Што такое ступень сціску ДВС

Адной з важных канструктыўных характарыстык поршневага ДВС унутранага згарання з'яўляецца ступень сціску. Гэты параметр уплывае на магутнасць ДВСа, на яго ККД, а таксама выдатак паліва. Тым часам мала хто мае дакладнае ўяўленне пра тое, што ж маецца на ўвазе пад ступенню сціску. Многія мяркуюць, што гэта проста сінонім кампрэсіі. Хоць апошняя звязана са ступенню сціску, аднак гэта зусім розныя рэчы.

Каб разабрацца з тэрміналогіяй, трэба ўяўляць, як уладкованы цыліндр сілавога агрэгата, і разумець прынцып функцыянавання ДВС. Гаручая сумесь упырскваецца ў цыліндры, далей яе сціскае поршань, які рухаецца ад ніжняй мёртвай кропкі (НМТ) да верхняй (ВМТ). Сціснутая сумесь у некаторы момант паблізу ВМТ запальваецца і згарае. Які пашыраецца газ выконвае механічную працу, выштурхваючы поршань у адваротны бок - да НМТ. Злучаны з поршнем шатун уздзейнічае на каленвал, прымушаючы яго круціцца.

Прастора, абмежаванае ўнутранымі сценкамі цыліндру ад НМТ да ВМТ, з'яўляецца працоўным аб'ёмам цыліндру. Матэматычна формула працоўнага аб'ёму аднаго цыліндру выглядае наступным чынам:

Vₐ = πr²s

дзе r - радыус ўнутранага сячэння цыліндру;

s - адлегласць ад ВМТ да НМТ (даўжыня працоўнага ходу поршня).

Калі поршань даходзіць да ВМТ, над ім застаецца яшчэ некаторая прастора. Гэта і ёсць камера згарання. Форма верхняй часткі цыліндру бывае складанай і залежыць ад канкрэтнай канструкцыі. Таму выказаць аб'ём Vₑ камеры згарання нейкай адной формулай немагчыма.

Відавочна, што агульны аб'ём цыліндра Vₒ роўны суме працоўнага аб'ёму і аб'ёму камеры згарання:

Vₒ = Vₐ+Vₑ

А ступень сціску - гэта стаўленне агульнага аб'ёму цыліндру да аб'ёму камеры згарання:

ε = (Vₐ+Vₑ)/Vₑ

Гэтая велічыня безпамерная, і фактычна яна характарызуе адносная змена ціску з моманту ўпырсквання сумесі ў цыліндр і да моманту ўзгарання.

З формулы відаць, што падвысіць ступень сціску магчыма альбо павелічэннем працоўнага аб'ёму цыліндру, альбо памяншэннем аб'ёму камеры згарання.

У розных ДВС гэты параметр можа адрознівацца і вызначацца тыпам агрэгата і асаблівасцямі яго канструкцыі. Велічыня ступені сціску сучасных бензінавых ДВС знаходзіцца ў межах ад 8 да 12, у асобных выпадках можа даходзіць да 13…14. У дызеляў яна набор вышэй і дасягае 14…18, гэта злучана з асаблівасцямі працэсу ўзгарання дызельнай сумесі.

А што да кампрэсіі, то гэта максімальны ціск, які ўзнікае ў цыліндры па меры прасоўвання поршня ад НМТ да ВМТ. Адзінкай вымярэння ціску ў міжнароднай сістэме СІ з'яўляецца паскаль (Па / Pa). Таксама шырока выкарыстоўваюцца такія адзінкі вымярэння, як бар (bar) і атмасфера (ат/at). Суадносіны адзінак такое:

1 ат = 0,98 бар;

1 бар = 100 000 Па

Акрамя ступені сціску на кампрэсію ўплываюць склад гаручай сумесі і тэхнічны стан ДВСа, асабліва ступень зносу дэталяў цыліндра-поршневай групы.

З ростам ступені сціску падвышаецца ціск газаў на поршань, а значыць, у канчатковым рахунку расце магутнасць і падвышаецца ККД ДВС. Больш паўнавартаснае згаранне сумесі прыводзіць да паляпшэння экалагічных паказчыкаў і спрыяе больш эканомнаму расходаванню паліва.

Аднак магчымасці павышэння ступені сціску абмежаваны рызыкай узнікнення дэтанацыі. У гэтым працэсе паветрана-паліўная сумесь не згарае, а выбухае. Карысная праца не здзяйсняецца, затое поршні, цыліндры і дэталі кривошипно-шатунного механізму выпрабоўваюць сур'ёзныя ўдарныя ўздзеянні, якія прыводзяць да іх хуткага зносу. Высокая тэмпература пры дэтанацыі здольная выклікаць прагаранне клапанаў і працоўнай паверхні поршняў. Да вызначанай мяжы зладзіцца з дэтанацыяй дапамагае бензін з больш высокім актанавым лікам.

У дызельным ДВСе дэтанацыя таксама магчымая, але тамака яна выклікаецца няслушным рэгуляваннем упырску, нагарам на ўнутранай паверхні цыліндраў і іншымі чыннікамі, не злучанымі з падвышанай ступенню сціску.

Існуе магчымасць фарсіраваць наяўны агрэгат пасродкам павелічэння працоўнага аб'ёму цыліндраў ці ступені сціску. Але тут важна не перашчыраваць і старанна ўсё пралічыць, перш чым зламаючы галаву кідацца ў бой. Памылкі могуць прывесці да такой разбалансаванасці працы агрэгата і дэтанацыям, што не дапамогуць ні высокаактанавы бензін, ні рэгуляванне кута апярэджання запальвання.

Ці ледзь ёсць сэнс займацца фарсіраваннем рухавічка, першапачаткова мелага высокую ступень сціску. Выдаткі сіл і грошай будуць дастаткова вялікія, а прырост магутнасці хутчэй за ўсё апынецца нязначным.

Дасягнуць жаданай мэты можна двума спосабамі - расточваннем цыліндраў, што дазволіць зрабіць працоўны аб'ём ДВС набор больш, альбо фрэзероўкай ніжняй паверхні (ГБЦ).

расточванне цыліндраў

Найлепшы момант для гэтага - правядзенне , калі расточваць цыліндры прыйдзецца ў любым выпадку.

Перш чым вырабляць гэтую аперацыю, трэба падабраць поршні і кольцы пад новы памер. Верагодна, нескладана будзе знайсці дэталі пад рамонтныя памеры для дадзенага ДВС, але гэта не дасць адчувальнага прыросту працоўнага аб'ёму і магутнасці рухавічка, бо розніца ў памерах вельмі малаважная. Лепш пашукаць поршні і кольцы большага дыяметра для іншых агрэгатаў.

Не варта спрабаваць расточваць цыліндры самастойна, паколькі для гэтага патрабуецца не толькі ўменне, але і спецыяльнае абсталяванне.

дапрацоўка ГБЦ

Фрэзероўка ніжняй паверхні ГБЦ дазволіць паменшыць даўжыню цыліндру. Карацей стане менавіта камера згарання, часткова ці цалкам змешчаная ў галоўцы, а значыць, узрасце ступень сціску.

Для прикидочных разлікаў можна прыняць, што зняцце пласта ў чвэрць міліметра павысіць ступень сціску прыкладна на адну дзясятую. Той жа эфект дасць усталёўка больш тонкай. Можна таксама сумясціць адно з іншым.

Не забудзьцеся, што дапрацоўка галоўкі патрабуе дакладнага разліку. Гэта дазволіць пазбегнуць празмернай ступені сціску і некантралюемай дэтанацыі.

Фарсіраванне ДВС такім метадам тоіць яшчэ адну патэнцыйную праблему - укарачэнне цыліндру павышае рызыку таго, што поршні будуць сустракацца з клапанамі.

Акрамя ўсяго іншага, давядзецца яшчэ і зноўку рэгуляваць фазы газаразмеркавання.

Вымярэнне аб'ёму камеры згарання

Для вылічэння ступені сціску трэба ведаць аб'ём камеры згарання. Складаная ўнутраная форма не дае практычнай магчымасці матэматычна разлічыць яе аб'ём. Затое ёсць даволі просты спосаб вымераць яго. Для гэтага поршань трэба ўсталяваць у верхнюю мёртвую кропку і пры дапамозе шпрыца аб'ёмам прыкладна 20 гл уліваць алей або іншую прыдатную вадкасць праз адтуліну для свечкі запальвання да поўнага запаўнення. Палічыце, колькі кубікаў вы ўлілі. Гэта і будзе аб'ём камеры згарання.

Працоўны аб'ём аднаго цыліндру вызначаецца шляхам дзялення аб'ёму ДВС на колькасць цыліндраў. Ведаючы абедзве велічыні, можна палічыць ступень сціску пры дапамозе прыведзенай вышэй формулы.

Такая аперацыя можа спатрэбіцца, напрыклад, для пераходу на таннейшы бензін. Або трэба зрабіць адкат у выпадку няўдалага фарсіравання рухавічка. Тады для вяртання на зыходныя пазіцыі запатрабуецца патоўшчаная пракладка ГБЦ ці новая галоўка. Як варыянт - выкарыстоўваць дзве звычайныя пракладкі, паміж якімі можна змясціць алюмініевую ўстаўку. У выніку камера згарання павялічыцца, а ступень сціску зменшыцца.

Іншы спосаб складаецца ў здыманні пласта металу з працоўнай паверхні поршняў. Але такі метад будзе праблематычным, калі працоўная паверхня (дно) мае выпуклую ці ўвагнутую форму. Складаная форма дна поршня часта робіцца для аптымізацыі працэсу згарання сумесі.

На старых карбюратарных ДВСах дэфарсаванне не выклікае праблем. Але электроннае кіраванне сучасных інжэктарных ДВС пасля такой працэдуры можа памыляцца ў рэгуляванні кута апярэджання запальвання, і тады пры выкарыстанні нізкаактанавага бензіну магчыма ўзнікненне дэтанацыі.