Какая степень сжатия у дизельного двигателя

Расчетное исследование влияния степени сжатия на эффективные показатели дизельного двигателя Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Гарипов Марат Данилович, Назмутдинова Гульнара Рамилевна, Сакулин Роман Юрьевич

Приведены результаты расчетного исследования влияния степени сжатия на эффективные показатели четырехтактного дизельного двигателя. Определено значение наиболее приемлемой для исследуемого двигателя степени сжатия.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по механике и машиностроению , автор научной работы — Гарипов Марат Данилович, Назмутдинова Гульнара Рамилевна, Сакулин Роман Юрьевич

Рациональная степень сжатия двигателя с унифицированным рабочим процессом

Расчетное исследование возможности реализации сверхвысокой степени сжатия в поршневом двигателе внутреннего сгорания

Качественное регулирование нагрузки в многотопливном ДВС с искровым воспламенением
Рабочий процесс перспективного поршневого ДВС
Характеристики двухтактного двигателя с искровым воспламенением при работе на дизельном топливе
i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Numerical study of compression ratio influence on effective parameters of diesel engine

Results of numerical study of compression ratio influence on effective parameters of four stroke diesel engine are performed. The value of the most acceptable compression ratio for researched engine is determined.

Текст научной работы на тему «Расчетное исследование влияния степени сжатия на эффективные показатели дизельного двигателя»

М. Д. Гарипов, Г. Р. Назмутдинова, Р. Ю. Сакулин

РАСЧЕТНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ СТЕПЕНИ СЖАТИЯ НА ЭФФЕКТИВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ

Приведены результаты расчетного исследования влияния степени сжатия на эффективные показатели четырехтактного дизельного двигателя. Определено значение наиболее приемлемой для исследуемого двигателя степени сжатия. Степень сжатия; поршневой ДВС; эффективный КПД; коэффициент избытка воздуха

Исторически сложились два основных направления в организации рабочего процесса поршневых двигателей. Это воспламенение предварительно подготовленной смеси искрой и воспламенение впрыскиваемого топлива от сжатия. Граница размежевания этих двух видов проходит по степени сжатия: верхняя со стороны бензиновых »10, нижняя со стороны дизелей » 15.

Ограничение по максимальной степени сжатия в двигателях с искровым воспламенением обусловлено тем, что к моменту воспламенения в цилиндре такого двигателя находится уже подготовленная гомогенная смесь, в которой при повышенных степенях сжатия возникает детонация.

Дизельные двигатели, наоборот, для обеспечения самовоспламенения топлива требуют высоких степеней сжатия, что имеет свои негативные стороны. Повышенные величины максимального давления и жесткости сгорания цикла требуют более прочной конструкции двигателя и определяют увеличенные нагрузки на детали цилиндропоршневой группы, что приводит к повышенным механическим потерям и увеличению массы двигателя. Поэтому снижение степени сжатия в дизелях дало бы определенные преимущества. Однако это требует решения вопросов, связанных со смесеобразованием и воспламенением.

1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

На кафедре ДВС Уфимского государственного авиационного технического университета получены предварительные экспериментальные результаты, указывающие на возможность осу-

Контактная информация: 8(347)272-84-05

ществления многотопливного бездетонационно-го рабочего процесса в широком диапазоне степеней сжатия (7-15) [1]. При этом имеется возможность реализации качественного регулирования нагрузки. Процесс реализован за счет искрового воспламенения впрыскиваемой вблизи верхней мертвой точки богатой топливовоздушной струи. В результате повышения давления и температуры, обусловленного сгоранием части топливовоздушной смеси, подожженной искрой, в несгоревшей части происходит (в случае применения низкооктановых топлив) многоочаговое воспламенение и сгорание, характерное для рабочего процесса дизельного двигателя. Такой процесс подвода тепла управляется за счет изменения угла опережения впрыска и момента подачи искры.

Поскольку в данном рабочем процессе устраняются ограничения по степени сжатия, возникает возможность выбора наиболее приемлемого ее значения для транспортного двигателя.

В качестве объекта исследования был выбран четырехтактный дизельный двигатель Д 65-Н, поскольку на базе этого двигателя планируется проводить часть экспериментальных исследований предлагаемого рабочего процесса.

Целью работы является расчетное определение влияния степени сжатия на эффективные показатели исследуемого дизельного ДВС.

2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Степень сжатия исследуемого двигателя в серийном исполнении составляет 17,3.

Расчеты осуществлялись в системе имитационного моделирования ДВС «Альбея», разработанной на кафедре ДВС Уфимского государственного авиационного технического университета. Система моделирования позволяет определить индикаторные и эффективные показатели двигателя в любой момент времени [3, 5, 6].

Для подтверждения адекватности модели были проведены расчеты параметров цикла и эффективных показателей исследуемого двигателя, которые были сопоставлены с данными индицирования и паспортными характеристиками. Условная продолжительность сгорания была определена из экспериментальных данных и составила 89 градусов угла п.к.в. Наилучшее совпадение расчетных и экспериментальных кривых давления и скорости нарастания давления в цилиндре было получено при значении показателя характера горения т = — 0,12.

Результаты сопоставления представлены на рис. 1 и в табл. 1.

-100 -8 Г* —«р-г-г £ -«0 -А 0 -20 _■) 0 * & 3 80 100

Угол поворота коленвала ср, град

Рис. 1. Сопоставление расчетной

и экспериментальной кривых давления и скорости нарастания давления (dP/dф) в цилиндре двигателя Д-65Н: 1 — давление в цилиндре, расчет; 2 — давление в цилиндре, эксперимент; 3 — скорость нарастания

давления (йР/й?ф), расчет; 4 — скорость нарастания давления (йР/й?ф), эксперимент

Т аблица 1 Сравнение расчетных и паспортных эффективных показателей двигателя Д 65-Н

Данные двигателя Ые, кВт ge, г/кВт-ч

Паспортные 44,13 0,251

Расчетные 48,83 0,246

Расхождение в расчетных и паспортных данных, приведенных в табл. 1 объясняется тем, что расчетная модель не учитывает потери, обусловленные наличием на реальном двигателе вспомогательных систем и навесных агрегатов (газораспределительный механизм, насос охлаждающей жидкости, вентилятор системы охлаждения и т. д.). Из работы [7] следует, что на привод одних только вентилятора и насоса

охлаждающей жидкости затрачивается до 5-10 % эффективной мощности двигателя, что примерно соответствует расхождению между расчетными и паспортными данными в табл. 1. Поскольку данные потери не зависят от степени сжатия, то в условиях этой работы ими возможно пренебречь.

При расчетах зависимостей параметров исследуемого двигателя от степени сжатия угол начала теплоподвода выбирался из условия получения максимального эффективного КПД.

3. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

На рис. 2 представлены расчетные зависимости эффективного КПД от степени сжатия при различных коэффициентах избытка воздуха, полученные при частоте вращения коленчатого вала, равной 1200 об/мин.

Понижение степени сжатия исследуемого двигателя с 17,3 до 15 не вызывает понижения эффективного КПД цикла на полной нагрузке (а = 1,4), а на частичных нагрузках даже отмечается его рост (на 1,2%, 2,1% и 3% для а = 2, а = 3 и а = 3,5 соответственно).

В случае понижения степени сжатия с 17,3 до значения 12,5 при а = 1,4 наблюдается снижение эффективного КПД лишь на 1,2 %. На частичных нагрузках эффективный КПД, как и при е = 15, возрастает (на 0,9 %, 2,7 % и 4,5 % для а = 2, а = 3 и а = 3,5 соответственно).

Падение эффективного КПД двигателя с повышением степени сжатия выше определенного значения обуславливается двумя основными причинами. Во-первых, увеличением механических потерь (рис. 3), поскольку с повышением степени сжатия растет давление газов в цилиндре двигателя (рис. 4). При увеличении коэффициента избытка воздуха относительная доля механических потерь возрастает, соответственно снижается значение степени сжатия, соответствующее максимальному эффективному КПД.

Во-вторых, повышение степени сжатия при неизменной продолжительности сгорания влечет большее отклонение от изохорного подвода теплоты. Это легко понять, если ввести условную величину:

где Уф = ДУЙ + Ус, АУи — часть рабочего объема двигателя, на которую распространяется процесс теплоподвода. При изохорном подводе теплоты (А У, = 0) это выражение переходит в из-

вестное выражение для степени сжатия (расширения):

Отношение этих величин характеризует отклонение от изохорности подвода теплоты в зависимости от объема камеры сгорания:

Видно, что с уменьшением объема камеры сгорания, а следовательно, с увеличением степени сжатия, отклонение от изохорности при постоянной продолжительности теплоподвода увеличивается. Как следствие, с повышением степени сжатия (при неизменной продолжительности сгорания) индикаторный КПД будет расти гораздо медленнее термического и, при определенных условиях, даже снижаться (рис. 3). По этой же причине практически не увеличиваются максимальные значения температуры цикла (рис. 4).

Рис. 2. Зависимость эффективного КПД от степени сжатия при различных коэффициентах избытка воздуха (п = 1200 об/мин)

Таким образом, в условиях исследуемого дизеля варьирование степени сжатия в диапазоне от 12,5 до 20 практически не влияет на эффективный КПД двигателя на полной нагрузке. На частичных нагрузках происходит повышение КПД двигателя при переходе в диапазон к 12,5 — 15.

Если учесть, что транспортный двигатель эксплуатируется на частичных режимах (меньше половины максимальной мощности) до 50-70 % общего времени, а на режимах холостого хода до 40 % [8], то можно констатиро-

вать, что снижение степени сжатия до значений 12,5-15 не повлечет ухудшения экономичности. При этом уровень нагрузок на элементы двигателя (рис. 4) значительно уменьшится (до 30 %).

1 1 1 1 і і і і Чт 1 1 / 1 1

Степень сжатия а = 1,4 —-а = 2————-а = 3 —а = 3,5

Рис. 3. Зависимость механического (цт) и индикаторного (^,) КПД от степени сжатия при различных коэффициентах избытка воздуха

Рис. 4. Зависимости максимального давления и максимальной температуры цикла от степени сжатия

Данный вывод подтверждается результатами, полученными в работе [9], где исследовался дизель со специальной системой зажигания с рядом последовательных искр. Было отмечено, что при снижении степени сжатия до 12, топливная экономичность дизеля возрастала.

При реализации перспективного многотопливного рабочего процесса на базе дизельного двигателя Д 65 рекомендуется снизить степень сжатия до значений 12,5-15, поскольку это уменьшит нагрузки, действующие на конструкцию двигателя без ухудшения экономичности, что, в свою очередь позволит либо снизить массу и габариты, либо увеличить запас прочности и ресурс двигателя. Кроме того, понижение степени сжатия снизит вероятность самовоспламенения топливо-воздушной смеси раньше момента искрового воспламенения при использовании низкооктановых топлив.

1. Борисов А. О. Рабочий процесс многотопливного поршневого двигателя / под ред. Р. Д. Ени-кеева. Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 2008. 272 с.

2. Воинов А. Н. Сгорание в быстроходных поршневых двигателях. М.: Машиностроение, 1977. 277 с.

3. Губайдуллин И. С. Моделирование рабочих процессов двигателей внутреннего сгорания в интерактивной системе имитационного моделирования «Альбея». Уфа: УГАТУ, 1997. 43 с.

4. Загайко С. А. Моделирование механических потерь ДВС в системе имитационного моделирования «Альбея». Уфа, 1996. 74 с.

5. Горбачев В. Г. Система имитационного моделирования «Альбея» (ядро). Руководство пользователя. Руководство программиста: Учеб. пособие. УГАТУ. Уфа, 1995. 112 с.

6. Мацкерле Ю. Современный экономичный автомобиль / под ред. А. Р. Бенедиктова. М.: Машиностроение, 1987. 320 с.

7. Хуциев А. И. Двигатели внутреннего сгорания с регулируемым процессом сжатия. М.: Машиностроение, 1986. 104 с.

8. Phatak R. G., Komiyama K. Investigation of a spark — assisted diesel engine // SAE Techn. Pap. Ser. 1983. № 830588. P. 8.

Гарипов Марат Данилович, доцент каф. двигателей внутр. сгорания. Дипл. магистр (УГАТУ, 1999). Канд. техн. наук по тепл. двигателям (УГАТУ, 2004). Иссл. в обл. перспект. раб. проц. ПДВС.

Назмутдинова Гульнара Рамилевна, магистрант той же каф. Дипл. бакалавр (УГАТУ, 2011). Иссл. в обл. моделирования раб. проц. ПДВС.

Сакулин Роман Юрьевич, доц. той же каф., доц. каф. прикл. гидромеханики. Дипл. магистр (УГАТУ, 2006). Канд. техн. наук по тепл. двигателям (УГАТУ, 2010). Иссл. в обл. экологичности ПДВС.

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:

1. Что такое степень сжатия дизельного двигателя
2. Принцип работы
3. Разница степени сжатия бензинового и дизельного двигателей

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.

Степень сжатия дизельного двигателя — что это такое?

0 13 Августа 2015

Степень сжатия дизельного двигателя — что это такое?

• Степень сжатия дизельного двигателя — что это такое?
• Изучаем теорию – что происходит внутри камеры сгорания
• Степень сжатия на практике – как это происходит
• Изменение степени сжатия – как улучшить показатели

В этой статье речь пойдет об процессах, происходящих внутри камер сгорания мотора. Наверное, большинство из Вас имеет хотя бы общее приставление о принципе работы двигателя, но дело в том, что данный элемент не является универсальным устройством и на сегодняшний день выделяют несколько его видов: бензиновый, дизельный, газовый, газодизельный, роторно-поршневый.

—>Еще до недавнего времени, наиболее распространенными были первых два варианта, но с ростом цен на соответствующие топливо, довольно большое количество автолюбителей, перевели свои автомобили на газовое потребление.

Однако, говорить о том, что газ полностью вытеснил бензин и дизельное топливо, конечно же не приходится, а значит информация касающееся работы таких моторов не будет лишней. Говоря конкретнее, речь пойдет о процессе сжатия, которое происходит внутри камеры сгорания конкретно дизельного двигателя. Начнем с теоретической стороны этого вопроса.

• Изучаем теорию – что происходит внутри камеры сгорания
• Степень сжатия на практике – как это происходит
• Изменение степени сжатия – как улучшить показатели

Изучаем теорию – что происходит внутри камеры сгорания

Дизельный двигатель внутреннего сгорания (дизель) являет собой поршневую систему, работающую благодаря воздействию сжатого воздуха на распыленное топливо, которое впоследствии самовоспламеняется. В качестве такого топлива используют довольно широкий вариативный ряд веществ: продукты нефтеперегонки (керосин, мазут), а также некоторые продукты имеющие природное происхождение, в том числе: фритюрный жир, пальмовое и рапсовое масла. В теории дизельный двигатель может работать даже на сырой нефти, но гарантировать полную успешность этого процесса сложно.

Давайте же посмотрим каким образом дизтопливо заставляет мотор работать. Весь процесс деятельности дизельного двигателя можно разделить на четыре взаимосвязанных этапа (четырехтактная система): этап впрыска (впуска), этап сжатия, этап расширения (его еще называют «рабочий ход»), этап выпуска отработанного газа. Повторение, раз за разом, такого цикла обеспечивает движение автомобиля. Но сегодня мы не будем детально разбирать каждый этап и сосредоточим свое внимание в основном лишь на процессе сжатия.

В теории, степень сжатия характеризуется соотношением объемов пространства над рабочим поршнем, в процессе прохождения им нижней и верхней мертвой точки. Иными словами, данное понятие выражает разницу давления в камеры сгорания, когда топливо впрыскивается в цилиндр, соответственно относится исключительно к поршневым двигателям, обладающими такой камерой. Степень сжатия чем то схоже с понятием «компрессии», некоторые их даже путают, хотя на деле они совершенно разные.

Компрессия характеризуется размеренностью давления и ее можно измерить в Атмосферах, Барах или Паскалях, чего нельзя сказать про степень сжатия, так как это величина относительная, представляющая собой соотношение объема полного цилиндра и объема камеры сгорания. Данный параметр не меняется на протяжении всего строка службы двигателя и чаще всего его указывают в технических характеристиках.

Практически измерить степень сжатия невозможно, но многие автолюбители прибегают для этого к математическим расчетам (например 10:1). Оптимальным соотношением для дизельных двигателей считается 18-22:1, при котором мотор способен работать наиболее эффективно. Со степенью сжатия напрямую связано качественное использование дизельного топлива, ведь чем выше поднимается давление в камере (повышается сжатие), тем меньше расходуется топливо, что совсем не означает снижение мощности, даже наоборот — она может увеличиваться.

Степень сжатия на практике – как это происходит

Как мы уже знаем, работа двигателя стает возможной благодаря воспламенению образующейся смеси паров топлива и воздуха. Такая горючая смесь расширяется, толкая поршень, который, в свою очередь, вращает каленной вал. Давление в камере при этом значительно возрастает и двигатель совершает один такт работы.

Если степень сжатия возрастает — увеличивается и сила давления на поршень, заставляя мотор совершать больше полезной работы. На дизельных двигателях, для большей эффективности использования высокой степени сжатия, не используют дроссельную заслонку.

Вместо этого, мощность мотора регулируется количеством топлива, которое впрыскивается в цилиндр. Это способствует сильному сжатию воздуха в цилиндре, даже при низкой мощности (например когда в камеру сгорания впрыскивается незначительное количество топлива), при чем выделяется достаточное количество тепла для воспламенения и очень обедненной смеси.

Однако, увеличив степень сжатия Вы не всегда сможете добиться увеличения мощности. В случае, когда статистическая степень сжатия находится близко к пределу детонации для конкретно используемого топлива, то продолжение возрастания сжатия способно ухудшить надежность и мощность двигателя.

Казалось бы, что происходящие процессы должны влиять на безопасность окружающих, так как получающаяся смесь обладает повышенной взрывоопасностью, но на практике практически ничто и никогда не взрывается, как же так? Все дело в том, что в камеру сгорания топливо впрыскивается после того как в ней сжимается чистый воздух, при чем общее количество топлива в топливно-воздушной смеси не меняется, а за счет большого количества воздуха оно сгорает со значительно высоким уровнем коэффициента полезного действия.

Сегодня производители практически сняли с производства дизельные двигатели, имеющие низкую степень сжатия, так как в условиях нынешней рыночной экономики все большее количество людей стремятся к накоплению денежных средств, а расход большего количества топлива никак этому не способствует. Их место заняли высокооборотные дизельные двигатели с возможностью большей степени сжатия. Также практически исчезло из рынка низкооктановое топливо, так как потребность в нем отпала вместе с ограничением выпуска моторов для которых оно было предназначено.

Изменение степени сжатия – как улучшить показатели

Понятно, что смесь, попадающая в камеру сгорания должна равномерно гореть сопровождая процесс движения поршня вниз и ни в коем случае не взрываться, ведь только при соблюдении подобного условия, можно говорить про максимально эффективный расход топлива и равномерное изнашивание деталей поршневой системы. Проблема состоит в скорости, с которой такая смесь сгорает, так как это происходит быстрее, чем поршень успевает пройти свой путь.

В этом кроется главная сложность увеличения степени сжатия, встающая на пути водителей, задавшихся этой целью. В такой ситуации, увеличение давления повлияет на самопроизвольное возгорание смеси (преждевременное воспламенение), когда поршень еще не успел полностью завершить начатую фазу сжатия. Энергия, при этом, образует ненужное сопротивление и попусту растрачивается.

Еще одной проблемой можно назвать выделение слишком большого количества энергии, что приводит к взрыву (детонации). О том, какие последствия может иметь это явление говорить, лишний раз, не приходится.

Как видите, увеличение степени сжатия не только сложный, но и опасный процесс, тем не менее находятся смельчаки, которые все же решаются на это. Делается это двумя основными способами:

Устанавливается более тонкая прокладка двигателя, но так как при этом клапана и поршни могут столкнуться, необходимо все тщательно рассчитать. Возможен, также, вариант установки новых поршней с большими углублениями для клапанов. Нужно учитывать и тот факт, что при применении данного способа, нужно будет заново настраивать фазы газораспределения, которые непременно изменятся.

Растачиваются цилиндры двигателя, при чем поршни нужно будет заменить. Такой метод не только повышает степень сжатия, но и увеличивает рабочий объем двигателя. Благодаря соотношению прежнего объема камеры (он не меняется) и увеличеного объема цилиндра в большую сторону меняется степень сжатия.

Повысив степень сжатия, Вы не всегда можете получить желаемую прибавку в мощности. Чем под большую степень сжатия двигатель настроен изначально, тем меньшей будет прибавка. Другими словами, повышение мощности Вашего автомобиля, с изначальным показателем сжатия 8 будет более эффективным, чем у Вашего соседа, обладающим двигателем с аналогичным показателем в 13.

Если самостоятельно страшно вносить какие либо изменения в работу двигателя, а увеличить общую мощность автомобиля все-таки хочется, на помощь Вам придет альтернативный вариант повышения давления в камере сгорания и называется он «турбо-нагнетатель». Установив на транспортное средство такое устройство, объем камеры сгорания не изменится, но мощность существенно увеличится (иногда на 50% от изначальных показателей).

Еще одним преимуществом данного изобретения является относительная легкость монтажа, не требующее вмешательства специалистов, а значит не придется совершать лишние растраты. Правда, многие автолюбители все же предпочитают обращаться в сервисные центры, что может самое верное решение.

Принцип работы всех нагнетателей базируется на подачи большего количества воздуха и горючего на впуске, при чем объем камеры сгорания не меняется. Благодаря этому, при сгорании увеличивается количество энергии и возрастает мощность двигателя.

Как бы не хотелось увеличить степень сжатия дизельного двигателя своего автомобиля, всем автолюбителям стоит учитывать и дополнительную нагрузку на детали, которая возрастает вместе с увеличением количества энергии тепла. В следствии этого быстрее изнашиваются клапаны, прогорают поршни и выходит из строя система охлаждения. Также, несмотря на то, что турбонадув можно установить самостоятельно, демонтировать его, даже профессионалы не всегда смогут Вам помочь, а в особо тяжелых случаях двигатель может просто взорваться, причем страховка тут уже не поможет.

Так что, стоит или не стоит вмешиваться в предусмотренную производителем конструкцию мотора — решать Вам, но всегда помните о возможных последствиях. Тем более, на многих, выпускаемых сегодня, автомобилях устанавливают интеркулеры, позволяющие увеличивать наполнение цилиндров до 20%, что также значительно повышает мощность.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

Степень сжатия дизельного двигателя – как увеличить параметры?

Знаете ли вы, как работает сердце вашего автомобиля – двигатель? Какие процессы происходят, когда вы давите на педаль газа или когда переключаете скорости? Не стоит открещиваться от этих знаний – чем лучше вы узнаете свой автомобиль, тем раньше почувствуете возможную неисправность. Одна из важных характеристик – степень сжатия двигателя.

Изучаем теорию – что происходит внутри камеры сгорания?

Степень сжатия в теории – это соотношение объема в пространстве над рабочим поршнем в момент, когда он проходит нижнюю мертвую точку, к объему в камере над поршнем в момент прохождения верхней мертвой точки. Это определение выражает разницу давления в самой камере сгорания в момент, когда происходит впрыск топлива в цилиндр.

В повседневной жизни часто путают степень сжатия с другим понятием, а именно с компрессией дизельного двигателя, однако на практике это два разных термина. Компрессия – это наибольшее давление поршнем в цилиндре на момент его прохождения от нижней мертвой точки к верхней. Эту величину измеряют в атмосферах.

Степень сжатия измеряют математическим соотношением, к примеру, 19:1. Для дизельных двигателей наилучшим считается соотношение в рамках от 18 до 22 к 1. При такой степени сжатия сердце автомобиля будет работать наиболее эффективно. Использование топлива связано напрямую со степенью сжатия. Чем больше давление поднимается в камере и больше сжатие, тем экономичней будет расход топлива, при этом полученная мощность может увеличиваться.

Степень сжатия на практике – как это происходит?

Сгорание топливной смеси в двигателе происходит при взаимодействии смешанных паров топлива и воздуха. При возгорании смеси происходит ее расширение, в результате чего увеличивается давление в камере. Коленчатый вал при этом выполняет обороты, соответственно двигатель выполняет один такт полезной работы. В наше время уже практически не выпускаются дизельные двигатели с низкой степенью сжатия, так как в этом нет необходимости, также и низкооктановое топливо практически исчезло с рынка. Все стремятся к более экономичным и высокооборотистым двигателям с большей степенью сжатия.

Увеличения степени сжатия можно добиться за счет уменьшения камеры сгорания дизельного двигателя. Но при таких изменениях инженерам на заводах приходятся искать компромиссное решение, потому что нужно сохранить давление в камере, а также уменьшить объем сжигания топлива. Одним из способов увеличения сжатия является расточка блоков головки цилиндра – степень сжатия при этом увеличивается, а объем сгорания топлива в камере уменьшается. При этом цилиндр сохраняет свой рабочий объем, и объем двигателя не меняется.

Изменение степени сжатия – как улучшить показатели?

В наше время инженеры нашли альтернативный способ повысить давление в камере сгорания – это установка турбо-нагнетателя. Установка данного устройства приводит к увеличению давления в камере внутреннего сгорания, при этом объемы самой камеры изменять не нужно. Появление подобных устройств привело к существенному увеличению мощности, вплоть до 50 % от изначальных цифр. Достоинством нагнетателей является возможность их установки своими руками, хотя лучше всего поручить эту задачу специалистам.

Принцип работы нагнетателей всех типов сводится к одному простому действию, которое понятно даже детям. Мы знаем, что мотор автомобиля работает благодаря постоянному сгоранию топливно-воздушной смеси, поступающей в цилиндры двигателя. Производители устанавливают оптимальное соотношение поступающих в цилиндры топлива и воздуха – последний попадает в камеру сгорания благодаря созданию разреженной атмосферы на такте впуска. Нагнетатели же позволяют в тот же объем камеры сгорания подать на впуске больше горючего и воздуха. Соответственно, увеличивается количество энергии при сгорании, растет мощность агрегата.

Однако автолюбителям не стоит увлекаться чрезмерным увеличением исходных показателей своего «железного коня» – при возрастании количества тепловой энергии увеличивается и амортизация деталей двигателя.

Быстрее прогорают поршни, изнашиваются клапаны, выходит из строя система охлаждения. Причем если турбонаддув можно установить своими руками, то ликвидировать последствия этого эксперимента далеко не всегда возможно даже в хорошей автомастерской. В особо неудачных случаях модернизации авто его «сердце» может попросту взорваться. Вряд ли нужно объяснять, что страховая компания откажется выплачивать вам какие-либо компенсации по этому прецеденту, возложив всю ответственность исключительно на вас.

В дизельных двигателях отсутствует дроссельная заслонка, в результате этого появилась возможность лучше и эффективней наполнять цилиндры независимо от оборотов. На очень многих современных автомобилях устанавливают такое устройство, как интеркулер. Он позволяет увеличить массу наполнения в цилиндрах на 20 %, что и поднимает мощность двигателя.

Увеличенное давление степени сжатия дизельного двигателя не всегда носит положительный характер и не всегда поднимает его мощность. Рабочая степень сжатия может находиться уже возле своего предела детонации для данного типа топлива, и дальнейшие её увеличение способно снизить мощность и время работы двигателя. В современных автомобилях давление в камере сгорания постоянно находится под управлением и контролем электроники, которая быстро реагирует на изменения работы в двигателе. Прежде, чем выполнить какие-либо операции по увеличению параметров современного «железного коня», обязательно проконсультируйтесь со специалистами.

Мнение эксперта
Руслан Константинов

Эксперт по автомобильной тематике. Окончил ИжГТУ имени М.Т. Калашникова по специальности «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов». Опыт профессионального ремонта автомобилей более 10 лет.

Для большинства дизельных двигателей степень сжатия находится в пределе от 18/22 к 1. Подобные характеристики обеспечивают максимальный КПД силовой установки, а если степень сжатия будет увеличена хотя бы на один процент, мощность поднимается минимум на 2%. Кроме использования турбонаддува повысить эти показатели можно и другими способами.
• Система Common Rail.
Современная система, которая используется на большинстве современных автомобилей с дизельной силовой установкой. Принцип заключается в том, что топливная смесь подаётся в камеры сгорания всегда с одинаковым давлением независимо от количества оборотов двигателя и мощности. Если в обычной системе сжатие происходит во впускном коллекторе, то в common rail в момент впрыска топлива в камеру. Благодаря этой системе производительность возрастает на 30%, однако эта цифра может отличаться в зависимости от давления впрыска топлива.
• Чип-тюнинг.
Не менее востребованный способ повышения мощности это чип тюнинг. Принцип доработки заключается в изменении характеристик давления в топливной системе за счёт изменения параметров электронного блока управления двигателем. Чип повышает производительность и КПД мотора, а также отслеживает время подачи топлива в цилиндры. К тому же чип тюнинг позволяет снизить расход топлива и сделать эксплуатацию более экономичной.
Чтобы выполнить чип тюнинг самостоятельно, потребуется специальное оборудование, знания и опыт. Установка доработанного контроллера обязательно подразумевает тонкую настройку под конкретный двигатель, также предварительно необходимо провести диагностику. Поэтому для получения гарантированного результата лучше обратиться к профессионалам.