Степень сжатия что это: Что такое степень сжатия? | Автоблог

Степень сжатия двигателя

Работа двигателей внутреннего сгорания характеризуется рядом величин. Одна из них – степень сжатия двигателя. Важно не путать ее с компрессией – значением максимального давления в цилиндре мотора.

Что такое степень сжатия

Данная степень – это соотношение объема цилиндра двигателя к объему камеры сгорания. Иначе можно сказать, что значение компрессии – отношение объема свободного места над поршнем, когда тот находится в нижней мертвой точке, к аналогичному объему при нахождении поршня в верхней точке.

Выше упоминалось, что компрессия и степень сжатия – не синонимы. Различие касается и обозначений, если компрессию измеряют в атмосферах, степень сжатия записывается как некоторое отношение, например, 11:1, 10:1, и так далее. Поэтому нельзя точно сказать, в чем измеряют степень сжатия в двигателе – это «безразмерный» параметр, зависящий от других характеристик ДВС.

Условно степень сжатия можно описать также как разницу между давлением в камере при подаче смеси (или дизтоплива в случае с дизельными двигателями) и при воспламенении порции горючего. Данный показатель зависит от модели и типа двигателя и обусловлен его конструкцией. Степень сжатия может быть:

• высокой;
• низкой.

Расчет сжатия

Рассмотрим, как узнать степень сжатия двигателя.

Она вычисляется по формуле:

Здесь Vр означает рабочий объем отдельного цилиндра, а Vс – значение объема камеры сгорания. Формула показывает важность значения объема камеры: если его, например, снизить, то параметр сжатия станет больше. То же произойдет и в случае увеличения объема цилиндра.

Чтобы узнать рабочий объем, нужно знать диаметр цилиндра и ход поршня. Вычисляется показатель по формуле:

Здесь D – диаметр, а S – ход поршня.

Иллюстрация:

Поскольку камера сгорания имеет сложную форму, ее объем обычно измеряется методом заливания в нее жидкости. Узнав, сколько воды поместилось в камеру, можно определить и ее объем. Для определения удобно использовать именно воду из-за удельного веса в 1 грамм на куб. см – сколько залилось грамм, столько и «кубиков» в цилиндре.

Альтернативный способ, как определить степень сжатия двигателя – обратиться к документации на него.

На что влияет степень сжатия

Важно понимать, на что влияет степень сжатия двигателя: от нее прямо зависит компрессия и мощность. Если сделать сжатие больше, силовой агрегат получит больший КПД, поскольку уменьшится удельный расход горючего.

Степень сжатия бензинового двигателя определяет, горючее с каким октановым числом он будет потреблять. Если топливо низкооктановое, это приведет к неприятному явлению детонации, а слишком высокое октановое число вызовет нехватку мощности – двигатель с малой компрессией просто не сможет обеспечивать нужное сжатие.

Таблица основных соотношений степеней сжатия и рекомендуемых топлив для бензиновых ДВС:

Интересно: бензиновые турбированные двигатели функционируют на горючем с большим октановым числом, чем аналогичные ДВС без наддува, поэтому их степень сжатия выше.

Еще больше она у дизелей. Поскольку в дизельных ДВС развиваются высокие давления, данный параметр у них также будет выше. Оптимальная степень сжатия дизельного двигателя находится в пределах от 18:1 до 22:1, в зависимости от агрегата.

Изменение коэффициента сжатия

Зачем менять степень?

На практике такая необходимость возникает нечасто. Менять сжатие может понадобиться:

• при желании форсировать двигатель;
• если нужно приспособить силовой агрегат под работу на нестандартном для него бензине, с отличающимся от рекомендованного октановым числом. Так поступали, например, советские автовладельцы, поскольку комплектов для переоборудования машины на газ в продаже не встречалось, но желание сэкономить на бензине имелось;
• после неудачного ремонта, чтобы устранить последствия некорректного вмешательства. Это может быть тепловая деформация ГБЦ, после которой нужна фрезеровка. После того, как повысили степень сжатия двигателя снятием слоя металла, работа на изначально предназначенном для него бензине становится невозможной.

Иногда меняют степень сжатия при конвертации автомобилей для езды на метановом топливе. У метана октановое число – 120, что требует повышать сжатие для ряда бензиновых автомобилей, и понижать – для дизелей (СЖ находится в пределах 12-14).

Перевод дизеля на метан влияет на мощность и ведет к некоторой потере таковой, что можно компенсировать турбонаддувом. Турбированный двигатель требует дополнительного снижения степени сжатия. Может потребоваться доработка электрики и датчиков, замена форсунок дизельного мотора на свечи зажигания, новый комплект цилиндро-поршневой группы.

Форсирование двигателя

Чтобы снимать больше мощности или получить возможность ездить на более дешевых сортах топлива, ДВС можно форсировать путем изменения объема камеры сгорания.

Для получения дополнительной мощности двигатель следует форсировать, увеличивая степень сжатия.

Важно: заметный прирост по мощности будет лишь на том двигателе, который штатно работает с более низкой степенью сжатия. Так, например, если ДВС с показателем 9:1 тюнингован до 10:1, он выдаст больше дополнительных «лошадей», чем двигатель со стоковым параметром 12:1, форсированный до 13:1.

Возможные следующие методы, как увеличить степень сжатия двигателя:

• установка тонкой прокладки ГБЦ и доработка головки блока;
• расточка цилиндров.

Под доработкой ГБЦ подразумевают фрезеровку ее нижней части, соприкасающейся с самим блоком. ГБЦ становится короче, благодаря чему уменьшается объем камеры сгорания и растет степень сжатия. То же происходит и при монтаже более тонкой прокладки.

Важно: эти манипуляции могут также потребовать установки новых поршней с увеличенными клапанными выемками, поскольку в ряде случаев возникает риск встречи поршня и клапанов. В обязательном порядке настраиваются заново фазы газораспределения.

Расточка БЦ также ведет к установке новых поршней под соответствующий диаметр. В результате растет рабочий объем и становится больше степень сжатия.

Дефорсирование под низкооктановое топливо

Такая операция проводится, когда вопрос мощности вторичен, а основная задача – приспособить двигатель под другое горючее. Это делается путем снижения степени сжимания, что позволяет двигателю работать на малооктановом бензине без детонации. Кроме того, налицо и определенная финансовая экономия на стоимости горючего.

Интересно: подобное решение нередко используется для карбюраторных двигателей старых машин. Для современных инжекторных ДВС с электронным управлением дефорсирование крайне не рекомендуется.

Основной способ, как уменьшить степень сжатия двигателя — сделать прокладку ГБЦ более толстой. Для этого берут две стандартные прокладки, между которыми делают алюминиевую прокладку-вставку. В результате растет объем камеры сгорания и высота ГБЦ.

Некоторые интересные факты

Метанольные двигатели гоночных машин имеют сжатие более 15:1. Для сравнения, стандартных карбюраторный двигатель, потребляющий неэтилированный бензин, имеет сжатие максимум 1. 1:1.

Из серийных образцов моторов на бензине со сжатием 14:1 на рынке присутствуют образцы от Mazda (серия Skyactiv-G), ставящиеся, например, на CX-5. Но их фактическая СЖ находится в пределах 12, поскольку в данных моторах задействован так называемый «цикл Аткинсона», когда смесь сжимается в 12 раз после позднего закрытия клапанов. Эффективность таких двигателей измеряется не по сжатию, а по степени расширения.

В середине XX века в мировом двигателестроении, особенно в США, наблюдалась тенденция к увеличению степени сжатия. Так, к 70-м основная масса образцов американского автопрома имела СЖ от 11 до 13:1. Но штатная работа таких ДВС требовала использования высокооктанового бензина, который в то время умели получать только процессом этилирования – добавлением тетраэтилсвинца, высокотоксичного компонента. Когда в 1970-х годах появились новые экологические стандарты, этилирование стали запрещать, и это привело к обратной тенденции – снижению СЖ в серийных образцах двигателей.

Современные двигатели имеют систему автоматической регуляции угла зажигания, которая позволяет ДВС работать на «неродном» топливе – например, 92 вместо 95, и наоборот. Система управления УОЗ помогает избежать детонации и других неприятных явлений. Если же ее нет, то, например, залив высокооктановый бензин двигатель, не рассчитанный на такое горючее, можно потерять в мощности и даже залить свечи, поскольку зажигание будет поздним. Ситуацию можно поправить ручным выставлением УОЗ по инструкции к конкретной модели автомобиля.

что это такое, таблица значений

Степень сжатия является одной из ключевых технических характеристик двигателя внутреннего сгорания, отражающих его КПД. Это свойство прямо связано с другим важным параметром бензинового топлива – октановым числом, демонстрирующим уровень стойкости жидкости к самовозгоранию.

Содержание:

1. Степень сжатия бензина: что это
2. Степень сжатия бензина: таблица

Степень сжатия бензина: что это?

В двигателях внутреннего сгорания степень сжатия является показателем отношения объема камеры сгорания, включающей в себя объем всех деталей двигателя в пространстве, в котором происходит возгорание и горение горючего, к суммарному объему цилиндра, т. е. камере сгорания совместно с объемом цилиндра. Сокращенно это определение выглядит так:

СЖ = отношение V (цилиндр + камера сгорания) / V камеры сгорания

Являясь математической величиной с размерностью в единицу, фактически степень сжатия демонстрирует объем, который занимает бензин в пространстве во время попадания в цилиндр по отношению к объему, достаточного для того, чтобы произошло возгорание топлива. Вычисляется СЖ в момент, когда поршень достигает «мертвой» точки.

Чем выше показатель, тем производительнее работает двигатель, выходя на паспортные значения эффективности, при этом расходуя минимум топлива. Однако учитывая, что смесь в камере сгорания находится под давлением, возникает опасность самовоспламенения горючего. Поэтому рост степени сжатия неизбежно приводит к необходимости повышения октанового числа используемого топливного продукта.

В зависимости от типа горючего, СЖ колеблется в пределах от 7 до 18, достигая максимума 14 у бензина и 18 у дизеля. Напомним, за плавное и своевременное возгорание дизельного топлива отвечает цетановое число.

Степень сжатия бензина: таблица

Простой пример: степень сжатия 14 обозначает, что отношение объема цилиндра совместно с камерой сгорания по отношению к камере сгорания равно 14:1. Попадая в цилиндр, топливно-воздушное вещество сжимается в 14 раз.

Распределить бензин по степени сжатия нагляднее в табличной форме.

Таблица 1

При степени сжатия 12 и выше оптимально использование бензина АИ-98. Типичный карбюратор имеет степень сжатия 10-11, совместимую с современными бензинами АИ-95 и АИ-98. Степень сжатия 14 и больше, характерная для спорткаров и гоночным болидов, требует увеличения октанового числа свыше 100 пунктов.

Чтобы не ошибиться при выборе, необходимо обратиться к паспортным сведениям конкретной модели автомобиля и выбирать бензин в соответствии с рекомендациями.

Несоответствие октанового числа номинальной степени сжатия вызывает чрезмерный расход горючего и быстрый выход из строя отдельных элементов кривошипно-шатунного узла. Если ОЧ меньше рекомендуемого, это способствует преждевременному износу мотора, что может проявляться постоянными стуками во время езды. Бессмысленно и заливать бензин с высоким ОЧ, если этого не требуется – возникает риск перегрева из-за попадания в рабочую камеру излишек топлива, повреждаются клапаны и форсунки, свечи зажигания покрываются сажей, а бензин и технические жидкости расходуются ударными темпами.

#Бензин

Статьи по теме

10 лучших заправок по качеству бензина в 2022 году (Лукойл, Газпромнефть, Роснефть, Татнефть, Шелл)#Топливо#Бензин
26777 просмотров

Бензин Тебойл (Teboil): что это, бензин АИ 95, 98, 100, заправки, сеть АЗС, отзывы#Бензин#АЗС
18211 просмотров

Сколько литров бензина в тонне? Как перевести литры в тонны бензина: формула перевода, коэффициент перевода, зависимость от температуры#Бензин
13040 просмотров

Плотность бензина: АИ 92, АИ 95, таблица плотностей, измерение#Бензин
9329 просмотров

Какой бензин лучше Лукойл или: Газпром, Роснефть, Газпромнефть, Башнефть, Татнефть#Бензин#Топливо
8812 просмотров

Отравление парами бензина: симптомы, признаки, первая помощь, лечение#Бензин
8618 просмотров

Что такое коэффициент сжатия и как он рассчитывается

Что такое коэффициент сжатия и как он рассчитывается

3

АКЦИИ

Чем важна степень сжатия? Чтобы узнать, в том числе понять, как именно он рассчитывается, следуйте приведенному ниже полезному руководству.

Вот все, что вам нужно знать о степени сжатия и о том, как ее рассчитать в дизельном или газовом двигателе.

Ваша способность определить это соотношение означает, что это не остается только инженеру с профессиональными знаниями, чтобы вычислить его. А для непосвященных, коэффициент сжатия относится к двигателю автомобиля и к тому, как он помогает в его движении.

С другой стороны, мы описали влияние высокой степени сжатия на газовый и дизельный двигатели.

Там, где для одного из двигателей требуется высокое передаточное число, для другого нет из-за того, что это может привести к проблемам. Это включает детонацию и дальнейшее повреждение двигателя.

В таком случае можно сказать, что высокая степень сжатия имеет свои преимущества и недостатки в зависимости от рассматриваемого двигателя.

Что такое степень сжатия?

Степень сжатия показывает, сколько воздушно-топливной смеси может вместить камера сгорания двигателя внутреннего сгорания.

В частности, это количество смеси, удерживаемой камерой, когда она пуста и имеет наибольший размер. Это количество сравнивается с объемом, который может содержать камера, когда воздушно-топливная смесь сжата до наименьшего размера.

Соответственно, степень сжатия можно определить как расчет, основанный на относительных объемах цилиндра и камеры сгорания.

С другой стороны, соотношение применимо к двигателям внутреннего сгорания (включая те, которые используются в современных автомобилях) и двигателям внешнего сгорания.

В сочетании с этим степень сжатия очевидна в дизельных и газовых двигателях, хотя конструкция дизельного двигателя способствует более высокой степени сжатия.

Для двигателя полезно иметь более высокую степень сжатия, учитывая, что эти двигатели считаются лучшими. Причина в том, что эти двигатели способны генерировать больше мощности и в то же время сохранять эффективность.

Как рассчитать степень сжатия

Стоит знать, как рассчитать степень сжатия двигателя. Шаги, описанные ниже, помогут вам.

1. Расчет объема, поддерживаемого цилиндром

Первым шагом к определению степени сжатия двигателя является расчет объема, который может содержаться в цилиндре двигателя. Это объем, который может поддерживаться, когда поршень находится в нижней части цилиндра.

И при каждом такте двигателя происходит движение поршня снизу вверх. Это приводит к сжатию топливовоздушной смеси.

Следовательно, это расчет объема цилиндра при опущенном поршне. Здесь смесь не сжимается.

2. Расчет объема при поднятом поршне

Следующим шагом является определение объема при поднятом поршне. При этом воздушно-топливная смесь была сжата.

Если у вас передаточное число 13:1, это означает, что объем двигателя в 13 раз больше. Эта величина поддержки возникает, когда поршень опущен вниз, в отличие от случая, когда топливовоздушная смесь сжата (в случае, когда поршень находится вверху).

С другой стороны, стоит отметить, что топливно-воздушная смесь остается прежней. Тем не менее, он сжимается в маленькое пространство, чтобы создать большой взрыв.

Высокая степень сжатия

Дизельные двигатели полагаются на сжатие, чтобы создать температуру, при которой дизель воспламеняет воздушно-топливную смесь. Эта смесь создаст мощность, необходимую для движения автомобиля вперед.

Несмотря на это, высокая степень сжатия может вызвать проблемы. Например, такое высокое соотношение может привести к детонации или стуку двигателя.

Таким образом, более высокая степень сжатия в газовом двигателе является недостатком.

Стук или звон могут возникнуть в результате более сильного взрыва, чем требуется. Этот взрыв приводит к быстрому движению поршня вверх или вниз.

В результате слышен громкий стук, который необходимо устранить.

И если этот шум не устранить, он может привести к постоянному стуку двигателя и, возможно, к необратимому повреждению.

Кроме того, более высокие степени сжатия могут использоваться в автомобилях, которые работают на газе с датчиком детонации или с более высоким октановым числом, но не могут соответствовать высокой степени сжатия, характерной для дизельного двигателя.

Влияние высокой степени сжатия

Как уже говорилось, дизельные двигатели полагаются на высокую степень сжатия, чтобы обеспечить их функциональность. Высокое передаточное отношение в газовом двигателе будет 13:1, а в дизельном — от 14:1 до 23:1 в зависимости от типа двигателя.

Высокая степень сжатия обеспечивает большую мощность, поскольку воздух и топливо сжимаются сильнее, чем в среднем. И этот уровень сжатия создает более мощный взрыв.

Кроме того, плотная упаковка смеси позволяет смеси воздуха и топлива лучше смешиваться. А в случаях, когда произошел взрыв, смесь могла испариться.

Чем больше испарение, тем выше тепловой КПД. Это означает, что двигатель работает лучше, даже не полагаясь на большую дополнительную энергию в попытке увеличить мощность.

Заключение

Теперь, когда вы знаете, что такое степень сжатия и почему она важна, вы можете высоко ценить степень сжатия вашего двигателя.

Описанные выше шаги позволят вам рассчитать степень сжатия и узнать, что идеально подходит для вашего двигателя.

Поэтому потратьте дополнительное время на выполнение этих шагов и посмотрите, насколько хорошо это работает для вас.

И помните, вам не нужно быть инженером, чтобы привести свой автомобиль в надлежащее состояние. Учитывая, что понимание того, что влечет за собой это соотношение, необходимо, чтобы помочь вам начать.

Что такое коэффициент сжатия?

Сжатие — не самая простая вещь для понимания на первый взгляд. Запутаться в элементах управления и в том, как они влияют на звук, — но вы определенно не одиноки. Если вы изо всех сил пытаетесь понять, как установить коэффициент сжатия вашего компрессора, мы более подробно рассмотрим, что это такое и как это работает!

На что влияет коэффициент сжатия?

Проще говоря, настройка отношения компрессора определяет, насколько агрессивно он подавляет звук. Компрессор работает по принципу коэффициента усиления, который измеряется уровнем входного сигнала к выходному. Мы углубимся в эту концепцию чуть позже, но общая идея для реального применения такова:

Более высокие коэффициенты означают большее сжатие. Большее сжатие означает более жесткий контроль динамики исполнения, уменьшая разницу в громкости между самыми громкими и самыми тихими частями материала. При более высоких соотношениях вы на самом деле услышите больше компрессии — это может быть искаженный или общий звук искусственного типа.

Чем меньше коэффициент, тем меньше сжатие. Меньшее сжатие означает более слабо контролируемую динамику исполнения. Это звучит более прозрачно, потому что лучше сохраняются естественные различия громкости исполнения. В зависимости от того, как вы установите другие параметры, вы можете вообще не слышать работу компрессора.

Math Compressor Ratio Math

Коэффициент усиления — это просто отношение между входным и выходным уровнями. Большинство компрессоров имеют настройки соотношения 2:1, 4:1 и 8:1, а некоторые доходят до 20:1.

При соотношении сторон 2:1 на каждые 2 дБ входного сигнала выдается 1 дБ. Таким образом, при 10 дБ входного сигнала при соотношении 2:1 выходной сигнал составляет 5 дБ. Принцип одинаков для всех соотношений: при соотношении 4:1 на каждые 4 дБ входного уровня выходит 1 дБ.

Разделив уровень входного сигнала на первое число коэффициента компрессора, вы определите, сколько сигнала выводится.

Вы можете быстро увидеть, как соотношение 8:1 или выше резко снижает громкость входного сигнала. Компрессор берет каждые 8 ​​дБ сигнала и уменьшает его до 1 дБ. Это приводит к более агрессивному и слышимому сжатию, чем низкое соотношение 2:1.

Итак, как установить коэффициент сжатия компрессора? Помните, что соотношение не является единственным регулятором компрессора — каждый параметр работает вместе для достижения конечного результата. Вы также должны понимать пороговое значение , атаку, освобождение и усиление макияжа .

СМОТРИТЕ ТАКЖЕ: Обзор Celemony Melodyne 5
СМОТРИТЕ ТАКЖЕ: Сравнение ламповых усилителей и полупроводниковых усилителей
СМОТРИТЕ ТАКЖЕ: Различия в типах аудиокабелей

Пороговое значение

Компрессор не начинает компрессию до тех пор, пока входной сигнал не превысит пороговое значение. Например, если мы установим порог компрессора на -18 дБ, ничто ниже -18 дБ не будет запускать компрессор. Любой звук громче -18 дБ сообщит компрессору, что нужно начать применять снижение усиления.

Пороговое значение указывает компрессору, когда включаться, а коэффициент определяет степень снижения усиления.

Вообще говоря, мы используем компрессию, чтобы поймать самые громкие пики в нашем динамическом материале. Таким образом, установка порога, который улавливает и уменьшает эти пики, чтобы сделать уровень нашего трека более стабильным, — лучший способ начать. Будьте внимательны с порогом; если оно слишком высокое, компрессор вообще ничего не сделает.

Атака

Параметр атаки определяет, сколько времени требуется компрессору для применения снижения усиления после того, как входной сигнал преодолеет пороговое значение. Если мы установим время атаки на 5 мс, потребуется 5 мс для применения снижения усиления после того, как входной сигнал преодолеет наш порог -18 дБ.

Время атаки зависит от инструмента и даже от песни к песне в зависимости от темпа и множества других факторов. В большинстве случаев медленная атака работает хорошо; думаю где-то между 20 и 40 мс. Медленная атака означает, что вся нота будет сжата после прохождения порога, а не только начальный переходный процесс. Если вы хотите раздавить быстрые переходные процессы, скажем, на малом барабане быстро выбранной гитары, быстрые атаки сделают свое дело.

Release

Release — еще одна настройка времени, определяющая, как быстро компрессор выключается после того, как сигнал падает ниже порогового значения. Опять же, это очень важный параметр, который в конечном итоге определяет, как будет звучать сжатие.

Если отпустить слишком быстро, звук начнет звучать неестественно. Если он слишком медленный, компрессор никогда не выключается. Как правило, рекомендуется регулировать время восстановления до тех пор, пока оно не будет соответствовать звуковому карману. Хорошей отправной точкой является где-то около 60 мс. Куда вы пойдете дальше, будет зависеть от общего ритмического ощущения и темпа самой песни.

Makeup Gain

Поскольку компрессоры активно уменьшают громкость в соответствии с соотношением/порогом, общий уровень трека будет ниже, чем до применения компрессии. Простое решение для добавления обратно некоторого усиления, которое было уменьшено с помощью регулятора «максимумного усиления» или «выхода» компрессора.

Общее эмпирическое правило состоит в том, чтобы увеличивать усиление грима до тех пор, пока выходной уровень не сравняется с входным уровнем. Или вы можете увеличить усиление грима еще больше, чтобы получить более общий уровень дорожки.

Хорошая отправная точка для общего сжатия

Работая с одним компрессором, для начала вам нужно понять некоторые основные настройки. Идея состоит не в том, чтобы раздавить инструмент, а в том, чтобы поэкспериментировать с уменьшением усиления для достижения желаемого динамического контроля.

По словам Бобби Оусински, известного инженера, писателя и педагога, коэффициент сжатия 4:1 , средняя/быстрая атака и средний релиз — отличное место для начала .