Какая степень сжатия двигателя лучше

Степень сжатия: Знаете ли вы, что это означает и как это влияет на двигатель?

Степень сжатия является одной из основных характеристик поршневого двигателя внутреннего сгорания, которая указывает соотношение объема цилиндра между поршнем в нижней части и поршнем в верхней мертвой точке.

Таким образом, степень сжатия представляет собой отношение общего рабочего объема цилиндра к объему пространства сжатия, другими словами, отношение между объемом смеси, всасываемой в цилиндр, и объемом смеси, сжатой в цилиндре.

Расчет степени сжатия для линейного поршневого двигателя:

tk — степень сжатия

ВК — сжатие пространства / объема

Поршень движется цилиндрическим образом возвратно-поступательно, причем наиболее удаленное положение его движения от коленчатого вала называется верхней мертвой точкой, а наименее удаленное положение его движения от коленчатого вала называется нижней мертвой точкой. Пространство между нижней и верхней мертвой точкой называется объемом смещения. Смещение зависит от диаметра отверстия цилиндра и хода поршня. Пространство, которое остается в цилиндре, когда поршень находится в верхней мертвой точке, называется пространством сжатия.

Расчет степени сжатия для роторно-поршневого двигателя:

В этих двигателях степень сжатия определяется как соотношение наибольшего и наименьшего объема рабочего пространства при скорости поршня.

tk — степень сжатия

V1 — самый большой объем рабочего пространства

V2 — наименьший объем рабочей области

Влияние степени сжатия на двигатель:

В обычном поршневом двигателе внутреннего сгорания степень сжатия постоянна и всегда является компромиссом между различными режимами движения. Однако существуют также двигатели, которые могут непрерывно изменять степень сжатия в зависимости от нагрузки. Таким образом, такой двигатель может работать при высокой степени сжатия при низкой нагрузке и, в свою очередь, при низкой степени сжатия при высокой нагрузке. При высоких нагрузках желательно, чтобы степень сжатия была низкой, чтобы предотвратить детонацию. При низкой нагрузке целесообразно быть выше для лучшей эффективности двигателя.

Чем больше степень сжатия, тем больше сжатие смеси до воспламенения. Степень сжатия принципиально влияет на:

— достижимая эффективность двигателя внутреннего сгорания и, следовательно, его мощность и крутящий момент

Увеличивая степень сжатия, есть и недостатки, такие как:

— особенно в случае двигателей с принудительным зажиганием, может произойти преждевременное воспламенение топлива (детонационное сгорание)

— компоненты двигателя со временем изнашиваются больше, чем при меньшей степени сжатия, поэтому необходимо, чтобы такой двигатель был оснащен более долговечными компонентами, которые, однако, являются более дорогими (керамические и титановые детали)

Измерение давлений сжатия:

Измерение давления сжатия цилиндра — это метод получения точной информации о состоянии двигателя. Давление сжатия измеряется компрессиометром. Перед измерением давления сжатия двигатель должен быть доведен до рабочей температуры, чтобы определить зазор между поршнем и цилиндром. Компрессиометр ввинчивается в головку цилиндров вместо свечи зажигания. Впоследствии двигатель запускается стартером с полностью открытой дроссельной заслонкой (дроссельная заслонка полностью нажата). Давление сжатия указано на руке компрессиометра, который фиксирует самое высокое достигнутое давление.

Давление сжатия — это максимально достижимое давление в конце такта сжатия двигателя, когда смесь еще не горит. Размер давления сжатия зависит от степени сжатия, частоты вращения двигателя, уровня заполнения цилиндров и герметичности камеры сгорания. Все эти параметры, кроме герметичности камеры сгорания, являются фиксированными и задаются конструкцией двигателя. Таким образом, если измерение показывает, что какой-либо из цилиндров не соответствует спецификациям производителя, это указывает на утечку в камере сгорания. Также очень важно, чтобы давление сжатия всех цилиндров было одинаковым.

Читайте также:  Как распознать износ подушек двигателя

Что вызывает более низкие давления сжатия:

— Изношенное или разрушенное поршневое кольцо

— изношенный цилиндр двигателя

— повреждена или треснутая головка цилиндра

— повреждена прокладка головки блока цилиндров

— повреждена пружина клапана

— Изношенное седло клапана

Если камеры сгорания исправны, максимальная разница давлений сжатия на отдельных цилиндрах составляет до 1 бара (0,1 МПа). Давление сжатия составляет от 1,0 до 1,2 МПа для бензиновых двигателей и от 3,0 до 3,5 МПа для дизельных двигателей.

Коэффициент сжатия двигателя, нормальные значения:

Чтобы предотвратить детонационное сгорание (преждевременное самовоспламенение топлива), степень сжатия не должна превышать 10: 1 для двигателей с принудительным зажиганием. Однако двигатели, оснащенные датчиком детонационного сгорания, электронным блоком управления и другими устройствами, могут достигать степени сжатия до 14: 1.

Для бензиновых двигателей с турбонаддувом степень сжатия составляет около 8,5: 1, поскольку часть сжатия рабочего тела выполняется в турбонагнетателе.

Двигатели с воспламенением от сжатия имеют степень сжатия 20: 1 или выше, поскольку они работают по принципу, что впрыскиваемое топливо воспламеняется от тепла сжатия. По этой причине степень сжатия для двигателей с воспламенением от сжатия должна быть выше, чем для двигателей с воспламенением от сжатия. Степень сжатия двигателя с воспламенением от сжатия ограничена нагрузкой от давления в цилиндре двигателя.

Источник

ЧТО ТАКОЕ СТЕПЕНЬ СЖАТИЯ И КОМПРЕССИЯ ДВИГАТЕЛЯ?

Добрый день, сегодня мы узнаем, что из себя представляют автомобильные показатели двигателя внутреннего сгорания, такие как степень сжатия и компрессия силовой установки, а также чем они отличаются друг от друга. Кроме того, дадим определение понятиям компрессии и степени сжатия, расскажем про основные особенности данных показателей двигателя, а также установим, почему так важны значения этих параметров для того или иного мотора транспортного средства. В заключении мы поговорим, как влияют конечные значения компрессии силовой установки на установление возможных неисправностей двигателя, а также почему степень сжатия напрямую влияет на параметр мощности мотора автомобиля.

Для того, чтобы понять для чего нужны показатели компрессии и степени сжатия двигателя внутреннего сгорания, а также чем они отличаются друг от друга, необходимо знать их определения, осознавать важность каждого параметра, который напрямую или косвенно влияет на долговечность функционирования силовой установки транспортного средства. Данные вопросы мы и обсудим в нашем рассказе, чтобы получить исчерпывающее представление о степени сжатия и компрессии двигателя, а также почему не нужно путать эти, в какой то мере схожие показатели измерения работы мотора. Кроме того, рассмотрим часто задаваемый вопрос многими автолюбителями: “Чем отличаются параметры степени сжатия и компрессии двигателя друг от друга, а также какой показатель наиболее важен?”.

1 . Степень сжатия. Понятие и особенности автомобильного показателя

Степенью сжатия силовой установки называется отношение объема рабочей области цилиндра к объему камеры сгорания топливно-воздушной смеси. На бензиновом двигателе, в зависимости от определенной задачи, показатель степени сжатия может находится в разном диапазоне величин от 7 до 11 пунктов. Что касается дизельных силовых установок, то в связи с определенными конструкторскими особенностями устройства, их степень сжатия значительно превышает бензиновые и составляет в среднем от 13 до 19 пунктов.

На сегодняшний день степень или показатель сжатия двигателя указывается почти на всех современных транспортных средствах. На основании этого параметра производитель в документации и еще, как правило, на лючке бензобака к тому или иному автомобилю указывает рекомендованное для заправки топливо, например, если транспортное средство оснащено бензиновым мотором, будет указание на марку бензина АИ-92 или АИ-95.

Читайте также:  Сколько литров масла заливать в двигатель ваз 21099 инжектор

Для того, чтобы более детально представить, как и где создается степень сжатия в двигателе автомобиля, нужно первым делом себе представить блок цилиндров и поршни, которые в нем ходят. Дело в том, что у каждого поршня есть в блоке цилиндров, так сказать свои “мертвые точки“. Такой точкой называется верхняя плоскость блока, когда топливо сжато до предела и ждет момента для воспламенения. Нижняя точка – это та плоскость, где поршень опускается вниз, а пространство заполняется новой порцией топливной смеси или наоборот уже заполнено расширившимися от воспламенения газами.

В том случае, когда поршень располагается в верхней части блока, то есть в “верхней мертвой точке“, то над ним остается определенный объем, в котором и находится сжатая под определенным давлением топливно-воздушная смесь. Это пространство или область называется камерой сгорания смеси. Когда поршень опускается в нижнюю область блока цилиндров, так сказать к “нижней мертвой точке“, то к пространству камеры сгорания еще добавляется объем расположенный над поршнем. Поэтому довольно просто зная вышеописанные теоретические основы работы поршня в блоке цилиндров определить во сколько может сжиматься топливно-воздушная смесь нашего двигателя при движении узла мотора из нижней “мертвой точки” в верхнюю. Справочно отметим, что при измерении этого показателя, переменные значения отображаются, как объемные величины, поделенные друг на друга, то есть V2 (объем) / V1 (объем).

Таким образом, при помощи обычного деления объема V2 (объем над поршнем) на V1 (объем под поршнем) мы получим показатель, который укажет нам во сколько раз сжимается топливно-воздушная смесь, при движении поршня из нижней мертвой точки блока цилиндров в верхнюю. Ниже на изображении мы постарались наглядно продемонстрировать наши расчеты степени сжатия ( Нажмите на изображение для увеличения ).

Как правило, авто производители данные характеристики указывает в документации к транспортному средству. Поэтому зачастую этот параметр высчитывать самостоятельно не требуется, для его нахождения нужно всего то открыть инструкцию на свой автомобиль.

В большинстве случаев степень сжатия указывается в диапазоне от 9 до 14 пунктов. Данный показатель нам скажет о том, что топливно-воздушная смесь, которая вошла в камеру сгорания при движении поршня в блоке цилиндров из “верхней мертвой точки” в нижнюю точку, на такте впуска, сожмется в 9, 10, … или 14 раз, от первоначального состояния (объема), а после этого воспламенится свечой зажигания.

2 . Компрессия двигателя. Понятие и особенности показателя

Компрессией называется максимальное давление воздуха в камере сгорания в самом конце такта сжатия топливно-воздушной смеси. Другими словами компрессия – это определенный уровень давления в области цилиндра, которое так или иначе зависит от степени сжатия смеси в нем. Справочно заметим, что показатель давления в малом объеме всегда будет больше, так как при увеличении степени сжатия, уровень компрессии вырастает. Уровень компрессии косвенно или предварительно указывает на состояние силовой установки автомобиля. Поэтому так важно правильно производить процедуру замера компрессии в моторе.

Заметим, что чем выше показатель компрессии на шкале специального манометра при замере, тем большую мощность способна развивать силовая установка автомобиля. Довольно часто автовладельцы задаются вопросом почему так получается? Все довольно просто и лежит на поверхности. Дело в том, что повышение уровня компрессии способствует оптимальному сжатию топлива в камерах цилиндров, так как его воспламенение может происходить куда более эффективно, чем с низким показателем. Кроме того, высокая компрессия предоставляет большой толчок поршню. Таким образом происходит прямая зависимость частоты вращения коленчатого вала и мощности силовой установки.

Читайте также:  После помывки двигателя не работает сигнализация

Но стоит заметить, что постоянно повышать компрессию не в коем случае нельзя, так как топливно-воздушная смесь, как правило, это бензин может сильно перегреться и самопроизвольно воспламениться, что как следствие выльется в детонацию. А это уже может привести к губительным и разрушительным последствиям для внутренних узлов, а также деталей двигателя. Как говорится этот процесс уж точно не продлит срок службы силовой установки. Вот поэтому сегодня на рынке новых автомобилей можно все чаще встретить машины оборудованные специальными двигателями, да и на заправках можно сейчас часто видеть высокооктановые марки бензина, которые образуют высокую компрессию.

Как правило, большинство автомобильных производителей указывают средний показатель компрессии. Например, если при измерении, наш показатель компрессии отличается даже на пару пунктов от заводского, то стоит задуматься, так как почти в 90 процентах случаях это может означать, что с нашим двигателем возникли серьезные проблемы. В этом случае, необходимо начинать диагностику неисправностей деталей силовой установки с клапанов, маслосъемных колпачков и заканчивая компрессионными кольцами, которые расположены на поршнях и так далее по цепочке.

3 . Отличительные особенности степени сжатия от компрессии двигателя

Для того, чтобы понять, в чем же различие степени сжатия от компрессии двигателя, давайте немного вспомним ранее рассказанные нами задачи, которые выполняются одним и вторым показателем. И так, степень сжатия – это в первую очередь коэффициент, который рассчитывается при помощи объемов, а компрессия наоборот измеряется специальным прибором под названием компрессионный манометр.

Если рассматривать различия показателей с практической точки зрения, то компрессия двигателя будет незначительно больше, чем степень сжатия. К примеру, при показателе степени сжатия в 9 пунктов , компрессия будет находится в диапазоне от 10,5 до 11,5 пунктов .

Многие сейчас могут задать вопрос: “Почему так разнятся итоговые показатели этих индикаторов?” Дело в том, что при измерении компрессии силовой установки от давления может разогреваться топливно-воздушная смесь и следовательно происходит повышение ее температуры. В принципе, в какой то мере показатели степени сжатия и компрессии можно было бы приравнять, в том случае, если бы процесс проходил в изотермическом, а также герметично закрытом корпусе, который бы исключал любое воздействие температуры, как снаружи, так и внутри. Однако в связи с тем, что в реальности обеспечить полную герметичность узлов не реально, то итоговые величины будут всегда отличатся.

В заключении отметим, что для бензиновых силовых установок, чем больше показатель степени сжатия, тем будет выше удельная мощность двигателя. Однако, если чрезмерно повысить степень сжатия мотора, то это может значительно снизить срок службы его узлов и при этом возрастет риск наступления внепланового капитального ремонта двигателя при заправке “разбавленным” топливом. При снижении компрессии двигателя, самое главное нужно немедленно установить причину этого понижения. Зачастую причиной низкой компрессии становятся проблемы с поршневыми кольцами или клапанным механизмом. Чтобы наверняка установить неисправность, специалисты по обслуживанию и ремонту транспортных средств при помощи обычного шприца вводят примерно около 20 грамм моторного масла в “подозрительные” цилиндры. Затем процедуру повторяют. В том случае, если после этих манипуляций показания компрессометра выросли, то причиной падения являются поршневые кольца, а если они остались на прежних местах, то проблема в клапанах.

Источник

Adblock
detector