Большой классикой является тема сжатия двигателя, но даже если менее знатоки наверняка уже слышали об этом, мы увидим, что здесь еще есть что сказать. Итак, давайте попробуем в этой статье перечислить все параметры, касающиеся концепции сжатия. Компрессия двигателя может быть представлена как его способность сжимать воздух в каждой из камер сгорания. Следовательно, это момент, когда поршень окажется в ВМТ, т. е. в верхней мертвой точке (самое верхнее положение). Именно в этот момент воздух наиболее сжат, цилиндр не может подняться выше, чтобы еще немного «раздавить» воздух. Мы можем сравнить это со сжатием винтовой пружины: чем больше мы ее сжимаем, тем больше у нас будет значительной обратной связи по силе.
Таким образом, это сжатие сжимает воздух, как пружина, но также позволяет нагреть последний, чтобы обеспечить последующее хорошее сгорание. Этот предварительный нагрев важен как для дизелей, так и для бензинов.
Следует отличать сжатие от степени сжатия, даже если между ними действительно существует тесная связь. Степень сжатия также называется объемной степенью. Если у меня есть объем 1 литр в BDC (поршень вниз) и 0.1 литра в PMH (поршень вверх), то у меня здесь соотношение 10:1. То есть объем воздуха в камере сжимается в 10 раз С другой стороны, сжатие камеры сгорания в ВМТ включает в себя и другие переменные, а именно, например, количество впрыскиваемого топлива. Действительно, если мой воздух сжат в 10 раз (если брать мой пример) то когда я впрыскиваю в него жидкость (топливо) то воздух сжимается еще больше. Логично, что добавление материала приводит к еще большему сжатию присутствующего воздуха, и это равносильно тому, что поршень поднимается еще выше (сам состоит из несжимаемого материала, в отличие от воздуха и, как правило, любого газа).
Вот почему работа бензинового двигателя на этаноле может быть вредной. Объяснение состоит в том, что необходимо больше впрыскивать это топливо с этанолом, и поэтому конечное сжатие воздуха в цилиндре будет увеличено: чем больше я помещаю материала в камеру, тем больше я сжимаю присутствующий газ. Таким образом, это большее сжатие добавит ограничений.Поэтому двигатель имеет несколько камер сгорания, и каждая из них имеет свою собственную степень сжатия. Конечно, у всех примерно одинаковая величина, но со временем случается так, что у некоторых проявляется недостаток герметичности. Для измерения этого воспользуемся двумя основными доступами к камерам сгорания. В случае с бензином мы будем использовать колодец свечи зажигания, а на дизелях (у которых нет свечи зажигания) мы будем использовать колодец форсунки или свечи накаливания.
Затем необходимо повернуть стартер, чтобы сдвинуть поршни и, следовательно, достичь ВМТ.
В идеале сделать измерение холодным и горячим, чтобы увидеть, можно ли заметить дефицит более или менее в одном из двух контекстов.В каждой камере сгорания есть целый ряд элементов, которые влияют на компрессию, давайте посмотрим на них.Мы будем сначала подумайте о сегментации двигателя, которая разделяет камеру на уровне стенок цилиндров, которые приходят и уходят. Несколько сегментов «уложены друг на друга», но прежде всего тот, который соприкасается с горением (самый верхний), играет роль перегородки (в действительности не на 100%) камеры сгорания масляного картера, расположенного ниже. Другие, называемые скребками, заботятся о том, чтобы спустить масло вниз (в направлении картера) и смазывать трение между сегментами и цилиндром. впрыск) и воздухом, а также путем удаления выхлопных газов, образующихся в результате сгорания. Во время сжатия последний должен быть полностью закрыт, этому может помешать ступенчатое распределение. Проблема та же, что и с погнутыми клапанами или накипью, которая мешает им закрываться идеально. Седла клапанов, которые окружают закрытые клапаны, в первую очередь страдают от чрезмерного сжатия. Прокладка головки блока цилиндров, изолирующая охлаждающую воду от камер сгорания (поскольку головка блока цилиндров в также участвуют в герметизации камер сгорания.Наконец, мы можем думать о доступе на уровне свечей зажигания (откручиваются) или даже форсунок (уплотнение). Вот головка блока цилиндров с клапанами в верхнем положении (приводимыми в движение кулачками)
Связь с производительностью прямая, и знатоки механики знают, что, немного уменьшив головку блока цилиндров (или изменив шатуны), вы можете получить немного больше от вашего двигателя. Уменьшая объем камеры сгорания, мы логически получаем меньшее пространство во время сжатия, и поэтому мы увеличим соотношение, например, с 10:1 до 10.5:1. А когда смесь воспламенится, то механическая сила от расширения в закрытой камере будет тем более важна.Так же если я увеличу количество впрыскиваемого топлива, то у меня тогда будет еще более сжатый газ в ВМТ и соответственно давление ограничения будут увеличены (перепрограммирование на этанол). Однако, если я хочу улучшить производительность, мне также придется подумать о подаче достаточного количества воздуха, чтобы избежать слишком богатой смеси. А в случае перепрограммирования на мощность нужно будет перепрограммировать управление турбо (и при этом иметь турбо…) для увеличения количества впускаемого воздуха (будет управляться с помощью вестгейта). ). Для бензина это известное стехиометрическое соотношение С демократизацией турбокомпрессии немного снизилась компрессия двигателя. Действительно, достигнутые значения тогда были бы слишком высокими, и мы, например, видели, как степень сжатия дизелей увеличивается с 25: 1 до 20: 1. Однако конечное сжатие в ПМБ больше, благодаря наддуву воздуха и топлива.Как вы уже знаете, дизельному двигателю необходимо сжимать воздух для воспламенения смеси в камере сгорания. Поэтому он должен сильно сжимать последний, чтобы достичь достаточно высокой температуры. Следствием этого является то, что дизельный двигатель тяжелее, потому что он усилен, чтобы справиться с этим повышенным сжатием. Он также более шумный именно потому, что детонации становятся более жестокими и быстрыми с течением времени. Сегодня они имеют степень сжатия примерно 20: 1, по сравнению с 25: 1 некоторое время назад из-за отсутствия наддува.
Слишком высокая степень сжатия или сжатие в бензиновом двигателе, возможно, вызывает самовоспламенение (или даже детонацию), то есть воспламенение топлива от тепла давления, как это происходит в дизельном двигателе. Проблема в том, что это очень плохо для бензина, тем более, что он, как правило, будет в фазе сжатия (взрыв смеси при движении поршня на самом деле совсем нехорошо). А если быть точным, то температура самовоспламенения также связана с октановым числом топлива.
Современные бензиновые двигатели стремятся работать на обедненной смеси, а повышенная степень сжатия, связанная с форсункой рядом со свечой зажигания, позволяет работать на обедненной смеси, такой как послойная зарядка. Если их степень сжатия была от 6 до 7 несколько лет назад, то теперь они достигли значений, колеблющихся между 9 и 14 (это благодаря повышению октанового числа, которое еще больше подталкивает самовоспламенение). Но с распространением турбонагнетателей степень сжатия в этом случае довольно ограничена примерно 10: 1 (несколько исключений, таких как Mazda и их Skyactiv-G, которые упорно избегают турбонаддува и уменьшения размера, что затем позволяет повысить степень сжатия). Таким образом, современные двигатели ограничивают степень сжатия из-за использования турбокомпрессоров, которые вызывают большее сжатие в двигателе (поэтому не путайте степень сжатия и сжатие при работающем двигателе).
Если более высокая степень сжатия обеспечивает лучшую производительность и лучшее сгорание, в результате последний становится более горячим. Кто говорит о горячем сгорании, тот говорит, что обязательно появление NOx, которые не следует путать с мелкими частицами. Nox — ядовитый газ, который особенно раздражает легкие и способствует закислению воздуха Повышенная степень сжатия современных двигателей за счет наддува (турбо, компрессора), и я не говорю здесь о степени сжатия, влечет за собой появление впрыск под высоким давлением, чтобы иметь возможность впрыскивать достаточное количество топлива за короткое время. Действительно, тот факт, что больше сжатие, означает, что больше окислителя, поэтому необходимо компенсировать, впрыскивая больше топлива.
Следовательно, впрыск под высоким давлением позволяет лучше испарять топливо, а также впрыскивать достаточное количество.
Как вы уже догадались, чем выше степень сжатия двигателя, тем выше сопротивление используемых материалов, поршней, сегментов и т. д., которые необходимо откалибровать. Следовательно, двигатель с высокой степенью сжатия будет иметь потенциально более короткий срок службы, если он не будет соответствующим образом усилен. Те, кто касается этого параметра, получают предупреждение.
С другой стороны, потеря компрессии проблематична, поскольку вы будете потреблять больше и, возможно, будете выделять пары. Чем хуже сгорание, тем несгоревшие материализуются.Степень сжатия (увеличение) может привести к самовоспламенению или детонации. Если это действительно имеет место на дизельном двигателе (даже жизненно важно), то, с другой стороны, проблематично на бензиновых двигателях: искровое зажигание (которое, следовательно, должно контролироваться, а не «самозапускаться» сжатием газа). В итоге при повышении степени сжатия топливо может воспламениться само по себе до воспламенения от свечей зажигания и до полной сборки поршня… Результат очень плохой для механики.В этом и проявляется преимущество этанола во-вторых, у последнего более высокое октановое число, что расширяет пределы самовоспламенения. Поэтому проще использовать двигатели с высокой степенью сжатия без риска самовозгорания. Однако это не мешает давлению в камерах сгорания быть выше.Также читайте: Двигатель Infiniti с переменной степенью сжатия Этот тип двигателя является модным, поскольку он позволяет модулировать компрессию двигателя по мере необходимости и, следовательно, ограничивать потери и снижать расход. Таким образом, на низких оборотах обеспечивается большее сжатие, и наоборот, на высоких оборотах. Целью здесь является модуляция рабочего объема в соответствии с уровнем нагрузки и частотой вращения двигателя.