Что на самом деле влияет на степень сжатия двигателя?

Я всегда предполагал, что чем менее «квадратный» (или более «недоквадратный») мотоциклетный двигатель, тем выше степень сжатия, которую он может иметь.

Чтобы сохранить тот же рабочий объем в цилиндре, меньшее отверстие потребует большего хода, поэтому расстояние между верхней мертвой точкой (ВМТ) и нижней мертвой точкой (НМТ) будет больше.

Однако это не обязательно означает более высокую степень сжатия (CR):

CR = ( V_L + V_H ) / V_L

где V_L = объем цилиндра при ВМТ, V_H = диаметр цилиндра * ход поршня

Таким образом, объем цилиндра в ВМТ также влияет на степень сжатия; это не просто ход (который влияет на V_H).

предположительно, чем выше степень сжатия, тем выше должно быть октановое число вашего топлива. Но со всей нашей продвинутой электроникой EFI и опережения зажигания это все еще проблема?

EFI или нет, топливо есть топливо; физика самовоспламенения не меняется. В случае бензиновых/бензиновых двигателей детонация остается проблемой, поэтому существует предел тому, сколько CR может быть спроектировано в бензиновом двигателе.

Проще говоря, степень сжатия двигателя — это отношение объема цилиндра с поршнем в нижнем положении (позиции 1 и 4 на рисунке ниже) к объему того же цилиндра с поршнем в верхнем положении (положение 2). и 3 на картинке ниже).

Итак, в основном объем цилиндра с поршнем в нижнем положении - это объем топлива и воздуха, которые цилиндр может проглотить (на такте впуска).

Затем эта смесь сжимается до гораздо меньшего объема (во время такта сжатия) перед воспламенением, и этот объем представляет собой объем цилиндра с поршнем в верхнем положении.

Соотношение 2 показывает, насколько сжимается топливно-воздушная смесь. Типично 9-10-кратное увеличение.

Теперь, что касается октанового числа, проще говоря, октановое число топлива — это его способность сопротивляться тому, что мы называем детонацией , когда топливо начинает гореть само по себе только потому, что его слишком сильно сжали и оно стало слишком горячим. При более высокой степени сжатия топливно-воздушная смесь сжимается больше и становится более горячей (это свойство газов).

Все, что делает электронная система управления двигателем, это то, что в случае детонации, что означает, что вы используете неправильное топливо, синхронизация двигателя будет замедлена, а топливно-воздушная смесь будет изменена, чтобы избежать детонации. Однако это не волшебство: топливно-воздушная смесь не будет оптимальной для двигателя, как и синхронизация. Двигатель будет производить меньше мощности, если использовать неправильное топливо, а управление двигателем делает свое дело.

Предупреждение лектор: я не инженер и не двигателестроитель. Я просто много читал.

Вы получили правильные описания статического CR. Но вы сформулировали вопрос с опасениями по поводу преждевременного зажигания и того, как на него влияют конфигурации с недостаточным или избыточным квадратом и качество топлива. К сожалению, никто не сможет ответить на ваши вопросы удовлетворительно.

Большинство людей указывают на расчетный статический CR как на показатель потребности в топливе и склонности двигателя к стуку, стуку, грохоту до смерти. Это эмпирическое правило, которое было верным для большинства приложений. Двигатели уже не те, что были раньше. Гораздо больше известно о расходе воздуха и распылении топлива и о том, как им управлять. Имеются программы для графической индикации завихрений и завихрений и траекторий воздушного заряда и распространения фронта пламени в динамических условиях.

Моя Fiesta ST выдает 190 л.с. с 1,6 л и турбокомпрессором. С легкой настройкой блока управления двигателем и без других изменений он выдает более 200 л.с. Только с модификациями с болтовым креплением он будет иметь мощность более 240 л.с. Решительные тюнеры достигают более 300 л.с. с серьезными изменениями. EcoTech 1.6 имеет статическую CR 10,5:1.

Всего десять лет назад двигатели Top Fuel выдавали 1000 л.с. на цилиндр. Сегодняшняя планка – 1388 л.с. на цилиндр. Этот ошеломляющий уровень HP достигается при статическом CR 6,5: 1.

Невозможно прямо сказать, что конкретный статический CR вызовет x, y или z. Вам нужно больше информации, чтобы иметь представление о личности двигателя. Я читал о двигателях Honda, созданных тюнерами, которые пригодны для эксплуатации на улицах с расчетным статическим коэффициентом реактивности 16:1.

Помимо статического CR есть еще и динамический CR. В то время как статическая CR может быть определена путем измерения объемов в ВМТ и НМТ, динамическая CR требует знания нескольких других измерений. Время газораспределения и скорость поршня, возможно, являются наиболее важными факторами, определяющими динамическую CR. Но есть и другие; включая температуру и барометрическое давление.

Даже обсуждение преждевременного зажигания в двигателях с избыточным или недостаточно квадратным сечением должно включать в себя нечто большее, чем диаметр цилиндра и ход поршня. Какой длины стержни? Какой клиренс закалки? Куполообразные поршни? Максимальная скорость поршня? Форма камеры сгорания? Положение свечи зажигания? Мультиклапан? Реверсивные и продувочные характеристики потока выхлопных газов? Длина впускных каналов?

Чтобы лучше понять преждевременное зажигание и взаимосвязь фаз газораспределения, опережения зажигания, соотношений A/F, форм поршня и купола, VE, BSFC, импульсов давления, продувки и т. д., прочитайте все, что вы можете найти по этому вопросу. Я особенно люблю статьи, написанные The Old One. Просто Google theoldone. Energy Dynamics — самое первое возвращение. Но я предупреждаю вас, для редуктора этот сайт - магазин сладостей.

На самом деле есть еще один фактор, который следует учитывать в дополнение к диаметру отверстия и ходу - размер пространства над поршнем, когда поршень находится в ВМТ, также является фактором. (это куполообразная область, которую вы видите внутри головки блока цилиндров, когда головка снята). Чем меньше это пространство, тем выше степень сжатия, даже если диаметр цилиндра и ход поршня одинаковы.

Подумайте об этом так... Допустим, у вас есть поршень, который перемещается из одной крайности в другую, и этот ход составляет 100 см3. Это смещение. Но головка блока цилиндров все еще имела дополнительное пространство над поршнем, когда поршень находится в ВМТ. Допустим, это пространство составляет еще 10 куб.см. Таким образом, общий объем пространства, когда поршень полностью опущен, составляет 110 куб. Ход поршня никогда не займет ВСЕ пространство (иначе сжатие было бы астрономически высоким).

В этом примере поршень будет сжимать весь воздух и газ, которые помещаются в пространство объемом 110 куб. см, до всего лишь 10 куб. см... соотношение 11:1...

Если бы пространство в головке цилиндров было больше, степень сжатия падала бы... Например, если бы пространство в головке цилиндров было 20 куб. см, а ход поршня по-прежнему смещает 100 куб. см, то: поршень сжимал бы весь воздух и газ который вписывается в пространство от 120 куб. См до всего 20 куб. Соотношение 120:20 = 12:2 = 6:1.

Еще один интересный фактор, который следует учитывать, заключается в том, что, несмотря на то, что общий объем в приведенном выше примере составляет 120 куб. см, поршень по-прежнему «вытесняет» только 100 куб. (а теперь инертный) газ, насколько это возможно, в цилиндре все еще остается 20 куб. См сгоревшего инертного газа, и к концу такта впуска поршень всосет 100 куб. , в нижней части такта впуска у него теперь есть смесь из 100 куб. см свежего воздуха и газа и 20 куб. свежего воздуха и газа, поэтому мы всегда ссылаемся на рабочий объем, а не на общий объем).

Меня часто забавляют обсуждения коэффициентов сжатия. Почему в двигателе с более низкой степенью сжатия показания компрессометра будут выше, чем в высокопроизводительном двигателе с высокой степенью сжатия? При обсуждении степени сжатия у вас есть Номинальная и Абсолютная. Номинальная степень сжатия рассчитывается как отношение общего объема цилиндра в нижней центральной части к общему объему цилиндра в верхней центральной части. Абсолютная степень сжатия рассчитывается от точки объема, в которой все клапаны закрыты (поскольку двигатель создает сжатие только тогда, когда все клапаны и/или порты закрыты) до объема цилиндра в верхней центральной части. Многие из высокопроизводительных двигателей имеют такое радикальное перекрытие клапанов, что они действительно не создают компрессию так долго, как мягко настроенный двигатель. Проблема "пинга"