Повышенная компрессия в цилиндрах

Означает ли более высокое сжатие большую мощность? Да, и вот почему.

| Практическое руководство – Двигатель и трансмиссия

Увеличит ли увеличение степени сжатия выходную мощность вашего двигателя? Вы можете подозревать, что ответ «да», и вы будете правы, но вы можете не знать всех причин, почему. Когда целью является увеличение мощности мощных двигателей, есть несколько популярных способов добиться этого, включая добавление наддува с помощью турбонагнетателя, нагнетателя или закиси азота. Увеличение рабочего объема двигателя или увеличение его скорости (об/мин) также может привести к скачку мощности и также популярно, но увеличение степени сжатия, т. е. уменьшение объема камеры сгорания, вероятно, является наименее понятным методом из всех. В конце концов, как можно сделать что-либо в двигателе меньше увеличить мощность?!

Что такое сжатие?

Возможно, мы идем по уже утоптанной земле, но статическая степень сжатия двигателя проста для понимания: это весь объем цилиндра над компрессионным кольцом в нижней мертвой точке (НМТ) по сравнению с объемом над компрессионным кольцом в верхней мертвой точке (ВМТ). Чтобы узнать, как рассчитать статическую степень сжатия, нажмите здесь.

В четырехтактном двигателе внутреннего сгорания вся работа выполняется во время рабочего такта. Остаются три других такта (впуск, сжатие и выпуск), которые должны существовать, но ничего не добавляют к выходной мощности. На самом деле, они стоят энергии — очень много. Четырехтактные двигатели внутреннего сгорания общеизвестно неэффективны, 20 процентов из них считаются святым Граалем, но большинство из них находятся в младшем подростковом возрасте. Это означает, что существует огромный потенциал повышения эффективности, и именно поэтому многие силовые установки с высокой степенью сжатия последних моделей, такие как Gen V GM, Ford Coyote и Gen III Hemi, выглядят так хорошо по сравнению со своими предшественниками.

Динамика силового удара

Представьте на мгновение, что мы рассматриваем силовой удар как единое событие с открытым временем, подобное выстрелу из винтовки. В лучшем случае наша пуля (поршень) имеет только полость казенной части, удерживающую порох в оболочке, в качестве камеры сгорания, и всю длину ствола в качестве цилиндра (рабочий объем). Изменение начального положения пули от порохового заряда к месту дальше по стволу означает меньшее расстояние, на котором расширяющиеся газы воздействуют на пулю, прежде чем она выйдет.

Если вы перевернете концепцию сжатия с ног на голову и подумаете о нем как о событии расширения, вы получите обратное сжатие — коэффициент расширения. В этом больше смысла, потому что именно расширение, а не сжатие, создает силу, из которой мы получаем энергию. Итак, если посмотреть на аналогию с нашей винтовкой, у нас есть ствол той же длины и диаметра, та же пуля (поршень), тот же заряд (воздух и топливо), только мы запускаем пулю дальше по стволу. Чем дальше по стволу начинается пуля, тем меньшую силу расширения газ может воздействовать на пулю. Для наших целей эта сила представляет собой крутящий момент двигателя, а начальная точка пули аналогична динамической степени сжатия двигателя в заданном рабочем состоянии.

Статическое и динамическое сжатие

Степень статического сжатия (иногда называемая степенью механического сжатия) — это удобная справочная информация, которую производители двигателей используют для создания и описания двигателей, но нет двух действительно одинаковых двигателей с одинаковым CR, потому что на самом деле имеет значение динамическая степень сжатия. По этой причине застревание на статических степенях сжатия является тупиком для большинства вещей, кроме автомобильной тривиальной погони. Цилиндр с рабочим объемом 100 куб. см захватит 100 куб. см воздуха и топлива, закрыв впускной клапан в НМТ, но только 75 куб. см, если он закроется на четверть до отверстия. Поскольку количество воздуха и топлива, попавших в камеру сгорания, действительно имеет значение для выработки мощности, из двух наших гипотетических 100-кубовых двигателей тот, у которого больше всего захваченных воздуха и топлива, будет давать наибольшую мощность (при прочих равных условиях), хотя оба двигателя имеют одинаковый рабочий объем.

Где находится «динамическая» часть коэффициента динамического сжатия?

Наш предыдущий абзац не проливает много света на то, почему это называется «динамическим сжатием», пока мы не рассмотрим, как двигатель работает в различных условиях. Даже в двигателях с фиксированными фазами газораспределения (без VVT) эффективная степень сжатия изменяется при изменении частоты вращения двигателя и нагрузки. Короче говоря, если он изменяет количество заряда в камере сгорания от цикла к циклу, он меняет степень расширения и, следовательно, свою мощность. Настройка индукции, скорость двигателя, продувка выхлопных газов и положение дроссельной заслонки — все это изменяет динамическую компрессию от момента к моменту. Таким образом, статическая компрессия на самом деле является не индикатором удельной мощности двигателя, а критерием для расчета того, что будет дальше!

Стоит ли повышать коэффициент статического сжатия?

При обсуждении коэффициентов сжатия, которые обычно используются в автомобильной сфере — от 8:1 до 15:1 — количество мощности, которое вы можете ожидать, будет варьироваться от 2 до 4 процентов на единицу полученного статического сжатия. (Это, как мы отметим, является улучшением, которое вы получите только с компрессией, а не с оптимизацией фаз газораспределения.) Три процента могут показаться не такими уж большими по сравнению с тем, что вы получите, добавив турбокомпрессор, закись азота или даже кулачок, но все имеет значение. Более того, поднять степень сжатия на величину, достаточную для того, чтобы почувствовать разницу, может быть так же просто, как обработать блок или головки цилиндров на несколько тысячных во время следующего ремонта, так почему бы и нет? Подробнее об этом чуть позже.

Недавно мы провели динамометрический тест на типичном 6-литровом Gen III LS (LY6) с горячим уличным кулачком. Со штатными 70-кубовыми камерами сгорания мощность достигала 490 л.с. Просто заменив стандартные литые головки блока цилиндров 70cc 317 на стандартные литые головки 243 с меньшей камерой сгорания 65cc, мы увеличили мощность до 505 л.с., прирост составил 15 л.с. (около 3 процентов).

Что насчет октана топлива?

Есть один ограничивающий фактор, который может привести к резкому прекращению вашего плана по повышению компрессии — октановое число топлива. Октановое число — это описание склонности топлива к воспламенению при определенных условиях испытаний, которые учитывают степень сжатия, число оборотов в минуту, нагрузку, температуру охлаждающей жидкости, температуру воздуха на входе, влажность и множество других переменных. Более высокое октановое число означает, что топливо может противостоять самовозгоранию при более высоком давлении и температуре, чем топливо с более низким октановым числом.

При прочих равных, двигатели с более высокой степенью сжатия требуют топлива с более высоким октановым числом. Это связано с тем, что топливо с более низким октановым числом может начать воспламеняться до возникновения искры через систему зажигания, состояние, известное как детонация или самовоспламенение. Когда это происходит, ранний фронт пламени создает пиковое давление в камере до того, как поршень достигнет ВМТ. Этот всплеск давления усугубляется тем, что он ограничивается все меньшим пространством, поскольку поршень продолжает свое неумолимое движение к ВМТ. Детонации, почти всегда катастрофической для высокопроизводительных двигателей, следует избегать любой ценой — это все равно, что одновременно бить по поршням молотком и плазменной горелкой.

По этой причине работа с более высокой степенью сжатия может привести к повреждению двигателя, но ситуация постепенно меняется. Улучшения в таких вещах, как металлургия, покрытия и вычислительная динамика потока, означают, что инженеры и производители двигателей имеют множество инструментов для защиты от разрушительной детонации. Там, где когда-то было табу на 11:1 или даже 10:1 на улице с газовым насосом, мы обнаружили, что хорошо подобранная комбинация (головки, распредвал, впуск и т. д.) может раздвинуть границы приемлемого сжатия с качайте газ в диапазоне 11: 1 и выше с небольшими уступками в производительности или удобстве использования. Сейчас, как никогда раньше, самое время увеличить степень сжатия!

Trending Pages

• Итальянский электрический суперкар установил мировой рекорд на четверть мили

• Райан «Огненный шар» Мартин разбился на австралийской тестовой сессии

• Honda нашла дополнительные 600 л.

Популярные страницы

• Итальянский электрический суперкар установил мировой рекорд на четверть мили

• Райан «Огненный шар» Мартин разбился на австралийской тестовой сессии

• Honda нашла дополнительные 600 л.

Как увеличить компрессию двигателя на дешевом

Есть ли дешевый способ увеличить компрессию на моем маленьком блоке Chevy? У меня есть маленький блок 350 с железными головками. Я мало что знаю о двигателе, потому что он стоял в машине. Предыдущий владелец сказал, что он был перестроен и у него есть распредвал, но он не мог вспомнить характеристики. Другие части - это впуск Edelbrock Performer, карбюратор Holley на 600 кубических футов в минуту и ​​чугунные выпускные коллекторы. Двигатель отлично работает на дешевом бензине с октановым числом 87 и вообще не гудит. Я думаю, что небольшое дополнительное сжатие не повредит, но я не могу позволить себе набор алюминиевых головок. Что вы думаете? Спасибо

Дж.Х.

Джефф Смит: Повышение степени сжатия — отличная идея по нескольким причинам. Предполагая, что добавленное сжатие не является чрезмерным, добавление сжатия является лучшим способом повысить мощность, а также повысить эффективность. Есть причина, по которой все двигатели LS последнего поколения и особенно новый бензиновый двигатель LT1 Corvette с непосредственным впрыском (GDI) имеют более высокую степень сжатия. Модель LT1 предназначена для работы на топливе премиум-класса, но на заводе поставляется со степенью статического сжатия 11:1.

Сказав это, вы не сможете выполнить такое сильное сжатие на маленьком блоке Chevy , используя старые железные головки 70-х годов. Мы не будем вдаваться во все подробности, почему, но достаточно сказать, что старые камеры сгорания не были рассчитаны на такое сжатие. Техника внутреннего сгорания прошла долгий путь, чтобы достичь этих более высоких степеней статического сжатия и по-прежнему работать на топливе с октановым числом 91-93.

Поскольку мы мало что знаем о вашем маленьком блоке 350, мы предположим, что в нем используется типичная плоская вершина, четыре поршня для производства бровей. С составом прокладка головки блока цилиндров , поршень на 0,020 дюйма ниже уровня пола и камера сгорания объемом 76 куб. См, а с композиционной прокладкой головки это обеспечивает статическую компрессию 8,5: 1. Это действительно неплохо. Стандартный 290-сильный 350-сильный двигатель Chevy, который вы можете купить, не так уж и хорош. В литературе Chevy говорится, что это двигатель со степенью сжатия 8:1, и это то, что мы обнаружили, измерив один из этих двигателей пару лет назад. В этом двигателе используется выпуклый поршень объемом 13 куб. см, что снижает компрессию.

Одним из размеров, который нелегко изменить, является расстояние от верхней части поршня до деки. В моем уравнении степени сжатия я предположил, что поршень находится на 0,020 дюйма ниже поверхности блока цилиндров, что является чрезмерным, но мы можем использовать это в своих интересах. Если поршни расположены ближе к деке (например, на 0,005 дюйма ниже), это улучшает степень сжатия, но также ограничивает толщину прокладки головки блока цилиндров, поскольку мы ограничены примерно 0,040 дюйма для зазора между поршнем и головкой. С отрицательной высотой деки 0,020 дюйма это означает, что мы можем использовать более тонкую прокладку головки блока цилиндров для улучшения сжатия.

Конечно, это означает снятие головок блока цилиндров , чтобы сделать это улучшение, и именно здесь многие парни не хотят прилагать усилий. Вот как это работает. Предположим, что в вашем двигателе в настоящее время используется прокладка головки блока цилиндров. Это качественные прокладки головки блока цилиндров, но обычно их толщина составляет 0,041 дюйма. Добавление высоты деки 0,020 дюйма к прокладке головки блока цилиндров толщиной 0,041 дюйма создает расстояние 0,061 дюйма между верхней частью поршня и плоской частью головки блока цилиндров. Это называется зоной закалки.

Интересно, что многие энтузиасты упускают из виду камеру сгорания как место для повышения мощности двигателя. Зона закалки — это плоская часть поршня, которая соответствует плоской части камеры сгорания на головке блока цилиндров клинового типа.

Когда поршень достигает верхней мертвой точки (ВМТ), это создает очень малый зазор между плоской частью поршня и плоской частью головки. Эта область называется пространством закалки или иногда называется сплющиванием, что действительно хорошо описывает ее назначение. Зона гашения предназначена для выдавливания воздуха и топлива из этой зоны и выталкивания их в камеру сгорания, создавая турбулентность. Ключом к качественному сгоранию является смешивание воздуха и топлива или их гомогенизация. Зона гашения помогает этому процессу, который имеет тенденцию стабилизировать скорость сгорания после зажигания свечи зажигания.

Чем плотнее вы можете сделать эту зону охлаждения или зазор между поршнем и головкой, тем лучше будет работать двигатель. Перемещение поршня ближе к поверхности деки также увеличивает статическую степень сжатия. Также существует ограничение на зазор между поршнем и головкой. Как правило, для уличного двигателя с низкими оборотами вы можете быть в безопасности при 0,040 дюйма или немного больше. Гоночные двигатели с высокими оборотами со стальными стержнями будут соответствовать тому же зазору, но двигатели с алюминиевыми стержнями должны использовать больший зазор (возможно, около 0,050 дюйма), чтобы приспособиться к росту алюминиевых стержней.

Поскольку разобрать двигатель и установить блок не получится, есть альтернатива. Fel-Pro производит стальную прокладку головки регулировочной прокладки с очень тонким резиновым покрытием для 4,00-дюймового отверстия 350 толщиной всего 0,015 дюйма. При добавлении к высоте деки 0,020 дюйма это дает зазор между поршнем и головкой 0,035 дюйма. Это немного тесновато, но должно подойти для мягкого уличного двигателя, который не работает на оборотах выше 6500 об/мин.

Хорошей новостью является то, что эта прокладка повысит статическую степень сжатия до 8,97:1 или, по существу, 9:1, что составляет примерно полбалла при сжатии. Эмпирическое правило для двигателя состоит в том, что полная точка сжатия соответствует примерно 3-4 процентам мощности двигателя. Если предположить, что ваш двигатель имеет мощность 300 лошадиных сил, половина точки сжатия, вероятно, стоит почти 2 процента, что составляет всего 6 лошадиных сил. Это звучит как много работы для минимального улучшения, но я предполагаю, что крутящий момент на низких скоростях также улучшится, по крайней мере, настолько, если не немного больше.

Вот фото маленького блока мощностью 290 лошадиных сил с выпуклыми поршнями. Если в вашем двигателе есть эти поршни, ожидайте, что компрессия будет около 8,0: 1, что как минимум на 1,5 отношения меньше, чем должно быть. Самый простой способ улучшить сжатие — использовать набор железных головок цилиндров Vortec объемом 64 куб.см и прокладку головки блока цилиндров 0,015, что увеличит степень сжатия до 9,0:1

Еще одна рекомендация — добавить набор коллекторов средней длины .

Learn more

• Сигнализация мангуст брелок
• Где находятся маслосъемные колпачки
• Кунг своими руками
• Какие есть чехлы
• Авто врн сергей
• Ремонт стеклянных ваз
• Шатунов разбился
• Кончается срок действия водительского удостоверения что делать
• Чем плох конструктор авто
• Максимальная масса прицепа для легкового автомобиля с категорией в
• Не работает датчик скорости