Vikupautomsk.ru

Выкуп Авто МСК
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое степень сжатия

Что такое степень сжатия?

Один из популярных вопросов, которые задают мне начинающие водители – что такое степень сжатия двигателя? Многие про нее слышали, например — в автосервисе, когда пригоняют автомобиль на ремонт, но не многие знают, что это такое и на что вообще она влияет! Сегодня я хочу вам рассказать про этот параметр и как можно проще (простыми словами) …

Для начала хочется сказать, что многие путают или сравнивают «степень сжатия» и «компрессию» – это в корне не верно! По сути это два различных параметра двигателя, хотя и работают, что говорится «бок о бок». Про компрессию двигателя будет отдельная статья, не менее интересная. Итак, разобрались! Теперь собственно про саму характеристику, «сухое» определение

Степень сжатия двигателяэто соотношение общего объема одного цилиндра двигателя к объему камеры сгорания этого же цилиндра. Измеряется в килограммах на квадратный сантиметр.

Теперь давайте разбираться, что это такое, простым человечным языком.

Итак, соотношение общего объема цилиндра – означает общая вместимость цилиндра в нижней мертвой точке поршня (когда поршень находится внизу). В поршень поступает воздушно-топливная смесь (когда поршень внизу) и полностью заполняет цилиндр. Для простого примера у двигателя ВАЗ объем двигателя 1500 куб.см, если разделить на 4 поршня получается – 1500/4=375 куб.см. Именно это общий объем одного цилиндра.

Объем камеры сгорания – это уже не общий объем, а объем камеры сгорания, когда поршень в цилиндре находится в верхней точке, в этом положении он максимально сжимает топливо (простыми словами поршень находится вверху). А этот объем уже намного меньше общего объема цилиндра, например у того же ВАЗ объем камеры сгорания равен всего 37 куб.см

Далее для того, чтобы вычислить степень сжатия двигателя — просто делим общий объем поршня (для ВАЗ – 375 куб.см), на объем камеры сгорания (для ВАЗ примерно – 37 куб.см), получается – 375/37 = 10,13 кг/см2, если округлить то примерно «10 кг/см2»

Схема сжатия топлива

Именно это значение и называется степень сжатия двигателя! Еще раз — общий объем поршня на объем камеры сгорания.

Этот термин применяется для всех двигателей внутреннего сгорания, и характеризует техническую составляющую двигателя, то есть его возможность по сжатию топливной смеси.

Опять же ребята не путать с КОМПРЕССИЕЙ, это совсем другая история!

Немного про дизельные двигатели

У дизельных двигателей степень сжатия намного больше, обычно она колеблется от 18 до 22 кг/см2. Причем у дизельных двигателей нет свечей зажигания (как у обычных бензиновых), там воспламенение происходит благодаря давлению – то есть при таком давлении, топливо само по себе воспламеняется.

Про КПД и степень сжатия

Понятно что, чем больше степень сжатия, тем меньше требуется топлива и тем больше процент КПД двигателя. Однако у бензиновых двигателей не так просто повысить степень сжатия (в конструкции), потому как бензин может воспламениться при более низких показания сжатия (например уже при 14 – 15 кг/см2), хотя работы над этим ведутся. Так например MAZDA не давно выпустила двигатель SKYACTIV, у него степень сжатия равняется 13 кг/см2, что дает большую экономию топлива и мощность при таком же объеме двигателя.

Наверное, на этом буду заканчивать, пусть эта информация уложится у вас в голове. Скоро читайте статью про компрессию двигателя.

Читать еще:  Датчик температуры двигателя в peugeot 308

(9 голосов, средний: 4,67 из 5)

Основные понятия и определения в поршневом двигателе внутреннего сгорания

Что подразумевается под мертвой точкой в двигателе?

Положение поршня в цилиндре двигателя, при котором он меняет направление движения, называется мертвой точкой. Различают верхнюю мертвую точку (ВМТ) и нижнюю мертвую точку (НМТ).

Что называется ходом поршня?

Расстояние, проходимое поршнем в цилиндре от одной мертвой точки к другой, называется ходом поршня S = 2r, где r – радиус кривошипа, равный расстоянию между осями шатунной и коренной шеек коленчатого вала. При каждом ходе поршня коленчатый вал поворачивается на пол-оборота (на 180°).

Что называется тактом?

Движение поршня в цилиндре с выполнением определенной работы (впуск горючей смеси, ее сжатие, восприятие давления газов при их расширении в момент сгорания горючей смеси и выпуск, т. е. выталкивание отработавших газов из цилиндра с целью его очистки) называется тактом. Обычно такт совершается за один ход поршня.

Какие такты различают в четырехтактных двигателях?

В четырехтактных двигателях различают четыре такта: впуск, сжатие, расширение (рабочий ход) и выпуск.

Что подразумевается под рабочим циклом двигателя?

Под рабочим циклом двигателя подразумевается комплекс процессов в последовательности – впуск, сжатие, расширение (рабочий ход), выпуск, периодически повторяющихся в каждом цилиндре двигателя.

Какие двигатели называются четырехтактными?

Это двигатели, в которых рабочий цикл совершается за четыре хода поршня или за два оборота коленчатого вала двигателя.

Какие такты различают в двухтактных двигателях?

В двухтактных двигателях различают такты сжатия и расширения (рабочий ход).

Какие двигатели называются двухтактными?

Это двигатели, в которых рабочий цикл совершается за два хода поршня или за один оборот коленчатого вала.

Что подразумевается под рабочим объемом цилиндра и как он определяется?

Пространство, освобождаемое поршнем в цилиндре при его движении от ВМТ к НМТ, называется рабочим объемом цилиндра (Vp) и определяется по формуле:

где D – диаметр цилиндра, см; S – ход поршня, см; π – отношение длины окружности цилиндра к его диаметру (π = 3,14); i – количество цилиндров.

Что называется литражом двигателя?

Сумма рабочих объемов цилиндров двигателя, выраженная в литрах, называется литражом двигателя.

Что называется объемом камеры сгорания (сжатия)?

Объем над поршнем, когда он находится в ВМТ, называется объемом камеры сгорания (сжатия), Vc.

Что называется полным объемом цилиндра?

Сумма рабочего объема и объема камеры сгорания составляет полный объем цилиндра Vп, т. е. Vп = Vp + Vc.

Что называется степенью сжатия?

Отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания, называется степенью сжатия ε, т. е.

Что характеризует степень сжатия?

Степень сжатия является абстрактным числом, показывающим, во сколько раз полный объем цилиндра больше объема камеры сгорания, или во сколько раз сжимается горючая смесь в цилиндре карбюраторного или воздух дизельного двигателя при движении поршня от НМТ к ВМТ. Чем выше степень сжатия, тем мощнее и экономичнее двигатель. Однако степень сжатия ограничивается свойствами топлива, токсичностью отработавших газов и нагрузкой на детали кривошипно-шатунного механизма.

В каких пределах находится степень сжатия современных двигателей?

В современных карбюраторных двигателях степень сжатия находится в пределах 6-10, дизельных – 12-23.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Действительная степень — сжатие

Действительная степень сжатия в двухтактном двигателе относится к полезному ходу поршня и определяется как отношение объема цилиндра до выхлопных окон к объему камеры сгорания. Состояние газов после хода сжатия в двухтактном двигателе характеризует действительная степень сжатия, поэтому в табличных и справочных материалах приводится только эта величина. [1]

Читать еще:  Chevrolet cobalt сколько масла в двигателе

Под действительной степенью сжатия е подразумевают отношение объема полости цилиндра в момент закрытия органов газораспределения Va ( которые закрываются последними) к объему Fc ( см. фиг. [2]

Соотношение между действительной степенью сжатия , степенью предварительного расширения Q и степенью последующего расширения 6 для цилиндров ДРП имеет вид [ 4, стр. [3]

Здесь е представляет собой действительную степень сжатия или, что то же, значение еж в начале фактического сжатия. [4]

Отношение полезного объема цилиндра к объему камеры сжатия называют действительной степенью сжатия . [5]

Величину степени сжатия, подсчитанную по приведенному выражению, называют действительной степенью сжатия в отличие от кажущейся подсчитанной, исходя из полного хода поршня. [7]

Физическая сущность этого явления заключается в том, что при изменении фс и неизменном фвид одновременно и в противоположных направлениях меняются действительные степени сжатия и расширения. До некоторого значения фс превалирует влияние увеличения степени расширения, затем степени сжатия. Как будет показано влияние фазы сгорания в значительной мере отражает роль опережения зажигания. [8]

В четырехтактных двигателях различие между действительной и геометрической стеренями сжатия обычно незначительное, поэтому для них в расчетах, не требующих большой точности, пользуются только геометрической степенью сжатия, считая, что действительная степень сжатия равна геометрической. [9]

Интересным выходом из этой ситуации является реализация в газовом двигателе с наддувом цикла Миллера, в котором за счет раннего закрытия впускного клапана достигаются условия, при которых действительная степень расширения рабочего тела становится больше действительной степени сжатия . В этом случае степень сжатия можно выбирать из условия бездетонационной работы, а степень расширения — максимально приблизить до значений в дизельном процессе. Кроме того, за счет расширения свежего заряда от момента закрытия впускного клапана до нижней мертвой точки и увеличенной продолжительности теплового контакта охлажденного заряда и теплообменных поверхностей удается существенно снизить теплонапряженность деталей цилиндропоршневой группы, что является одной из главных проблем форсированных газовых двигателей. [10]

Действительная степень сжатия в двухтактном двигателе относится к полезному ходу поршня и определяется как отношение объема цилиндра до выхлопных окон к объему камеры сгорания. Состояние газов после хода сжатия в двухтактном двигателе характеризует действительная степень сжатия , поэтому в табличных и справочных материалах приводится только эта величина. [11]

Образующиеся при работе двигателя отложения могут оказывать влияние на возникновение стука вследствие: 1) увеличения действительной степени сжатия ; 2) увеличения температуры горючей смеси из-за ухудшения теплопередачи; 3) преждевременного воспламенения раскаленными углеродистыми частицами ( поверхностное воспламенение); 4) прямого каталитического влияния отложений на предпламенные реакции, приводящие к детонации. Последняя возможность экспериментально не была установлена на двигателях. [12]

Приведенные на рис. 6, 7 и 8 результаты расчета идеализированной схемы цикла позволяют оценить влияние сгорания на основные показатели рабочего процесса двигателя. Очевидно, величина этого влияния определяется не только потерянной работой на участке сгорания, но главным образом изменением действительных степеней сжатия и расширения, обусловленных протеканием сгорания. [14]

Степень сжатия, бензин и избыточное давление

В этой записи речь пойдёт о связи между избыточном давлением, производимом турбиной или механическим компрессором, и степенью сжатия двигателя.

Читать еще:  Ваз 2114 технические характеристики масло в двигатель

1. Степень сжатия двигателя и октановое число бензина
Степень сжатия (СЖ) — это чисто геометрическая характеристика двигателя, которая вычисляется как отношение полного объёма цилиндра (объём надпоршневого пространства при положении поршня в НМТ) к объёму камеры сгорания (объём надпоршневого пространства при положении поршня в ВМТ):

ε = (Vc + Vh)/Vc = 1 + Vh/Vc, (1)
где
Vc — объём камеры сгорания, см³;
Vh = SA — объём хода поршня, см³,
S — ход поршня, см,
A = πD²/4 — площадь поршня, см².

На что влияет СЖ?
В общем случае чем выше СЖ, тем выше мощность двигателя и его КПД (т.е. меньше расход топлива).

Почему нельзя увеличивать СЖ до бесконечности?
Дело в том, что при сжатии газа его температура увеличивается. Увеличение температуры топливно-воздушной смеси (ТВС) за счёт её сжатия может привести к её самовоспламенению — детонации. При детонации скорость горения ТВС превышает скорость звука в газе — по сути это взрыв. Поэтому существует предельное значение СЖ, выше которого ТВС в цилиндрах будет детонировать.

Как определить предельное значение СЖ?
Детонационная стойкость топлива характеризуется его октановым числом. Чем выше октановое число бензина, тем выше его детонационная стойкость. Поэтому для двигателей с высокой СЖ требуется бензин с высоким октановым числом. Вот приблизительные рекомендации:
92 бензин при СЖ ≤ 10.5,
95 бензин при СЖ ≤ 11.0,
98 бензин при СЖ ≤ 11.5,
100 бензин при СЖ ≤ 12.0.

Можно ли использовать высооктановое топливо в двигателях с низкой СЖ?
Нет, нельзя:
«Многочисленные исследования в разных странах мира подтверждают, что переход на бензин с более высоким октановым числом при постоянной степени сжатия не даёт никаких преимуществ, а только повышает расходы на топливо. Теплотворная способность, а значит, и запасённая энергия у разных сортов топлива примерно одинакова. Высокооктановый бензин выделяет столько же энергии, как и стандартный, но горит медленнее. В результате не успевшее сгореть топливо может быть выброшено в глушитель (смерть катализатору) и далее в атмосферу (смерть живому).«

Здесь уместно упомянуть, что у пропана октановое число 105, а у метана — 110. На штатных СЖ и пропан, и метан будут гореть медленно. Поэтому если не менять СЖ двигателя, то потребуется установка вариатора угла опережения зажигания. Вариатор увеличивает УОЗ, дабы газ успевал догорать к моменту такта выпуска (а не продолжал горение на выпускных клапанах или в катализаторе).

2. Термодинамика рабочего цикла
С точки зрения термодинамики процесс расширения газа на рабочем цикле является политропным. Его уравнение имеет вид:

pVⁿ = const, (2)
где
p — текущее давление в цилиндре,
V — текущий объём цилиндра.

Например, для изотермического процесса (температура газа не меняется) n = 1, а для адиабатного процесса (нет теплообмена с окружающей средой) n = γ = Cp/Cv = 1 + R/Cv (Cp — молярная теплоёмкость газа в изобарном процессе, Cv — молярная теплоёмкость газа в изохорном процессе, R — универсальная газовая постоянная). Для воздуха γ = 1.4.

Как определить показатель политропы реального двигателя?
У реального двигателя показатель политропы лежит между единицей и показателем адиабаты:

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector