрытия впускного клапана к давлению окружающей среды. Давление окружающей среды независимо от его величины, должно приниматься за единицу.

Рассмотрение индикаторной работы конкретного рабочего цикла бензинового двигателя с точки зрения действительной степени сжатия рабочего тела показывает следующую картину:

1.Двигатель со степенью сжатия 10.

При расходе воздуха в 40% от максимального его расхода на данных оборотах в цилиндре оказывается в 2.5 раза меньше рабочего тела, чем при максимальном наполнении. В момент закрытия впускного клапана в цилиндре имеется разрежение, величина которого составит 0.4 от атмосферного (степень максимального наполнения цилиндра на данных оборотах равна 1). Т.е. величина 0.4 составит степень наполнения цилиндра для данного рабочего цикла. Такт сжатия при этих условиях состоит из 2-х этапов: первый- это доведение давления в цилиндре до давления окружающей среды. Для этого поршень должен совершить 0.54 длины своего хода от НМТ в сторону ВМТ. Второй этап- это непосредственно сам процесс сжатия. Он будет совершаться в оставщиеся 0.36 величины хода поршня. Действительная степень сжатия рабочего тела при этом составит 4.6.

2.Для двигателя со степенью сжатия 25 действительная степень сжатия рабочего тела при тех же условиях составит 10.6. Т.е. рабочий процесс в нем будет иметь такой же характер, как в двигателе со степенью сжатия 10, но только при степени наполнения последнего в 1.04.

В двигателе со степенью сжатия 10 при степени наполнения 1 и угле опережения зажигания 25 о максимальное давление цикла Рz при 3500 оборотах в минуту достигается при 15 о ПКВ после ВМТ.

В двигателе со степенью сжатия 25 при том же угле опережения зажигания и оборотах максимальное давление цикла Рz достигается в 15 о ПКВ после ВМТ при степени наполнения в 0.385. При дальнейшем увеличении наполнения снижается угол опережения зажигания. При этом точка, в которой достигается максимальное давление цикла Рz преобразуется в линию, начало которой по мере увеличения действительной степени сжатия будет смещаться в сторону ВМТ, а конец в сторону НМТ. Так, при степени наполнения в 0.385, действительной степени сжатия в 10,6, угле опережения зажигания 25 о , Рz достигается при 15 о ПКВ и является в координатах диаграммы цикла точкой. При степени наполнения в 1, действительной степени сжатия 25, угле начала тепловыделения 0 о , Рz будет достигнут в 0 о ПКВ и в координатах диаграммы цикла преобразуется в линию от 0 до 35 о ПКВ после ВМТ.

В двигателе, в котором Рс= Рz, первая фаза тепловыделения должна проистекать с ограничением количества вводимого в рабочее тело тепла. В виду этого по мере повышения степени сжатия длина линии изотермного расширения будет увеличиваться до 65-70 0 ПКВ.

Действительная степень сжатия в предложенном варианте будет реально отражать характер рабочего процесса, происходящего в цилиндре при каждом рабочем цикле.

Для получения представления о том, как изменяются потери тепла в зависимости от степени сжатия двигателя, в июне 2004 года в Подольском районе Московской области неоднократно проводился такой эксперимент:

В серийном двигателе ВАЗ-2111 со степенью сжатия 9.9 и в моем со степенью сжатия 19.5 убирались термостаты для свободной циркуляции охлаждающей жидкости. Автомашины двигались на скоростях от 120 до 150 км/час. Если эксперимент проводился утром в прохладное время, температура охлаждающей жидкости в моем двигателе составляла 55*С, в обеденное, теплое время 65*С. В серийном двигателе температура составляла соответственно 95 и 100*С. Т.е. при увеличении степени сжатия отвод тепла в систему охлаждения уменьшается.

Особенность ДВС такова, что без предварительного, до ввода тепла, сжатия рабочее тело не будет совершать работу. При строительстве современного ДВС исходят из того, что необходимо получить максимальную величину давления Рz, как можно ближе к ВМТ. Но крутящий момент, т.е. величина работы, которую совершает двигатель, зависит не столько от давления над поршнем, сколько от длины плеча кривошипа на момент этого давления. Длина плеча кривошипа зависит от угла его поворота. Т.е. для повышения КПД конструкция и принцип работы ДВС должны быть таковы, чтобы величина Рz при работе двигателя сохраняла бы свое значение, как можно дольше по углу поворота кривошипа, и была бы не точкой, а линией. В виду этого при оценке работы ДВС имеет значение не столько величина максимального давления цикла, сколько положение кривой давления расширения в координатах диаграммы цикла, т.е. величина среднего индикаторного давления.

^ Чем выше по давлениям и дальше по углам ПКВ кривая расширения будет располагаться от ВМТ, тем больше крутящий момент.

Для получения указанного эффекта, т.е. повышения КПД ДВС, по циклу Карно необходимо путем повышения степени сжатия уменьшать разницу между величиной Т1 и температурой начала цикла изотермного расширения.

Т.е. чем меньше разница между Т1 и температурой начала цикла изотермного расширения, тем КПД ДВС выше.

^ Для ДВС с внутренним смесеобразованием не зависимо от вида используемого топлива наиболее эффективная степень сжатия составляет, примерно 51.

Практике двигателестроения известны следующие способы увеличения мощности двигателя:

1. Увеличение литрового объема двигателя.

2. При сохранении объема двигателя увеличение расхода воздуха путем наддува.

3. При сохранении объема увеличение расхода воздуха путем увеличения оборотов двигателя.

4. При сохранении объема двигателя увеличение расхода воздуха путем изменения длины впускного коллектора (резонансный наддув), фаз газораспределения и установки дополнительного количества клапанов.

В традиционной теории ДВС все эти способы сведены к одной аксиоме: для увеличения мощности необходимо увеличить расход воздуха и топлива двигателем. Т.е. установлена прямая пропорциональная количественная зависимость между мощностью двигателя и расходом воздуха и топлива, согласно которой чем больше мощность двигателя, тем больше воздуха и топлива он расходует.

В моем двигателе зависимость обратно пропорциональная, качественная, согласно которой для увеличения мощности двигателя необходимо увеличить степень сжатия. При этом для получения искомой мощности необходимо уменьшить расход воздуха и топлива во столько же раз, во сколько была увеличена степень сжатия.

С учетом свойств бензина, в бензиновом ДВС со сверхвысокой степенью сжатия (при внутреннем смесеобразовании) тепло должно вводиться частями на такте расширения.

В дизельном ДВС ввод части тепла должно происходить при положении поршня в ВМТ с последующей подачей остальной части тепла на такте расширения. Расчеты показывают, что в дизельном двигателе степенью сжатия 51, в котором тепло вводится в 0*ПКВ, максимальные температуры и сжатия и расширения, примерно, соответствуют аналогичным показателям современного дизельного двигателя со степенью сжатия 17, но при этом термический КПД первого будет значительно выше.

Специалисты и теоретики, которым демонстрировался мой двигатель, убедившись в том, что это не фокус, а действительно работающий двигатель, заявляли, что «запредельная» степень сжатия должна создать в нем якобы сверхкритические давления и температуры. Следовательно, по их мнению, двигатель не будет иметь ресурс и быстро разрушится.

Однако и расчеты и работа двигателя показывают, что они заблуждаются.

1. Работа двигателя и расчеты показывают, что величины максимальных температур и давлений сжатия и расширения в нем такие же, что и в стандартном двигателе. Природу бензина изменить нельзя и, соответственно, при превышении допустимых пределов температур и давлений детонации неизбежны. А детонаций в моем двигателе нет.

2. Приведенные выше цифры говорят о том, что протяженность отрезка линии изотермного расширения, на котором действуют температуры и давления близкие к максимальным, в моем двигателе существенно больше. С этой точки зрения фактор их отрицательного воздействия на ресурс двигателя имеет место.

3. С другой стороны увеличение количества тепла, преобразуемого в механическую работу, приводит к существенному снижению температуры рабочего тела в конце расширения (примерно на 400*С меньше по сравнению со стандартным ДВС), что приводит к значительному снижению тепловой нагрузки на детали двигателя.

4. При суммировании приведенных факторов складывается положительный баланс, т.е. ресурс двигателя со сверхвысокой степенью сжатия будет больше, чем у стандартного.

Риск возникновения детонаций в двигателе с повышенной (до 25) или сверхвысокой степенью сжатия (51 и выше) по сравнению со стандартным двигателем меньше, т.к. в нем скорость нарастания объема камеры сгорания на расширении больше. Так, при одинаковых углах ПКВ прирост объема камеры сгорания от ВМТ поршня до точки Рz в двигателе со степенью сжатия 20 в 2.3 раз больше, чем у стандартного двигателя со степенью сжатия 10.

Трехлетняя (с августа 2002 года) практика эксплуатации двигателей со сверхвысокой степенью сжатия также показала, что воздействие детонаций в них на механизмы двигателя совершенно иное, чем у стандартного двигателя. Однако вопрос этот подлежит дальнейшему исследованию.

Изложенное можно подытожить следующим образом:

1. Первоначальные представления Р.Дизеля о работе ДВС соответствовали действительности. Его отказ от этих преставлений на последующие 110 лет дал неправильное направление развитию теории и практики ДВС.

2. Многочисленные опыты и эксперименты, которые до сих пор проводились с двигателями с повышенной степенью сжатия не могли иметь положительный результат, поскольку эти работы проводились на основе традиционной теории ДВС с использованием известных практике принципов работы ДВС.

3. Двигатели со сверхвысокой степенью сжатия в 25 и 51 являются двигателями нового типа с присущими только им особенностями работы и они могут работать только при использовании собственных принципов работы.

4. Для ДВС со степенью сжатия 51 ни вид топлива, ни способ его воспламенения не имеют значения. Такой двигатель будет иметь КПД, примерно, 70-73%.

Источник: do.gendocs.ru

Степень сжатия и компрессия двигателя

Современный автомобилист, если он хочет разбираться в своей машине, должен знать массу терминов и определений. При отсутствии технического образования, либо при недостаточных знаниях в теме автомобилестроения и физике в целом, водитель может путать такие определения, как степень сжатия и компрессия. Эти понятия, в целом, довольно близки друг к другу, но не тождественны, как думают многие водители. В рамках данной статьи рассмотрим, в чем разница между степенью сжатия и компрессией двигателя. Разобравшись в этих понятиях, станет гораздо проще анализировать работу мотора.

В чем разница между степенью сжатия и компрессией

Перед тем как подробно разбираться с каждым из определений, сформулируем кратко, что такое компрессия и степень сжатия:

  • Под компрессией понимается давление, которое образуется в цилиндре при максимальном сжатии. Данный параметр можно замерить.
  • Под степенью сжатия понимается число, которое определяет соотношение объема до начала сжатия и после него.

Если ознакомиться с технической литературой, можно заметить, что в ней чаще всего фигурирует термин “Степень сжатия”. Также данный показатель указывается в книге по технической эксплуатации автомобиля, например, в разделе про подбор топлива. Что касается компрессии, ее обычно используют в работе автомеханики. Диагностические приборы позволяют определить компрессию, на основе которой специалист имеет возможность сделать выводы о качестве работы мотора.

Что такое степень сжатия двигателя

Есть распространенное заблуждение, что степень сжатия — едва ли не самый главный параметр любого автомобильного двигателя. На самом деле, это не совсем так. Степень сжатия двигателя влияет на топливо, которое лучше использовать для мотора. Также от степени сжатия зависят параметры воспламенения. Если на автомобиле используется искровое зажигание (бензиновый двигатель), степень сжатия специалисты стремятся повысить, а если сгорание в цилиндрах происходит от сжатия (дизельный двигатель), то, наоборот, снизить.

Рассмотрим пример. Допустим, у нас бензиновый двигатель с объемом в 2,4 литра. Если в таком моторе степень сжатия равна 6 единицам, то мощность такого двигателя составит около 100 лошадиных сил. При этом, если оставить тот же мотор, но повысить степень сжатия в дважды — до 12 единиц, то мощность составит около 135-140 лошадиных сил. При этом в обоих рассмотренных случаях расход бензина будет одинаковый. Если сжатие выше, то ниже температура выхлопных газов, соответственно, больше высвободившейся энергии может быть преобразовано в механическую работу.

Если углубиться в физику процесса, можно вспомнить, что чем выше уровень расширения газов после произошедшего воспламенения, тем ниже температура этих газов. Соответственно, больше механической энергии в результате взрыва высвобождается. Поскольку в автомобильных двигателях степень сжатия и степень расширения газов в процессе взрыва практически идентичны (поскольку взрыв происходит в замкнутом цилиндре), отсюда следует, что с повышением степени сжатия удается повысить эффективность работы двигателя.

Само собой, повышать степень сжатия можно не до бесконечности — есть определенная граница. В зависимости от того, насколько высока температура и давление смеси в момент создания искры, определяется риск возникновения детонации. Если не просчитывать данный фактор, могут создаться серьезные проблемы в работе двигателя.

Обратите внимание: Чтобы нивелировать проблему с возникновением детонации в ходе повышения температуры, производители автомобилей ввели в двигателях пятый цикл. Смысл его в том, что закрытие впускных клапанов происходит позже, чем ранее. Соответственно, это позволяет лучше использовать топливо в цилиндрах, что снижает степень сжатия, но увеличивает уровень расширения. Такая схема используется на современных автомобильных моторах.

Если ознакомиться с технической информацией по автомобилю, можно заметить, что степень сжатия фигурирует в документации в качестве одного из параметров. Данная степень сжатия является постоянной для двигателя, и изменить заложенные производителем значения практически невозможно.

Степень сжатия можно измерить самостоятельно. Чтобы это сделать, необходимо поделить общий объём двигателя на число цилиндров. В результате данных вычислений удастся узнать полный объем одного цилиндра. Далее потребуется один из поршней мотора перевести в верхнюю мертвую точку и залить в данный цилиндр масло, отмерив его объем. Полученный объем — это объем камеры сгорания. Далее остается разделить общий объём цилиндра на объем камеры сгорания и узнать степень сжатия двигателя.

Что такое компрессия двигателя

В отличие от степени сжатия, параметр компрессии часто можно слышать в сервисных центрах, например, при прохождении диагностики. Мастера по техническому обслуживанию после считывания ошибок или проведения других работ могут сообщить, что у автомобиля повышенная или пониженная (что чаще) компрессия.

Если компрессия снижается в двигателе, это является сигналом о том, что имеются определенные проблемы с мотором.

Замерить компрессию двигателя можно и самостоятельно. Чтобы это сделать, потребуется компрессометр. Данный прибор можно приобрести практически в любом автомобильном магазине. Его нужно поместить в цилиндр, после чего прокрутить мотор стартером. Далее можно узнать по полученным результатам информацию о компрессии.

Обратите внимание: Если на автомобиле бензиновый двигатель, нормальный уровень компрессии для него находится на уровне в 10-14 атмосфер. Для дизельного двигателя данный показатель равен 24-35 атмосферам.

Если после замера компрессии вы обнаружили, что она значительно меньше, чем рекомендуется конкретно для вашего мотора, необходимо провести диагностику. Лучший способ диагностики — разобрать полностью мотор и посмотреть комплектующие. Но, поскольку это достаточно сложная процедура, требующая определенных знаний, лучше провести тестирование следующим образом:

  1. Залейте в цилиндр двигателя около 15-20 грамм моторного масла;
  2. Далее повторно проведите замер компрессии двигателя;
  3. Если в результате измерения вы заметили, что компрессия увеличилась, это говорит о том, что клапаны не закрываются до конца, либо имеет место быть прогорание клапана. В случае, если после залития масла показатель компрессии остался на прежнем уровне, следует обратить внимание на возможность залегания поршневых колец. Но также следует брать во внимание, что в таком случае есть вероятность проблем с зеркалом цилиндра или с самим поршнем.

Снижение уровня компрессии — достаточно серьезная проблема, которую можно определить на раннем этапе. Симптомами, которые указывают на подобную проблему, является повышение расхода уровня топлива и снижение мощности двигателя.

Источник: okeydrive.ru

Степень сжатия бензинового двигателя (отношение

Продаж: 19 последняя 27.05.18
Возвратов: 0

Загружен: 01.05.2014
Содержимое: 20344.jpg 42,9 Кбайт

Описание товара

Степень сжатия бензинового двигателя (отношение максимального объема рабочей смеси к её минимальному объему) равна 8. Найти отношение температуры выхлопа к температуре горения. Расширение считать адиабатическим, а рабочую смесь (смесь воздуха и паров бензина) считать двухатомным идеальным газом.

Дополнительная информация

Задача 20344. Подробное решение с краткой записью условия, формул и законов, используемых в решении, выводом расчетной формулы и ответом.
Если возникнут вопросы по решению, пишите. Постараюсь помочь.

С этим товаром также смотрят

В целях противодействия нарушению авторских прав и права собственности, а также исключения необоснованных обвинений в адрес администрации сайта о пособничестве такому нарушению, администрация торговой площадки Plati (http://www.plati.market) обращается к Вам с просьбой — в случае обнаружения нарушений на торговой площадке Plati, незамедлительно информировать нас по адресу support@plati.market о факте такого нарушения и предоставить нам достоверную информацию, подтверждающую Ваши авторские права или права собственности. В письме обязательно укажите ваши контактные реквизиты (Ф.И.О., телефон).

В целях исключения необоснованных и заведомо ложных сообщений о фактах нарушения указанных прав, администрация будет отказывать в предоставлении услуг на торговой площадке Plati, только после получения от Вас письменных заявлений о нарушении с приложением копий документов, подтверждающих ваши авторские права или права собственности, по адресу: 123007, г. Москва, Малый Калужский пер. д.4, стр.3, Адвокатский кабинет «АКАР №380».

В целях оперативного реагирования на нарушения Ваших прав и необходимости блокировки действий недобросовестных продавцов, Plati просит Вас направить заверенную телеграмму, которая будет являться основанием для блокировки действий продавца, указанная телеграмма должна содержать указание: вида нарушенных прав, подтверждения ваших прав и ваши контактные данные (организиционно-правовую форму лица, Ф.И.О.). Блокировка будет снята по истечение 15 дней, в случае непредставления Вами в Адвокатский кабинет письменных документов подтверждающих ваши авторские права или права собственности.

Источник: plati.market

Авто Новинки

ремонт и тюнинг вашего автомобиля

Самая высокая степень сжатия бензинового двигателя

Двигатели Скайактив: ресурс, особенности, проблемы

Японская компания Mazda на фоне конкурентов всегда отличалась стремлением к внедрению в массовое производство обособленных решений. Достаточно вспомнить роторные ДВС на моделях серии RX, которые даже с учетом определенных недостатков все равно завоевали массу поклонников по всему миру.

Результатом стало появление агрегатов Mazda Skyactiv. При этом удалось не только вписать эти моторы в современные экологические нормы, но также значительно повысить мощность и экономичность двигателей нового поколения. Далее мы поговорим об особенностях конструкции указанных силовых агрегатов, а также постараемся ответить на вопрос, какой ресурс двигателя и надежность Skyactiv.

Двигатели Skyactiv: особенности конструкции и принцип работы

Итак, моторы Скайактив впервые появились под капотом популярного кроссовера Mazda СХ‑5. Бензиновая версия получила рабочий объем 2.0 литра, дизель Skyactiv с турбонаддувом имеет объем 2.2 литра.

Примечательно то, что степень сжатия как в бензиновой, так и в дизельной версии находится на одинаковой отметке 14. Если просто, для бензинового мотора это очень высокий показатель (обычной нормой является 10-12), тогда как для дизеля достаточно низкий. При этом инженеры Мазда в обоих случаях успешно решили целый ряд сложностей и проблем.

  • Начнем с бензинового Скайактив. Как известно, чем больше степень сжатия, тем выше будет температура и давление в цилиндре ближе к окончанию такта сжатия. Результат-смесь лучше сгорает, двигатель становится более мощным, повышается его КПД.

Но не все так просто. Увеличение степени сжатия также приводит к тому, что бензиновый мотор в этом случае получает склонность к возникновению детонации. Если говорить о спортивных авто, детонации можно избежать посредством использования высокооктанового бензина, однако для массовых ДВС это решение никак не подходит.

По этой причине бензиновый Skyactiv-G получил целый ряд серьезных доработок, что позволило данному мотору с высокой степенью сжатия нормально работать на простом 95‑ом бензине, при этом оставаться мощным, экологичным и экономичным.

  1. Проблему детонации позволил решить комплексный подход. Прежде всего, была изменена форма поршня, который теперь не плоский, а больше похож на трапецию. Также в середине появилось углубление, чтобы возле свечи смесь воспламенялась равномерно, тем самым уменьшая риски детонационного сгорания.
  2. Также в конструкции этого мотора применены особые ионные датчики на каждом отдельном цилиндре. Такие датчики высокочувствительны и встроены в катушки зажигания. В основу работы датчика положена фиксация колебаний ионного тока в зазоре свечи зажигания после воспламенения топливно-воздушной рабочей смеси. После сгорания заряда образуются ионы, что позволяет образовавшейся среде проводить ток. Датчик формирует электроимпульсы, посылает их на электроды свечи и далее производит замеры. Если просто, как только возникает риск детонации, датчики немедленно это фиксируют, после чего ЭБУ немедленно корректирует зажигание и другие параметры работы систем двигателя.
  3. Изменения коснулись и системы питания. Моторы Skyactiv имеют прямой (непосредственный) впрыск, ТНВД приводится от выпускного распределительного вала. При этом каждая форсунка получила вместо привычной одной целых 6 точек впрыска. Такое решение позволило не только улучшить распыл горючего и добиться полноценного сгорания топливного заряда, но и дополнительно охладить камеру сгорания впрыснутым бензином. Также давление в системе было повышено до 200 бар, что обеспечило улучшенное смесеобразование.
  4. Еще следует отметить доработки выпускной системы. Система выпуска имеет «спортивный» коллектор 4-2-1. Такая схема позволяет снизить сопротивление во время выпуска отработавших газов. При этом следует отметить, что если в рамках тюнинга такой коллектор не предполагает наличия каталитического нейтрализатора, для серийного автомобиля инженеры Мазда использовали трубы увеличенной длины, расположив катализатор за ними.
  5. Дополнительным новшеством для моторов Скайактив стали особые электронные фазовращатели. Раньше компания использовала гидравлический фазовращатель, теперь в ДВС стала использоваться электронная муфта. Решение позволило гибко регулировать газораспределение и открывать клапана в строго заданный момент.
  6. Также выделяется возможность двигателя Skyactiv работать как по циклу Аткинсона, так и по циклу Отто. Что касается циклов Аткинсона и Отто, данная схема позволяет заметно понизить насосные потери, которые выражаются в сопротивлении поршня при сжатии смеси топлива и воздуха. По циклу Отто открытие клапанов на впуске и выпуске происходит по строгой последовательности. На моторе Скайактив этот режим задействован на средних и максимальных оборотах, то есть когда двигатель работает под нагрузкой.

По циклу Аткинсона мотор начинает работать на низких оборотах или в режиме ХХ, то есть когда не нужен высокий крутящий момент. Во время работы по такому циклу впускные клапана закрываются позже, то есть уже тогда, когда начинается такт сжатия, что позволяет часть воздуха сбросить назад во впуск.

В результате поршень часть пути проходит, не встречая сопротивления, так как не нужно сжимать смесь. Получается, снижена степень сжатия мотора и двигатель не тратит энергию, работая максимально экономично.

  • Система смазки в двигателе Скайактив получила масляный насос, который способен изменять давление в 2 диапазонах с учетом режимов работы силовой установки. Такое устройство позволяет снизить механические потери на трение и гидравлические потери.
  • Нужно добавить, что конструкторы стремились облегчить двигатель, для чего был изготовлен особый алюминиевый блок цилиндров, который не является цельным, а выполнен в виде двух составных частей. Также значительно облегчили и детали ЦПГ и КШМ. Общая масса двигателя по сравнению с предыдущими аналогами, которые использовались в качестве основы для Скайактив, уменьшилась на 10%, потери на трение снизились практически на треть. Прибавка в моментной характеристике составила около 15%, при этом значительно упала токсичность выхлопа.
  • Дизельный мотор Skyactiv-D: конструктивные особенности

    За основу инженеры Мазда взяли хорошо зарекомендовавший себя турбодизельный агрегат MZR-CD. При этом понижение степени сжатия позволило заметно понизить температуру в цилиндре, а также показатель давления. В результате мотор стал отличаться более высоким КПД, однако возникли проблемы со смесеобразованием и воспламенением смеси «на холодную».

    Для решения задачи были установлены специальные керамические свечи накала. Благодаря такому решению температура в камере сгорания за пару секунд повышается до 1 тыс. градусов, что значительно облегчает холодный пуск дизельного двигателя. Также дизель Скайактив получил систему изменения фаз газораспределения, что является довольно редким решением для агрегатов данного типа.

    Еще инженеры доработали систему питания, оснастив топливную систему дизелного мотора особым блоком клапанов. Этот блок позволяет постоянно поддерживать высокое давление посредством управления подачей дизтоплива в ТНВД, также через него проходят топливные магистрали, по которым излишки топлива поступают обратно в бак.

    Что касается наддува, двигатель имеет две турбины (большую и малую), которые размещены в едином корпусе. Установка турбин реализована последовательно, что позволяет получить быстрый отклик и уверенный подхват на низких оборотах благодаря малой турбине, после чего на средних и высоких оборотах подключается большой турбокомпрессор.

    Еще отметим, что уменьшение степени сжатия дизельного мотора также снизила ударные нагрузки на ДВС, параллельно были уменьшены и насосные потери. Снижение нагрузок позволило облегчить дизель. В результате (аналогично бензиновой версии) блок цилиндров стал алюминиевым. Выпускной коллектор интегрирован прямо в ГБЦ, что также облегчило конструкцию, а еще позволило быстрее прогреть каталитический нейтрализатор.

    Ресурс моторов Mazda Skyactiv и проблемы

    Инженеры компании Мазда создали экономичные и одновременно производительные силовые агрегаты, при этом моторы соответствуют стандарту ЕВРО-6. Также особенностью бензиновой версии Скайактив можно считать то, что двигатель остался атмосферным.

    На практике это означает, что в рамках эксплуатации не должно возникнуть типичных проблем, которые обычно свойственны бензиновым моторам с наддувом. Однако для достижения таких выдающихся показателей атмосферный двигатель от Мазда все равно получился сложным по конструкции.

    Высокая степень сжатия означает, что значительно возрастают нагрузки на все детали, которые при этом были еще и облегчены для снижения веса. Если просто, облегченный тонкостенный алюминиевый блок сам по себе уже нельзя назвать самым надежным, а благодаря высокой степени сжатия металл фактически нагружен максимально.

    Что касается дизельной версии, понижение степени сжатия до 14, напротив, указывает на снижение нагрузок на дизельный мотор. В этом случае двигатель также стал сложнее, однако вполне можно рассчитывать на достаточно большой ресурс основных элементов ЦПГ и КШМ.

    Вернемся к статистике и практической эксплуатации. Бензиновые моторы Skyactiv появились на территории СНГ около 5 лет назад. Если рассматривать двигатели Скайактив, проблемы с ними возникают, при этом пока учет неполадок по этим ДВС не выявил массовых и глобальных поломок.

    Другими словами, если рассматривать двигатели Mazda Skyactiv, неисправности таких агрегатов, которые зафиксированы, представляют собой следующие:

    • встречались случаи, когда необходимо было менять масляный насос, который давал сбой и не выходил на максимум производительности, в результате чего начинала давать сбои гидравлическая муфта для изменения фаз, установленная на на выпускном распределительном вале.
    • также была отмечена ситуация, когда двигатель Скайактив после запуска с первого раза через небольшой промежуток времени глох. Для нормальной работы агрегат приходилось перезапускать 2-3 раза, после чего мотор работал стабильно. Вероятно, проблема была не «механической», а связана с прошивкой ЭБУ, так как европейские версии с этим двигателем работали без подобных сбоев.
    • еще следует отметить, что на некоторых двигателях Скайактив встречается выработка кулачков впускного распределительного вала, в результате чего двигатель работает более шумно.

    Как видно, на данном этапе еще можно говорить, что моторы Skyactiv вполне надежны. При этом все же не стоит забывать, что большинство из этих ДВС еще не прошли условной отметки в 100 тыс. км. Также важно учитывать, что такие агрегаты являются высокотехнологичными.

    Хотя сам производитель озвучивает цифру ресурса около 300 тыс. км., при этом такой расчет предполагает идеальные условия эксплуатации, качественное топливо и моторное масло. Это значит, что до 100-150 тыс. км. проблем с двигателем может и не возникать, однако далее сложный агрегат вполне может оказаться крайне дорогим в ремонте или даже неремонтопригодным. Также отмечено, что ближе к 100 тыс. выходят из строя катушки и ионные датчики. На экземплярах, где использовалось топливо не самого лучшего качества, внимания может потребовать ТНВД, а также сами форсунки.

    Советы и рекомендации

    Важно понимать, что бензиновый двигатель SKYACTIV-G имеет высокую степень сжатия. Это значит, что такой мотор склонен к детонации и крайне требователен к качеству топлива. В данный силовой агрегат лучше заливать бензин с октановым числом АИ-95 только в крайних случаях.

    • Чтобы мотор работал нормально и сохранялся его ресурс, топливо должно быть не ниже АИ-98. Многие владельцы Скайактив в СНГ утверждают, что агрегат лучше всего работает на 100 бензине. Вполне очевидно, что попытки экономить на горючем, заливая в такой мотор 92-й бензин или случайные заправки некачественным топливом на непроверенных АЗС приведут к значительному сокращению ресурса агрегата и к его скорым поломкам.

    Рекомендуем также прочитать статью о том, какие особенности имеет новый двигатель Поло Седан. Из этой статьи вы узнаете о доработках и конструктивных изменениях нового двигателя Polo Sedan, а также как это повлияло на расход, экономичность и надежность силового агрегата.

    • Также очень важно следить за состоянием, уровнем и качеством моторного масла. Опять-таки, высокая степень сжатия означает увеличение нагрузок на детали, рост температуры и т.д.
    • Свечи зажигания должны быть качественными и меняться своевременно. Дело в том, что наличие ионных датчиков в катушках зажигания означает, что датчики выполняют замеры по электродам свечей. Если свечи будут загрязнены или с ними возникнут другие характерные проблемы, тогда значительно возрастает риск возникновения разрушительной детонации двигателя.

    Что в итоге

    Если учесть, что на территорию РФ и СНГ дизели поставляются совсем недавно, особой статистики по ним еще нет. Если же затронуть бензиновые версии Skyactiv, прежде всего, это двигатель с прямым впрыском топлива и высокой степенью сжатия.

    Следует понимать, что в устройстве топливной системы присутствует топливный насос высокого давления, а также сложные по конструкции форсунки. В результате бензиновый мотор похож на дизельный со всеми вытекающими последствиями, а также сильно склонен к детонации. Бензин для такого ДВС должен быть высокооктановым, качественным, без примесей и воды.

    Получается, хотя мотор остался атмосферным и лишен ряда проблем, которые свойственны агрегатам с наддувом, все равно технологически такой двигатель очень сложный. Не трудно догадаться, что фактически серьезные поломки сделают такой мотор неремонтопригодным, так как мало кто в СНГ будет пытаться отремонтировать агрегат.

    В этом случае проще обойтись узловой заменой, то есть поменять БЦ, коленчатый и распределительные валы, элементы ЦПГ и другие детали. При этом сумма таких замен будет весьма внушительной.

    Напоследок отметим, что если планируется приобретение подержанного автомобиля Мазда с двигателем Скайактив, тогда рассматривать можно варианты, которые прошли не более 100-120 тыс. км. При этом очень важно, чтобы владелец заливал только качественный бензин и масло, следил за состоянием системы питания и т.д. Если этого не делать, двигатель может оказаться «убитым» даже на малых пробегах, так как детонация, которая вполне может возникнуть, значительно сокращает ресурс ДВС.

    Если же пробег больше 200 тыс. км., автомобиль с мотором Skyactiv лучше не приобретать, так как на нашем топливе его ресурс уже может подходить к концу. При этом силовой агрегат сложный, так что неизбежны сложности и проблемы с его ремонтом. В худшем случае потребуется прибегнуть к «свапу» двигателя, учитывая, что контрактные Скайактив стоят достаточно дорого.

    Двигатель Рендж Ровер: полезная информация

    Новые поколения и двигатели Рендж Ровер Спорт специально затрагивать не будем, концентрируясь на рынке б/у машин данной марки, которые относительно недавно стали доступны по цене для . Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое двигатель GDI. . TSI двигатель: что это такое? Читать далее. FSI двигатель: что это такое, недостатки и преимущества. Читать далее.

    FSI двигатель: что это такое, недостатки и преимущества

    Прежде всего, расшифровка «FSI двигатель» представляет собой аббревиатуру Fuel Stratified Injection, что дословно означает послойный впрыск топлива. Главным отличием этого ДВС от широко известного сегодня TSI является отсутствие на.

    GDI двигатель: что это такое?

    Двигатель GDI (Gasoline Direct Injection) – бензиновый силовой агрегат с прямым (непосредственным) впрыском . Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое двигатель TSI. . FSI двигатель: что это такое, недостатки и преимущества.

    TSI двигатель: что это такое?

    Двигатели TSI (Turbo Stratified Injection, от англ. турбонаддув и послойный . FSI двигатель: что это такое, недостатки и преимущества. . GDI двигатель: что это такое? Что такое инжектор: особенности и отличия от карбюратора.

    TDI двигатель: что это такое?

    FSI двигатель: что это такое, недостатки и преимущества. . GDI двигатель: что это такое? Что такое инжектор: особенности и отличия от карбюратора. Евгений (авто-эксперт).

    Типы и параметры ДВС — Avtonov

    Автомобильные поршневые двигатели внутреннего сгорания (ДВС) обладают множеством показателей – мощность, крутящий момент, расход топлива, выброс вредных веществ и т. д., которые во многом зависят от их конструктивных параметров.

    Типы двигателей

    Двигатель — устройство, преобразующее энергию сгорания топлива в механическую работу. Практически все автомобильные двигатели работают по циклу, состоящему из четырех тактов:

    • впуск воздуха или его смеси с топливом;
    • сжатие рабочей смеси,
    • рабочий ход при сгорании рабочей смеси;
    • выпуск отработавших газов.

    Наибольшее распространение в автомобилях получили поршневые двигатели — бензиновые и дизели.

    Бензиновые двигатели имеют принудительное зажигание топливо-воздушной смеси искровыми свечами. Различаются по типу системы питания:

    • в карбюраторных смешение бензина с воздухом начинается в карбюраторе и продолжается во впускном трубопроводе. В настоящее время выпуск таких двигателей снижается из-за низкой экономичности и несоответствия современным экологическим нормам;
    • в впрысковых двигателях топливо может подаваться одним инжектором (форсункой) в общий впускной трубопровод (центральный, моновпрыск) или несколькими инжекторами перед впускными клапанами каждого цилиндра (распределенный впрыск). В них возможно некоторое увеличение максимальной мощности и снижение расхода бензина и токсичности отработавших газов за счет более точной дозировки топлива электронной системой управления двигателем;
    • двигатели с непосредственным впрыскиванием бензина в камеру сгорания, который подается в цилиндр несколькими порциями, что оптимизирует процесс сгорания, позволяет двигателю работать на обедненных смесях, соответственно уменьшается расход топлива и выброс вредных веществ.

    Дизели — двигатели, в которых воспламенение смеси топлива с воздухом происходит от повышения ее температуры при сжатии. По сравнению с бензиновыми эти двигатели обладают лучшей экономичностью (на 15-20%) благодаря большей (в два и более раз) степени сжатия (см. ниже), улучшающей процессы горения топливо-воздушной смеси. Достоинством дизелей является отсутствие дроссельной заслонки, которая создает сопротивление движению воздуха на впуске и увеличивает расход топлива. Максимальный крутящий момент (см. ниже) дизели развивают на меньшей частоте вращения коленчатого вала (в обиходе — «тяговиты на низах»).

    Дизели устаревших конструкций обладали по сравнению с бензиновыми двигателями и рядом недостатков:

    • большей массой и стоимостью при одинаковой мощности из-за высокой степени сжатия (в 1,5-2 раза больше), увеличивавшей давление в цилиндрах и нагрузки на детали, что заставляло изготавливать более прочные элементы двигателя, увеличивая их габариты и вес;
    • большей шумностью из-за особенностей процесса горения топлива в цилиндрах;
    • меньшими максимальными оборотами коленвала из-за более высокой массы деталей, вызывавшей большие инерционные нагрузки. По этой же причине дизели, как правило, менее приемисты — медленнее набирают обороты.

    Роторно-поршневой двигатель (Ванкеля) — в нем ротор-поршень совершает не возвратно-поступательное движение, как в бензиновых двигателях и дизелях, а вращается по определенной траектории. Благодаря этому он обладает хорошей приемистостью — быстро набирает обороты, обеспечивая автомобилю хорошую динамику разгона. Из-за конструктивных особенностей степень сжатия ограничена, поэтому работает только на бензине и обладает худшей экономичностью из-за формы камеры сгорания. Раньше его недостатком был меньший ресурс, а теперь и невысокие экологические показатели, которым сейчас уделяется большое внимание.

    Гибридная силовая установка представляет собой комбинацию поршневого двигателя (как правило, дизеля), электродвигателя, генератора и тяговых (тяговая аккумуляторная батарея, в отличие от стартерной, рассчитана на разряд большими токами (50-100 А) в течение 30-60 минут) аккумуляторных батарей. Работа этой установки происходит в различных режимах в зависимости от характера движения автомобиля. При интенсивном разгоне вместе работают поршневой и электрический двигатели. Во время торможения двигателем за счет энергии замедления генератор заряжает аккумуляторные батареи. При движении в городском цикле может работать только электродвигатель. Все это позволяет, сохраняя (или даже улучшая) динамику разгона, значительно повысить экономичность и снизить выброс вредных веществ.

    Компоновка поршневых двигателей

    Значительное разнообразие компоновок поршневых двигателей связано с их размещением в автомобиле и необходимостью уместить определенное количество цилиндров в ограниченном объеме моторного отсека.

    Рядный двигательV-образный двигатель

    Рядный двигатель (рис. 1, а) — компоновка, при которой все цилиндры находятся в одной плоскости. Применяется для небольшого количества цилиндров (2, 3, 4, 5 и 6). Рядный шестицилиндровый двигатель легче всего поддается уравновешиванию (снижению вибраций), но обладает значительной длиной.

    V-образный двигатель (рис. 1, б) — цилиндры у него расположены в двух плоскостях, как бы образуя латинскую букву V. Угол между этими плоскостями называют углом развала. Наиболее часто такое размещение цилиндров применяется для шести- и восьмицилиндровых двигателей и обозначается V6 и V8 соответственно. Такая компоновка позволяет уменьшить длину двигателя, но увеличивает его ширину.

    Оппозитный двигатель (рис. 1, в) имеет угол развала 180°, благодаря этому у него высота агрегата наименьшая среди всех компоновок.

    VR-двигатель (рис. 1, г) обладает небольшим углом развала (порядка 15°), что позволяет уменьшить как продольный, так и поперечный размеры агрегата.

    W-двигатель имеет два варианта компоновки — три ряда цилиндров с большим углом развала (рис. 1, д) или как бы две VR-компоновки (рис. 1, е).Обеспечивает хорошую компактность даже при большом количестве цилиндров. В настоящее время серийно выпускают W8 и W12.

    Конструктивные параметры двигателей

    Любой двигатель характеризуется следующими конструктивно заданными параметрами (рис. 2), практически неизменными в процессе эксплуатации автомобиля.

    Конструктивные параметры двигателей

    Объем камеры сгорания — объем полости цилиндра и углубления в головке над поршнем, находящимся в верхней мертвой точке — крайнем положении на наибольшем удалении от коленвала.

    Рабочий объем цилиндра — пространство, которое освобождает поршень при движении от верхней до нижней мертвой точки. Последняя является крайним положением поршня на наименьшем удалении от коленвала.

    Полный объем цилиндра — равен сумме рабочего объема и объема камеры сгорания.

    Рабочий объем двигателя (литраж) складывается из рабочих объемов всех цилиндров.

    Степень сжатия — отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания. Этот параметр показывает, во сколько раз уменьшается полный объем при перемещении поршня из нижней мертвой точки в верхнюю. Для бензиновых двигателей определяет октановое число применяемого топлива.

    Показатели двигателей

    Показателями двигателя называют величины, характеризующие его работу. Помимо конструктивных параметров, они зависят от особенностей и настроек систем питания и зажигания, степени износа деталей и пр.

    Давление в конце такта сжатия (компрессия) является показателем технического состояния (изношенности) цилиндро-поршневой группы и клапанов.

    Крутящий момент на коленчатом валу двигателя определяет силу тяги на колесах: чем он больше, тем лучше динамика разгона автомобиля. Равен произведению силы на плечо (рис. 3) и измеряется в Н·м (Ньютон на метр), ранее в кгс.м (килограмм-сила на метр).

    Крутящий момент увеличивается с ростом:

    • рабочего объема . Поэтому двигатели, которым необходим значительный крутящий момент, обладают большим объемом;
    • давления горящих газов в цилиндрах , которое ограничено детонацией (взрывное горение бензо-воздушной смеси, сопровождаемое характерным звонким звуком. Ошибочно называется «стуком поршневых пальцев») или ростом нагрузок в дизелях.

    Максимальный крутящий момент двигатель развивает при определенных оборотах (см. ниже), они вместе с его величиной указываются в технической документации.

    Мощность двигателя — величина, показывающая, какую работу он совершает в единицу времени, измеряется в кВт (ранее в лошадиных силах). Одна лошадиная сила (л.с.) приблизительно равняется 0,74 кВт. Мощность равна произведению крутящего момента на угловую скорость коленвала (число оборотов в минуту, умноженное на определенный коэффициент).

    Двигатели большей мощности производители получают увеличением:

    • рабочего объема , что, в свою очередь, приводит к росту габаритов двигателя и ограничению допустимых максимальных оборотов из-за значительных сил инерции увеличившихся деталей;
    • оборотов коленчатого вала , число которых ограничено инерционными силами и увеличением износа деталей. Высокооборотный двигатель одинаковой мощности (при прочих равных условиях — конструкции двигателя, технологии изготовления, применяемых материалах и т.д.) с низкооборотным обладает меньшим сроком службы, так как в среднем для одного и того же пробега его коленчатый вал будет совершать больше оборотов;
    • давления в цилиндре путем повышения степени сжатия либо наддувом воздуха посредством турбо- или механических нагнетателей. Для применения наддува степень сжатия вынужденно уменьшают для предотвращения детонации (у бензиновых двигателей) и снижения жесткости работы (повышенные нагрузки в цилиндро-поршневой группе дизеля, сопровождаемые чрезмерным шумом) (у дизелей). Наддув позволяет, например, сохранить мощность при меньшем рабочем объеме.

    Номинальная мощность — гарантируемая производителем мощность при полной подаче топлива на определенных оборотах. Именно она, а не максимальная мощность, указывается в технической документации на двигатель.

    Удельный расход топлива — это количество топлива, расходуемого двигателем на 1 кВт развиваемой мощности за один час. Является показателем совершенства конструкции двигателя: чем расход ниже, тем более эффективно используется энергия сгорающего в цилиндрах топлива.

    Характеристики двигателей

    При одних и тех же конструктивных параметрах у разных двигателей такие показатели, как мощность, крутящий момент и удельный расход топлива, могут отличаться. Это связано с такими особенностями, как количество клапанов на цилиндр, фазы газораспределения и т. п. Поэтому для оценки работы двигателя на разных оборотах используют характеристики — зависимость его показателей от режимов работы. Характеристики определяются опытным путем на специальных стендах, так как теоретически они рассчитываются лишь приблизительно.

    Как правило, в технической документации к автомобилю приводятся внешние скоростные характеристики двигателя (рис. 4), определяющие зависимость мощности, крутящего момента и удельного расхода топлива от числа оборотов коленвала при полной подаче топлива. Они дают представление о максимальных показателях двигателя.

    Показатели двигателя (упрощенно) изменяются по следующим причинам. С увеличением числа оборотов коленвала растет крутящий момент благодаря тому, что в цилиндры поступает больше топлива. Примерно на средних оборотах он достигает своего максимума, а затем начинает снижаться. Это происходит из-за того, что с увеличением скорости вращения коленвала начинают играть существенную роль инерционные силы, силы трения, аэродинамическое сопротивление впускных трубопроводов, ухудшающее наполнение цилиндров свежим зарядом топливо-воздушной смеси, и т. п.

    Быстрый рост крутящего момента двигателя указывает на хорошую динамику разгона автомобиля благодаря интенсивному увеличению силы тяги на колесах. Чем дольше величина момента находится в районе своего максимума и не снижается, тем лучше. Такой двигатель более приспособлен к изменению дорожных условий и реже придется переключать передачи.

    Мощность растет вместе с крутящим моментом и даже, когда он начинает снижаться, продолжает увеличиваться благодаря повышению оборотов. После достижения максимума мощность начинает снижаться по той же причине, по которой уменьшается крутящий момент. Обороты несколько выше максимальной мощности ограничивают регулирующими устройствами, так как в этом режиме значительная часть топлива расходуется не на совершение полезной работы, а на преодоление сил инерции и трения в двигателе. Максимальная мощность определяет максимальную скорость автомобиля. В этом режиме автомобиль не разгоняется и двигатель работает только на преодоление сил сопротивления движению — сопротивления воздуха, сопротивления качению и т. п.

    Величина удельного расхода топлива также меняется в зависимости от оборотов коленвала, что видно на характеристике (см. рис. 4). Удельный расход топлива должен находиться как можно дольше вблизи минимума; это указывает на хорошую экономичность двигателя. Минимальный удельный расход, как правило, достигается чуть ниже средних оборотов, на которых в основном и эксплуатируется автомобиль при движении в городе.

    Пунктирной линией на графике показаны более оптимальные характеристики двигателя.

    Инновации в ДВС: свежий взгляд на создание моторов

    Чтобы отсрочить закат эры ДВС, производители всеми силами пытаются его усовершенствовать. Причем иногда применяют совершенно неожиданные решения.Например, инженеры Mazda создали бензиновый (Skyactiv-G) и дизельный (Skyactiv-D) моторы, степень сжатия у которых одинакова и равна 14:1. Как же им это удалось?

    Skyactiv-G от Мазды

    Идея повышения степени сжатия бензинового ДВС состоит в снижении средней температуры цикла. Чем ниже температура горючей смеси, тем сильнее ее можно сжать без возникновения детонации. Для этого, прежде всего, изменили систему выпуска, применив настроенные каналы по схеме 4-2-1. При этом выхлопные газы, не мешая друг другу, поочередно выбрасываются в атмосферу. Это улучшает продувку цилиндров, так как количество газов, попадающих в них, уменьшается. Соответственно, газы не повышают температуру горючей смеси.

    Снижение доли ОГ с 8 до 4% позволяет повысить степень сжатия на три единицы. А непосредственное распыливание бензина в цилиндре, охлаждая воздух, делает возможным увеличить сжатие еще на единицу. Помогают улучшить газообмен система изменения фаз на впускном и выпускном распредвалах. Для меньшего нагрева камер сгорания уменьшили диаметр цилиндров, одновременно увеличив ход поршня. Все эти меры в совокупности привели к повышению крутящего момента на низких оборотах. Японцы называют такой подход downspeeding в противоположность распространенному сейчас downsizing. Экономия топлива и снижение вредных выбросов достигается за счет того, что такой мотор работает на оборотах в среднем на 15% ниже, чем обычный. Японцы утверждают, что их атмосферный Skyactiv-G объемом два литра по экономичности превосходит 1,4-литровый турбомотор.

    Skyactiv-D от Мазды

    В отношении дизелей маздовцы считают, что в обычных турбированных моторах высокие давление и температура не позволяют впрыскиваемому топливу равномерно перемешаться с воздухом. В результате неполного сгорания в ОГ повышается содержание оксидов азота и сажи. В моторе Skyactiv-D степень сжатия снижена, и топливо впрыскивается намного раньше. Поэтому оно успевает полностью сгореть, что позволяет уложиться в Евро-6 без дорогостоящих приспособлений для нейтрализации NOх. Есть и еще два существенных преимущества. Во-первых, так как впрыск и воспламенение происходят гораздо раньше, то фаза расширения, а вместе с ней и КПД мотора увеличиваются. Во-вторых, расширяется рабочий диапазон – до 5200 об/мин.

    Двигатель имеет два последовательных турбокомпрессора, создающих давление наддува 1,4 атм. Уверенный запуск при низких температурах призвана обеспечить система изменения фаз газораспределения. На выпускном распредвале установлены специальные «прогревочные» кулачки. Во время такта впуска выпускные клапаны приоткрываются, чтобы часть ОГ попала обратно в цилиндр, подогревая смесь. После прогрева система переключает клапана на обычные кулачки. Общий вес мотора снижен на 10%. А крутящий момент и экономичность снижены на 20% по сравнению с прежним «хитом» Мазды MZR-CD 2.2.

    А над чем собираются работать японцы дальше? Теперь в их планах создание бензинового двигателя с воспламенением от сжатия!

    BMW — моторы из кубиков

    Признанный лидер двигателестроения BMW решил собирать моторы по модульному принципу. Немецкие специалисты пришли к выводу, что исходя из таких критериев как КПД, тепловой баланс, механические и насосные потери, идеальный рабочий объем одного цилиндра должен составлять пол-литра. А идеальная камера сгорания должна содержать расположенную по центру форсунку непосредственного впрыска, свечу и четыре клапана. Имея «идеальный» цилиндр, двигатели можно строить, как из кубиков. Отличаться они будут только турбонаддувом. В трехцилиндровом будет одна турбина, в четырехцилиндровом – двухпоточная, а в шестицилиндровом – битурбо. Унифицированы будут цепной привод распредвалов, системы изменения фаз газораспределения и ходы клапанов.

    Но это еще не все. Инженеры рассчитали, что в равных по объему турбированных бензиновых и дизельных моторах можно использовать одни и те же алюминиевый блок цилиндров, поддон картера, коленвал, шатуны, масляный насос, привод ГРМ и навесное оборудование.

    Таким образом, легко регулировать объемы выпуска двигателей в зависимости от спроса, а на одной производственной линии можно выпускать до четырех их моделей. Главными направлениями дальнейшего развития в BMW считают экологичность и экономичность.

    Другие особенности технологии SKYACTIV

    Технология SKYACTIV предполагает использование не только новых двигателей, но и:

    • SKYACTIV-Drive — высокоэффективной АКПП, сочетающей преимущества «автоматов», вариаторов и «роботов». Обеспечивает от 4 до 7% снижения расхода топлива.
    • SKYACTIV-MT — механическая КПП, оптимизированная для переднеприводных машин. Значительно уменьшен размер агрегата и его вес. Уменьшение трения в коробке снижает расход топлива.
    • SKYACTIV-Body — новая конструкция кузова на 8% легче и на 30% жестче. «Прямая структура» нового каркаса — все детали сделаны настолько прямыми, насколько возможно.
    • SKYACTIV-Chassis — передняя подвеска на стойках, задняя многорычажная. Новая конструкция на 14% легче нынешней.

    14:1? Кто ведет. bmwservice

    Степени сжатия практически всех современных атмосферных моторов (которых уже скоро и вовсе не останется) достигли критических величин в 10,5-11* единиц еще лет 20 назад и остаются практически неизменны с того момента (хороший пример — моторы BMW M50 и BMW S50). Рекордные же показатели, находящиеся в общем-то на грани теоретической детонации, чаще всего демонстрируют немногочисленные «докрученные» моторы спортивных автомобилей. Так или иначе, в мировом двигателестроении до недавнего времени существовали единицы моторов с СЖ около 12.

    Зачем же, почему и чем именно важен этот показатель? Зачем стране такие рекорды?

    *Здесь и далее говорим только про атмосферные моторы.

    Важность степени сжатия можно оценить рассмотрев прямой показатель эффективности двигателя — крутящий момент приведенный к объему. Понятно, что на деле это может быть лишь точка, или же довольно узкий участок на моментной характеристике — нам важна лишь максимально достигнутая цифра. Около 20 лет назад, BMW одной из первых добилась соотношения 1 Нм на 10 кубиков рабочего объема. И прогресс в эффективности на этом фактически остановился. Компании начали больше заниматься экологией и интегральной характеристикой момента — работать с фазами газораспределения и их эффективностью. Фазовращателями просто «раскатали» моментную характеристику влево и вправо. Про все это я уже говорил.

    На момент 2012 года, не существует атмосферного гражданского мотора с характеристиками существенно превышающими «золотое» соотношение эффективности — 1 Нм на 10 куб.см. рабочего объема. Моторы получающие хотя бы на 7-10% больше — дожаты до предела — это привелегия спортивных двигателей Ferrari, Porsche, BMW Motorsport. Тут чаще всего или помудрили с фазами, или выставили критические углы зажигания ну и степень сжатия, разумеется, по верхней возможной границе сделали.

    Массовый же потребитель в основном ориентируется на гонку лошадиных сил и фактически не замечает, что продают-то ему почти тот же самый мотор, если не хуже. Разумеется, он стал ЕВРО4, старт-стоп и чего-то там еще, но эффективность осталась такая же, если не ниже.

    Лишние 10-20 лошадиных сил, по сравнению с предыдущей моделью, подняты заменой прошивки с сопутствующим добавлением оборотов. Также, возможно, конструкторы чуть поиграли с фазами — приподняли холостые — сдвинули всю характеристику вправо. По такому пути идут все производители: так или иначе, именно такова главная тенденция в ретроспективе развития мирового моторостроения за последние 20-30 лет.

    Вернемся к понятию «степень сжатия» и вспомним волговский «ЗМЗ-21», мотор американской технологии 50-х годов: СЖ 6,7:1, фактически — обычный распространенный в то время «американец» советского изготовления. Переваривал бензины от А-66 до А76 (современный — АИ-80). На нем был достигнут момент около 167 Нм при рабочем объеме около 2,44 л. BMW в 1991 году примерно с такого же объема двигателя M50B25 снимали привычные сейчас 250 Нм. Прогресс по степени сжатия — примерно полуторакратный. Прогресс по моменту. практически те же 1,5 раза! Линейная зависимость. Ну так давайте увеличим СЖ еще в 1,5 раза, примерно до 15 единиц и мы получим что-нибудь около 375 Нм?!

    Ничего подобного: на самом деле, эффективность двигателя зависит от степени сжатия нелинейно. К 10-11 единицам теоретическая кривая эффективности входит в зону насыщения и к условным 12,5 единицам на графике наступает перегиб — дальнейший рост происходит крайне неохотно. Об этом же говорит и сама Мазда:К чему я все это? Мазда обещает СЖ 14:1? Рекорд? Разберемся, по сравнению с чем?

    Практически все современные моторы оснащены непосредственным вспрыском. Послойное смесеобразование, использование дополнительной «обычной» форсунки, оптимизация камеры сгорания — все это пути для понижения температуры смеси — снижения склонности к детонации. Один и тот же двигатель с СЖ 11-12 может быть более, или напротив — менее склонен к детонации, в зависимости от режима его питания.

    Так что берем обычный современный двигатель, редактируем его в сторону снижения детонации и получаем 12:1 с допустимой эксплуатацией на АИ-95. И не детонирует. Думаю, с обязательным ограничением на 98-й, получим и беспроблемные 12,5:1 при использовании, повторюсь, совершенно доступных технологий. То есть, если и сравниваем, при прочих равных, то сравниваем не с мотором 80-х, а с мотором 2012 года — со всеми возможными современными ухищрениями. Если сравниваем «маздовские» 14:1, то примерно с 12:1, что сегодня вполне себе норма, как видите.

    Одна из ключевых технологий при этом — непосредственный впрыск и оптимизация формы камеры сгорания.

    Кроме того, стоит рассматривать каждый случай в отдельности — декларируемая цифра может несколько отличаться от реалий — идеально точно геометрию камеры сгорания редко кто высчитывает. Чаще всего, указанные производителем данные о степени сжатия довольно условны, отображают, так сказать, общую тенденцию, или «среднетехнологическое» значение. Компрессия двигателей M54B22 и M54B30, или же M50B20 и M50B25, например, отличается заметно больше, чем того стоит ожидать зная указанные степени сжатия этих моторов. В Сети хватает и практических расчетов для конкретного мотора. Реальные цифры могут варьироваться в довольно широком диапазоне. Разумеется, всему есть предел и двигатель с заявленной степенью сжатия 10:1 на деле вряд ли окажется дожатым до 12:1. Учитывая естественный технологический разброс и, например, возможный нагар в камере сгорания, вы никогда не сможете точно предсказать фактическую склонность двигателя к детонации на основе одной только паспортной степени сжатия.

    К чему я все это пишу: даже указанная производителем степень сжатия требует фактической проверки. Самая простая из которых — точное измерение компрессии. И вот тут, при прочих равных, можно пытаться строить теорию склонности этого ДВС к детонации. Одна-две «лишних» атмосферы и стоит выбирать следующий сорт бензина.

    Хорошо, представим, что «честные» 12:1 сопоставляются с технологическим совершенством — честными и рекордными 14:1. Сравнение, допустим, полностью корректное. Что нам дадут «рекордные» дополнительные 2 единицы? Хотя бы +10% к эффективности? Ничуть не бывало: перед нами, как видно, все те же 200-205 Нм которые показывают в паспортных данных на Skyactive-G. Кстати, почему, интересно, для канадского рынка указана степень сжатия 13:1? Дефорсировали мотор? Отнюдь: показатели момента и мощности те же самые. А теперь сюрприз. Что случилось с Mazda3 с таким же мотором? Нам говорят, что «охладительный» волшебный коллектор не поместился, там стоит обычный и заявленная степень сжатия уже не 14 и даже не 13. 12:1! Все характеристики прежние, заявленная разница в моменте — 3 Нм. Полагаю, даже одинаковые двигатели могут давать такой разброс на практике. Оставили бы все как есть — чем было бы оправдать отсутствие оригинального коллектора? Если эти 3 Нм действительно соответствуют разнице «технического» прорыва по сравнению с обычным двигателем с СЖ 12:1, то оно того стоит вообще? Ради чего городили весь этот огород? 3 Нм? Что-то около 1% на моментной характеристике?

    Суровая действительно такова: двигатели MAZDA SKYACTIV-G в вариантах степеней сжатия 14:1, 13:1 и 12:1 фактически ничем друг от друга не отличаются. Да, это один и тот же мотор. Вот такой вот извращенный изощренный маркетинг. Mazda сделала совершенно обычный современный двигатель (ничем не лучше и не хуже аналогов) и завернула его в блестящую маркетинговую шелуху. Продавать же как-то надо.

    P.S.Распространенный двигатель BMW N46B20 (в общем-то, аналогичный более раннему N42B20 аж 2001 года выпуска) при равном рабочем объеме, имеет примерно аналогичные характеристики эффективности, но при действительной степени сжатия. всего 10,5:1. Вот только рабочий момент у него доступен уже с 1200 оборотов! Двигатель Мазды «оживает» едва после 2000 об/мин. Почти 1000 оборотов — это пропасть. Делать надо было «момент», а не степень сжатия. Но момент сложнее «продать».

    Источник: auto-novosty.ru

    Готовая контрольная работа

    «В бензиновом двигателе степень сжатия горчей смеси равна 6,2. Смесь засасывается в цилиндр при температуре t1= 150C. Найти температуру t2 горючей смеси в к»

    Поделиться

    Похожие работы:

    ВВЕДЕНИЕ Целью выполнения курсового проекта является систематизация, закрепление и расширение теоретических и практических знаний по дисциплине «Процессы и аппараты химических производств». Необходимо .

    Введение Цель выполнения курсового проекта – систематизация, закрепление и расширение теоретических и практических знаний по дисциплине «Процессы и аппараты химических производств». При выполнении курсового .

    Введение В химической промышленности широко распространены и имеют важное значение процессы массопередачи, характеризуемые переходом одного или несколько веществ из одной фазы в другую. Путем .

    Плотность газа ρ при давлении р= 96кПа и температуре t=00 С равна 1,35 г/л. Найти молярную массу М газа .

    Плотность газа, состоящего из смеси гелия и аргона, ро при давлении Р и температуре Т. Молярные массы гелия и аргона соответственно мю1 и мю2 . Сколько атомов гелия содержится в газовой смеси объемом .

    Источник: prorektor.ru

    Как зависит кпд бензинового двигателя от степени сжатия

    Related Articles

    Санкции при возврате путевки в санаторий

    Онлайн страхование автомобиля осаго росгосстрах официальный сайт

    Документы для рвп граждан узбекистана 2018 по браку с гражданином рф

    К примеру, фрезеровка головки блока после слишком сильной тепловой деформации. Когда выровнять сопрягаемую с блоком цилиндров поверхность удается ценой снятия слоя металла чрезмерно большой толщины. От этого значение коэффициента увеличивается столь сильно, что работа на бензине, для которого был рассчитан мотор, становится невозможной.Как можно изменить показатель сжатия Методы увеличения:

    • Расточка цилиндров и установка поршней большего размера.
    • Уменьшение объема камер сгорания. Выполняется за счет удаления слоя металла со стороны плоскости сопряжения головки с блоком. Эту операцию из-за мягкости алюминия лучше делать на фрезерном или на строгальном станке.

    Влияние степени сжатия на индикаторный кпд двигателя

    Если 100 % топлива сгорает при постоянном давлении, то этот КПД минимален, так как топливо, которое догорает в процессе продолжительного расширения, для совершения работы имеет в своем распоряжении только малую часть пути, проходимого поршнем.
    Падение КПД особенно заметно, если при постоянном объеме сгорает менее 60 % топлива.

    Вплоть до степени сжатия ε = 10 КПД увеличивается особенно быстро.

    Дросселирование воздуха во впускном трубопроводе бензинового двигателя при частичной нагрузке приводит к тому, что давление конца сжатия в цилиндре значительно снижается.
    Так называемую реальную степень сжатия можно определить по величине давления в конце сжатия [3].


    На рис.

    Сюда можно отнести и потери от нагрузки генератора, например чем больше электричества вырабатывает генератор, тем сильнее он тормозит вращение коленвала.

    403 — доступ запрещён

    Преждевременное воспламенение происходит, когда при увеличении давления в смеси она самопроизвольно воспламеняется.
    При этом получается, что часть работы затрачивается не на то, чтобы толкать поршень, а на то чтобы помешать завершить ему ход фазы сжатия, а та энергия расширения, которая еще останется (если останется), будет использована крайне неэффективно из-за нерассчетного профиля фронта горения. Чтобы этого непроисходило необходимо подбирать свечи с подходящим для данного мотора калильным числом. Детонация — это процесс чрезмерно быстрого сгорания топливо-воздушной смеси в двигателе и похоже, скорее, на взрыв, с распространением горения со скоростью звука.

    Причина такого явления – выделение энергии при образовании повышенного количества гидропероксидов ROOH в парах бензина, в процессе их окисления кислородом воздуха.

    При превышении некоторого предела их концентрации происходит взрыв.

    Степень сжатия двс

    Также понятно, что это некоторое упрощение, поскольку для получения его максимального значения нужно подбирать массу параметров, где степень сжатия лишь один из многих, хоть и важный. Чем больше степень сжатия, тем лучше. Но при повышении давления и температуры возникает два неприятных явления: детонация и преждевременное воспламенение. Для того, чтобы в полной мере их понять, нужно осознать один удивительный факт: топливная смесь в ДВС не взрывается — она горит. Причем та самая гамма, которую мы упоминали выше, зависит и от скорости горения и от формы фронта воспламенения и от температуры пламени. Скорость горения должна соотвествовать скорости движения поршня. Фронт воспламенения должен быть однородным и распространяться ровно по ходу поступательного движения. Чем меньше температура горения, тем меньше потери на тепловыделение.

    400 bad request

    Автор: Юлиюс Мацкерле (Julius Mackerle)Источник: «Современный экономичный автомобиль» [1] 173640 Рис. 1 Зависимость КПД η теоретического цикла от степени сжатия Г.Р. Рикардо рассчитал и проверил на экспериментальном двигателе зависимость индикаторного КПД от степени сжатия для чистого воздуха [2]. Результаты его опытов изображены на рис. 1. При этом делается допущение, что рабочее тело – чистый воздух и что при сгорании углеводородного топлива в среде чистого воздуха образуются только CO2 и H2O. Другое допущение предполагает, что в течение всего цикла отсутствует теплообмен со стенками цилиндра. При этих допущениях КПД такого теоретического цикла: η = 1 — (1/ε)k-1 где ε – степень сжатия; k – показатель адиабаты (отношение теплоемкости при постоянном давлении к теплоемкости при постоянном объеме), равный 1,4 для воздуха.

    Полезное действие для кпд

    • 7,0–7,5 октановое число 72–76.
    • 7,5–8,5 октановое число 76–85.
    • 5,5–7 октановое число 66–72.
    • 10:1 октановое число 92.

    От 10,5 до 12,5 октановое число 95.

  • От 12 до 14,5 октановое число 98.
  • Для чего бывает нужно изменить коэффициент сжатия Необходимость изменения этого параметра ДВС возникает довольно редко.

    Можно перечислить всего несколько причин, побуждающих сделать такое.

    1. Форсирование двигателя.
    2. Желание приспособить мотор для работы на бензине с другим октановым числом. Было время, когда газовое оборудование для авто не встречалось в продаже. Не было и газа на заправках. Поэтому советские автовладельцы часто переделывали двигатели для работы на более дешевом низкооктановом бензине.
    3. Неудачный ремонт мотора, для ликвидации последствий которого требуется корректировка коэффициента сжатия.

    Сади Карно заложил основы теории тепловых машин – в том числе и д.в.с.

    Так вот, по Карно, к.п.д. двигателя внутреннего сгорания тем выше, чем больше разница между температурой газов (рабочего тела) к концу горения топливовоздушной смеси – и их температурой на выпуске.

    А разница температур зависит от степени сжатия – вернее, от степени расширения рабочих газов в цилиндрах.

    Для термического к.п.д. важна не степень сжатия, а именно степень расширения. Чем сильнее расширяются горячие газы на рабочем ходу, тем ниже падает их температура. Уже давно известен так называемый 5-тактный цикл Atkinson’а/Miller’а. Он как раз и разводит степень сжатия и степень расширения по разные стороны. Представьте, что у вашего 2.0-литрового 16-клапанника 4G63 впуск заканчивается не на 36° после нмт, а очень поздно – на 81°. То есть, при 3 тыс.

    Как зависит кпд бензинового двигателя от степени сжатия

    Дросселирование заряда или воздуха, являющееся в бензиновом двигателе способом регулирования его нагрузки, необходимо для сохранения примерно постоянного состава топливовоздушной смеси, что обеспечивает ее надежное зажигание.

    С другой стороны, желательное повышение степени сжатия ограничено опасностью возникновения детонации, зависящей от давления и температуры смеси в конце хода сжатия. На рис. 5 показано изменение температур сжатой смеси в цилиндре в зависимости от частоты вращения n и степени открытия дроссельной заслонки двигателя со степенью сжатия ε = 8,5.

    Рис. 5 Изменение температуры смеси в цилиндре в конце сжатия в зависимости от частоты вращения n и нагрузки бензинового двигателя.

    Автомобильный двигатель работает большую часть времени при частичной нагрузке и поэтому очень важно улучшить расход топлива именно в этих условиях. На рис.

    Источник: zakonbiz.ru

    Все про компрессию и степень сжатия дизельного двигателя

    Двигатель любого автомобиля, в том числе и дизельный, является довольно сложным устройством, состоящим из механизмов и систем.

    Взаимодействие этих систем и механизмов между собой позволяет преобразовывать энергию, возникающую при сгорании топливно-воздушной смеси во вращательное движение кривошипно-шатунного механизма с дальнейшей передачей вращения на трансмиссию.

    Основная работа по преобразованию энергии происходит внутри цилиндро-поршневой группы, а именно в цилиндрах.

    Преобразование энергии зависит от многих факторов, среди которых степень сжатия двигателя и компрессия. Особенно эти понятия играют более важную роль в дизельных силовых установках, поскольку воспламенение горючей смеси в цилиндрах этого агрегата производятся за счет сжатия смеси.

    Понятие степени сжатия

    Зачастую эти понятия путают между собой или объединяют в один термин. В действительности это два разных термина, и характеризуются они по-разному.

    Сначала разберем все о степени сжатия дизельного мотора.

    Соотношение объема цилиндра двигателя в момент нахождения поршня в нижней мертвой точке (НМТ) к объему камеры сгорания в момент, когда поршень достегает верхней мертвой точки и есть степень сжатия двигателя.

    Данное соотношение указывает на разницу давления, возникающую в цилиндре двигателя в тот момент, когда в цилиндр поступает топливо.

    В технической документации, идущей вместе с дизельной силовой установкой, степень сжатия указывается в виде математического соотношения, к примеру — 18:1 .

    Для дизельного агрегата самой оптимальной степень сжатия варьируется в диапазоне от 18:1 до 22:1 . Именно при таких показателях у этого двигателя достигаются максимальные показатели эффективности.

    Как все работает

    У дизельного мотора при такте сжатия, когда поршень движется к ВМТ, объем в цилиндре быстро сокращается. В этот момент в камере сгорания находиться только воздух, он-то и сжимается, данный процесс называется тактом сжатия.

    При подходе поршня к ВМТ, воздух сжимается на указанную в документации степень сжатия, в камеру сгорания под давлением подается топливо.

    Смесь из топлива и воздуха из-за воздействия на нее высокого давления воспламеняется, значительно увеличивая давление внутри камеры, поршень в этот момент проходит ВМТ .

    Образовавшееся в результате сгорания топливовоздушной смеси высокое давление начинает давить на днище поршня, заставляя его двигаться к НМТ .

    Посредством шатуна поступательное движение поршня преобразовывается во вращательное движение колен. вала.

    В данном случае давление, возникшее в результате воспламенения смеси, заставляет двигаться поршень к НМТ называется рабочим ходом. Рабочий ход является одним из тактов работы цилиндро-поршневой группы.

    При такте сжатия как раз и важна степень сжатия. Чем она выше, тем более легче воспламениться горючая смесь и в более полной мере она сгорит, обеспечив большее давление.

    При хорошем показателе степени сжатия дизельный мотор будет обеспечивать больший выход мощности при меньшем количестве сгораемого топлива.

    Однако у дизельных силовых установок не зря имеется диапазон степени сжатия, за который выходить не рекомендуется.

    Степень сжатия меньше 18:1 приводит к снижению мощностного показателя установки, при этом потребление топлива увеличивается.

    Но и чрезмерная степень сжатия у мотора тоже сказывается нехорошо на двигателе, особенно дизельном. За счет увеличенных нагрузок, которые испытывают цилиндропоршневая группа, их ресурс очень быстро сокращается.

    Увеличение сверх нормы степени сжатия может привести к прогоранию поршня, изгибу шатуна.

    В некоторых случаях увеличение данного показателя приводит к взрыву силовой установки без возможности последующего восстановления.

    ВАЖНО ЗНАТЬ : Степень сжатия у водородных двигателей значительно больше.

    Возможность замера степени сжатия

    Проверить степень сжатия дизельного агрегата в гаражных условиях практически невозможно. Поскольку нужно проводить некоторые замеры, которые сделать очень сложно.

    Одним из таких замеров является выяснение объема в цилиндре при нахождении поршня в ВМТ.

    Далее нужно знать некоторые параметры силовой установки, часть из которых можно узнать из тех. документации, но некоторые узнать довольно сложно.

    Для вычисления степени сжатия потребуется знать объем камеры сгорания, поскольку между блоком цилиндров находиться прокладка, то нужно знать ее толщину и диаметр поршневого отверстия в ней, ход поршня и диаметр цилиндра.

    Имея все эти данные, а также произведя замеры объема в цилиндре, можно математическим путем провести вычисления степени сжатия.

    Способы повышения показателя

    Замерить степень сжатия на дизельном двигателе сложно, а вот изменить данный показатель в лучшую сторону – можно.

    Есть несколько способов увеличения показателей степени сжатия на дизельном агрегате.

    Уменьшаем камеру сгорания двигателя.

    Самым простым способом увеличения данного показателя является уменьшение камеры сгорания.

    Поскольку степень сжатия – это соотношение объема цилиндра к объему камеры сгорания, то изменив объем одного можно поменять и сам показатель соотношения.

    Уменьшить объем камеры сгорания можно несколькими путями.

    Первое, что можно сделать – это заменить прокладку между блоком и головкой двигателя на более тонкую, за счет этого и измениться объем камеры сгорания.

    Дополнительно можно провести торцевание головки блока цилиндров. В этом случае с головки блока снимается слой металла, из-за чего и уменьшается камера сгорания.

    Использование турбированного нагнетателя.

    Вторым способом изменения данного показателя является увеличение давления в камере сгорания.

    Применение такого устройства, как турбинный нагнетатель, он же турбонаддув, позволяет увеличить степень сжатия.

    В дизельных силовых установках, не имеющих данного устройства, воздух, требуемый для создания горючей смеси, подается за счет разрежения в цилиндре, возникающего при такте впуска.

    При такой подаче воздуха в цилиндры высокое давление на такте сжатия обеспечить в полной мере невозможно, поскольку количество воздуха получатся ограниченным.

    При использовании нагнетателя воздух в цилиндры подается принудительно. Это обеспечивает подачу большего количества воздуха, и как следствие большего давления в цилиндре при такте сжатия.

    Часто на дизельных моторах, помимо нагнетателя применяется еще одно устройство – интеркулер. Он также позволяет увеличить давление в цилиндре, но по несколько иному принципу, чем нагнетатель.

    В задачу интеркулера входит охлаждение воздуха перед подачей его в цилиндры. Приводит это к тому, что при охлаждении плотность воздуха увеличивается, а значит и давление в цилиндре будет выше.

    Это основная информация, что касается степени сжатия. Перейдем к компрессии.

    Понятие компрессии

    Компрессия – это показатель давления в цилиндрах двигателя. Измеряться данный показатель может в нескольких величинах – кг/см кв., Барах, Атмосферах, Паскалях.

    Особое внимание заслуживает компрессия дизельного двигателя, так как данный показатель очень важен в дизельных моторах. У дизеля компрессия должна быть порядка 22 Атм., хотя на разных двигателях может быть и больше, при этом значительно.

    Высокая компрессия в цилиндрах дизеля должна обеспечиваться потому, что воспламенение горючей смеси производиться именно из-за высокого давления.

    Если данный показатель на дизеле будет значительно меньше нормы, запуск мотора – затруднителен или невозможен.

    Компрессия дизельного двигателя в цилиндре достигается путем сжатия воздуха поршнем при такте сжатия. Но полной герметичности внутри цилиндра добиться просто невозможно, всегда будет утечка воздуха.

    Воздух частично может прорываться через изношенные компрессионный кольца, когда они уже не могут обеспечить должное прилегание к цилиндру, часть воздушной массы может выходить из цилиндра через неплотное прилегание клапанов к седлам.

    Если говорить в общем, то показатель компрессии указывает на состояние двигателя.

    Сильное несоответствие компрессии двигателя от заданных норм всегда указывает на сильный износ механизмов силовой установки. Поэтому измерение компрессии входит в комплекс диагностических работ двигателя.

    Как замерить компрессию

    В отличие от степени сжатия провести замеры компрессии двигателя не особо сложно. Для проведения данных работ достаточно иметь компессометр или компрессограф.

    Принцип действия этих двух приборов одинаков, разница лишь в выводе информации.

    У компрессометра значение давления указывается на шкале манометра.

    У компрессографа же информация о давлении в цилиндре заносится на какой-либо носитель информации или же просто на бумагу.

    Последовательность проверки компрессии в дизельном двигателе такова:

    1. С одного цилиндра снимается форсунка, на ее место устанавливается прибор;
    2. Затем производится проворот коленвала стартером и записывается полученный результат;
    3. После проверяется компрессия во всех остальных цилиндрах;
    4. Затем значения, полученные во всех цилиндрах, сверяются.

    У неизношенного двигателя компрессия должна соответствовать или хотя быть близкой к номинальному значению, указанному в документации. Разбежность в показателях на разных цилиндрах тоже должна быть одинаковой, допускается незначительные отличия.

    От чего зависит компрессия

    Как уже сказано, компрессия дизельного двигателя, и не только его, а всех силовых установок, зависит от состояния цилиндро-поршневой группы и газораспределительного механизма.

    Но помимо этого компрессия двигателя еще и зависит от количества оборотов коленвала. Чем ниже его обороты, тем больше времени у воздуха, находящегося внутри цилиндра найти место, где он может выйти из нее.

    Поэтому при замере компрессии важно проследить о том, чтобы стартер обеспечил хотя минимальных 20-250 оборотов колен. вала в минуту. Иначе показания компрессометра не будут соответствовать реальному значению данного показателя.

    Это конечно, не все факторы, влияющие на компрессию, но перечисленные являются одними из основных.

    Особенности запуска дизельного двигателя

    Но высокая компрессия дизельного двигателя, которой обеспечивается работоспособность силовой установки, играет не на руку легкости пуска.

    Конечно, если двигатель хорошо прогреется, стартеру не составит труда обеспечить должные обороты коленвала, и как следствие должное давление в камере сгорания и запуск силовой установки.

    У холодного же мотора появляется несколько дополнительных факторов, усложняющих запуск. Одним из таких факторов является повышенное трение между узлами и механизмами у холодного двигателя, поскольку масляной прослойки между ними нет.

    А если к данному фактору у дизельной установки добавить еще и слабую компрессию, из-за которой воспламенение рабочей смеси затруднительно, поскольку давления в камере сгорания недостаточно, то пуск мотора очень затруднителен.

    Поэтому чем ниже температура и слабее компрессия дизельного двигателя, тем меньше шансов его запустить.

    И это еще не рассмотрена такая особенность дизельного топлива, как парафинированние его при низких температурах.

    Источник: autotopik.ru

    Форумы на www.gaz21.ru: Степень сжатия. Влияние октанового числа бензина на работу двигателя. — Форумы на www.gaz21.ru

    • Форумы на www.gaz21.ru
    • Этот сайт предназначен для аудитории 18+
    • >Технические вопросы
    • >Двигатель
    • Правила форума
    • Просмотр новых публикаций

    Степень сжатия. Влияние октанового числа бензина на работу двигателя. Какой бензин лить. Оценка:

    #1 Nick Iron

    • чиновнег
    • Группа: Пользователи
    • Сообщений: 2 260
    • Регистрация: 23 Октябрь 05
    • Поблагодарили: 0
    • Пол: Мужчина
    • Город: Москва, Жулебино ЮВАО
    • Настоящее имя: Николай
    • Автомобиль: ГАЗ М-21В 1958\2007, ТоЁта камри с рогами
    • Телефон: +7 916 26О6ООО
    • Возраст: 30
    • Отношение к аутентичности: Другое

    Вот, начитавшмсь умных книжек, возник у меня вопрос. Как должен вести себя двигатель, если заливать в бак бензин с разным октановым числом? При одних и тех же настройках — льем 76, затем 92, потом 95 и наконец 98 — Что будет менятся?

    Второй вопрос, осебенно важный для меня. Когда я ставил себе новую головку блока возникла странная незадача — все имеющиеся толкатели оказали слишком длинные — я пошёл в магазин, купил самые короткие толкатели имеющиеся в продаже и даже их всех пришлось укорачивать на 3-5 мм. Недавно мерял компрессию получил результат 12,5 в всех циллиндрах. Следовательно степень сжатия вычисляем по формуле e = (Pc + 3,9)/1.55
    где:
    е — степень сжатия;
    Рс — давление, замеренное компрессометром, кгс/с.м2.

    Получил степень сжатия равна 10,7.

    Симптомы следующие если на скорости 50-60 включить прямую передачу и нажать тапку в пол машина начинает серить и нихрена не ускоряется (делает это очень медленно). Вращения трамблера не помогают. Добивался того, машина детонировала — но в целом ускорялась с такой же интенсивностью.

    Короче, кокой бензин мне надо заливать? Сейчас лью 92. Можь надо 95-98,

    Подскажите — проблема появилась когда был демонтирован октан корректор АД5+.

    Сообщение отредактировал Nick Iron: 04 Июль 2006 — 09:11

    #2 Студент

    • Верховный шаман 🙂
    • Группа: Пользователи
    • Сообщений: 1 732
    • Регистрация: 29 Май 06
    • Поблагодарили: 0
    • Пол: Мужчина
    • Город: Кременчуг
    • Настоящее имя: Александр
    • Автомобиль: ГАЗ-21Р 1968, ГАЗ-21Л 1963, Ford Transit MK2 1978
    • Телефон: 0686410636
    • Возраст: 23
    • Отношение к аутентичности: Лишь бы ездила

    #3 Танк

    • Типа главный юрист 🙂
    • Группа: Пользователи
    • Сообщений: 5 747
    • Регистрация: 04 Июнь 06
    • Поблагодарили: 0
    • Пол: Мужчина
    • Город: Москва
    • Настоящее имя: Петр
    • Автомобиль: см. подпись.
    • Возраст: 39
    • Отношение к аутентичности: Стремлюсь к 100% оригиналу

    Nick Iron (3.7.2006, 15:14) писал:

    #4 Студент

    • Верховный шаман 🙂
    • Группа: Пользователи
    • Сообщений: 1 732
    • Регистрация: 29 Май 06
    • Поблагодарили: 0
    • Пол: Мужчина
    • Город: Кременчуг
    • Настоящее имя: Александр
    • Автомобиль: ГАЗ-21Р 1968, ГАЗ-21Л 1963, Ford Transit MK2 1978
    • Телефон: 0686410636
    • Возраст: 23
    • Отношение к аутентичности: Лишь бы ездила

    #5 Танк

    • Типа главный юрист 🙂
    • Группа: Пользователи
    • Сообщений: 5 747
    • Регистрация: 04 Июнь 06
    • Поблагодарили: 0
    • Пол: Мужчина
    • Город: Москва
    • Настоящее имя: Петр
    • Автомобиль: см. подпись.
    • Возраст: 39
    • Отношение к аутентичности: Стремлюсь к 100% оригиналу

    Студент (3.7.2006, 18:40) писал:

    #6 Студент

    • Верховный шаман 🙂
    • Группа: Пользователи
    • Сообщений: 1 732
    • Регистрация: 29 Май 06
    • Поблагодарили: 0
    • Пол: Мужчина
    • Город: Кременчуг
    • Настоящее имя: Александр
    • Автомобиль: ГАЗ-21Р 1968, ГАЗ-21Л 1963, Ford Transit MK2 1978
    • Телефон: 0686410636
    • Возраст: 23
    • Отношение к аутентичности: Лишь бы ездила

    #7 lexx

    • Волгоненасытник 🙂
    • Группа: Модераторы
    • Сообщений: 3 315
    • Регистрация: 19 Март 06
    • Поблагодарили: 0
    • Пол: Мужчина
    • Город: Санкт-Петербург, Академическая
    • Введите символы: dfg-23-s5-g: dfg-23-s5-g
    • Настоящее имя: Алексей
    • Автомобиль: ГАЗ-22В
    • Телефон: +7904-644-9164
    • Возраст: 33
    • Отношение к аутентичности: Незначительные изменения

    Танк все правильно расписал — степень сжатия определяется исключительно геометрией двигателя, и компрессия — давление сеси в конце такта сжатия зависит много от чего — от степени сжатия, от состояния колец и прокладки, наличия масла и т.д.

    Степень сжатия измеряется в «разах». Компрессия меряется компрессометром и считается в атмосферах.

    Формула для пересчета — эмпирическая-среднестатистическая.

    Компрессометры имеют обыкновение врать безбожно. А что за голова стоит? 24-кина + еще и шлифованная? тогда и 10,7, и больше получить можно Пока клапан в поршень не упрется

    Сообщение отредактировал lexx: 03 Июль 2006 — 18:09

    ГАЗ-21Л 63г., ГАЗ-22В 70г.

    Волги. И ничего кроме Волг. Хотя. 😉

    #8 Студент

    • Верховный шаман 🙂
    • Группа: Пользователи
    • Сообщений: 1 732
    • Регистрация: 29 Май 06
    • Поблагодарили: 0
    • Пол: Мужчина
    • Город: Кременчуг
    • Настоящее имя: Александр
    • Автомобиль: ГАЗ-21Р 1968, ГАЗ-21Л 1963, Ford Transit MK2 1978
    • Телефон: 0686410636
    • Возраст: 23
    • Отношение к аутентичности: Лишь бы ездила

    #9 lexx

    • Волгоненасытник 🙂
    • Группа: Модераторы
    • Сообщений: 3 315
    • Регистрация: 19 Март 06
    • Поблагодарили: 0
    • Пол: Мужчина
    • Город: Санкт-Петербург, Академическая
    • Введите символы: dfg-23-s5-g: dfg-23-s5-g
    • Настоящее имя: Алексей
    • Автомобиль: ГАЗ-22В
    • Телефон: +7904-644-9164
    • Возраст: 33
    • Отношение к аутентичности: Незначительные изменения

    Короче, кокой бензин мне надо заливать? Сейчас лью 92. Можь надо 95-98,

    Подскажите — проблема появилась когда был демонтирован октан корректор АД5+.

    Не, вопрос не праздный. Бензин должон соответствовать степени сжатия.
    ИМХО, надо выяснить, что именно за голова и померить реальную высоту. Тогда все встанет на свои места. А тупить может от того, что вакуумно-центробежные характеристики трамблера подогнаны под 76-й бензин, и на 92-м нужных опережений не обеспечивают — это за него делал АД5+

    Сообщение отредактировал lexx: 03 Июль 2006 — 18:38

    ГАЗ-21Л 63г., ГАЗ-22В 70г.

    Волги. И ничего кроме Волг. Хотя. 😉

    #10 SERG

    • уже не сомневаюсь!
    • Группа: Заблокированные
    • Сообщений: 1 592
    • Регистрация: 25 Декабрь 04
    • Поблагодарили: 0
    • Пол: Мужчина
    • Город: Новосибирск
    • Настоящее имя: Сергей
    • Автомобиль: ГАЗ-21 Х2
    • Телефон: i-phone 8
    • Возраст: 56
    • Отношение к аутентичности: А что это?

    #11 Nick Iron

    • чиновнег
    • Группа: Пользователи
    • Сообщений: 2 260
    • Регистрация: 23 Октябрь 05
    • Поблагодарили: 0
    • Пол: Мужчина
    • Город: Москва, Жулебино ЮВАО
    • Настоящее имя: Николай
    • Автомобиль: ГАЗ М-21В 1958\2007, ТоЁта камри с рогами
    • Телефон: +7 916 26О6ООО
    • Возраст: 30
    • Отношение к аутентичности: Другое

    SERG (4.7.2006, 5:40) писал:

    Двигатель газ 2401, голова 24ая под 93 бензин, возможно шлифованая, досталась в подарок, а дареному коню.

    Тьфу ты блин, толкатели имелись ввиду. Я об шатунах думал когда писал, массу их в ноль выводить собрался.

    #12 Пабло

    • Генеральный секретарь
    • Группа: Пользователи
    • Сообщений: 452
    • Регистрация: 29 Июнь 06
    • Поблагодарили: 0
    • Пол: Мужчина
    • Город: г. Минск
    • Настоящее имя: Павел Игоревич Смелянский
    • Автомобиль: ГАЗ-24, но к ней ищу ГАЗ-21
    • Отношение к аутентичности: Стремлюсь к 100% оригиналу

    Nick Iron (4.7.2006, 9:09) писал:

    Двигатель газ 2401, голова 24ая под 93 бензин, возможно шлифованая, досталась в подарок, а дареному коню.

    Тьфу ты блин, толкатели имелись ввиду. Я об шатунах думал когда писал, массу их в ноль выводить собрался.

    Надо замерить высоту головки блока. Если стоит головка под 93-йбензин, то ее высота должна быть 94,4 мм. Под 76-й бензин высота головки — 98 мм. А если лить высокооктановый бензин, например, 95-й или 98-й, клапана будут прогорать. Тоже самое будет, если в родной «21-й» движок заливать 92-й бензин. И обязательно штанги толкателей все по высоте должны быть одинаковыми. При покупке надо их на кривизну проверять. А то качество теперешних деталей далеко от совершенства.

    #13 Nick Iron

    • чиновнег
    • Группа: Пользователи
    • Сообщений: 2 260
    • Регистрация: 23 Октябрь 05
    • Поблагодарили: 0
    • Пол: Мужчина
    • Город: Москва, Жулебино ЮВАО
    • Настоящее имя: Николай
    • Автомобиль: ГАЗ М-21В 1958\2007, ТоЁта камри с рогами
    • Телефон: +7 916 26О6ООО
    • Возраст: 30
    • Отношение к аутентичности: Другое

    Пабло (4.7.2006, 10:57) писал:

    Я толкатели брал когда под 92ую голову разница в их длинне достигала 1см (это на новой детали). Покупал с линейкой, выбирал самые короткие. Потом их ещё укорачивать пришлось.

    Ещё раз про компрессию и степень сжатия: компрессия у меня точно 12,5 с половиной во всех, мерял двумя разными компрессометрами. Причем когда мерял на другой машине там компрессия была
    7,3,: 7,5: 8,2 : 7,5.

    Фомула(эмпирическая) по высчиту степени сжатия была взята с одной стать по тюнингу движек, любезно подаренной мне одним из участиков форума. (статью пришлось сильно урезать, что уместить в обьем 500 кб)
    ссылка:

    Пабло (4.7.2006, 10:57) писал:

    Я толкатели брал когда под 92ую голову разница в их длинне достигала 1см (это на новой детали). Покупал с линейкой, выбирал самые короткие. Потом их ещё укорачивать пришлось.

    Ещё раз про компрессию и степень сжатия: компрессия у меня точно 12,5 с половиной во всех цилл, мерял двумя разными компрессометрами. Причем когда мерял на другой машине ими же — там компрессия была
    7,3,: 7,5: 8,2 : 7,5.

    Статья из которой взята формула пол вычислению степени сжатия на сайт не загружается, кому особо интересно, могу послать по почте.

    И всё же неотвеченный вопрос: если двигатель в который надо лить 92ой, заливать 76 и 98 — какая будет разница в езде (про сгорающие клапана не надо)?

    Источник: gaz21.ru