Степень сжатия

Литраж «С» двигателя равен площади сечения цилиндра, умноженной на пробег поршня. Это также разница между объемом камеры сгорания в Высшей Мертвой Точке «v» и в Низшей Мертвой Точке «V».

C = V – v

1. Термодинамический КПД в %

2. Степень сжатия

3. Теоретический термодинамический КПД

4. Реальный термодинамический КПД

5. Степень сжатия

6. Октановое число горючего

Теоретическая степень сжатия (или волюметрическое соотношение) есть соотношение между объемами камеры сгорания в мертвых точках, высокой и низкой.

Если С есть литраж, и «v» - объем камеры сгорания в Верхней Мертвой Точке, то мы имеем

V/v = (C + v)/v = теоретическая степень

Данные для двигателя Parilla TT 75 в качестве примера:

V = 60 см³

С = 100 см³

Теоретическая степень будет меняться в интервале примерно от 17,7 к 1.

На двухтактном двигателе сжатие начинается только после закрытия выпускного отверстия.

Пусть «V2» - это объем, вытесненный поршнем, с момента закрытия выпускного отверстия. Степень сжатия, измеренная, начиная от закрытия выпуска, называется реальной степенью сжатия.

Если мы вновь возьмем наш предыдущий пример, то «V2» теперь составляет только около 57 см³ и реальная степень сжатия меняется в интервале от 10 к 1. Из этого уже можно сделать вывод, что, чем более высокой является диаграмма выпуска, тем более незначительным может быть объем камеры сгорания. Термин «объем головы цилиндра» используется для обозначения объема камеры сгорания в Высшей Мертвой Точке, именно так мы и будем его употреблять.

Нужно также отметить, что реального в этой «реальной степени сжатия» только ее наименование – это геометрическая степень сжатия. Реально достигнутое значение иное из-за коэффициента наполнения цилиндра, что легко понять, зная, что сжатие заметно адиабатическое, что гораздо менее очевидно.

Небольшой опыт поможет нам это понять. Можно легко убедиться в этом, наблюдая, как нагревается велосипедный насос при его использовании. Этот нагрев объясняется сжатием газа. Нагрев существует также в двигателе; если бы сжатие выполнялось очень медленно, то калории, произведенные сжатием, имели бы время для рассеивания и мы получали бы изотермическое сжатие (т.е. сжатие при постоянной температуре), равное геометрическому сжатию.

В двигателе скорость этого процесса не позволяет осуществлять подобный теплообмен с внешней средой. Сжатие заметно адиабатическое (без обмена теплотой с окружающей средой). Действительное сжатие газов гораздо выше из-за того, что они нагреваются (до t порядка 200^о С). Это означает, что «реальная степень сжатия» от 2,5 к 1 в действительности меняется в интервале между 12 и 12,75 к 1.

Чем выше степень сжатия, тем больше давление на поршень. Двигатель с высокой степенью сжатия позволяет таким образом, получить важное сочетание наилучшей мощности при низком режиме.

Напротив, высокая степень сжатия ограничивает максимальный режим. Двигатели карта объемом 100 см³ имеют очень высокую степень сжатия, которая позволяет им получить очень пологую кривую. Несколько менее высокая степень сжатия может позволить двигателю набирать больше оборотов, даже если он несколько менее мощный.

1. Реальная степень сжатия

2. Вилка изменения

3. Геометрическая степень сжатия

Когда регламентация обусловливает минимальный объем головки цилиндра, многие думают, что выгодно находиться совсем близко к этому минимуму, сохраняя только запас прочности для того, чтобы нагар в конце пробега не сократил объем ниже необходимого минимума.

Действительно, опыт показывает, что наилучшие результаты иногда достаются с несколько более высоким объемом, который позволяет двигателю набирать больше оборотов на прямых участках, даже если эта конфигурация не соответствует наилучшей кривой мощности.

Поэтому стоит адаптировать степень сжатия к очертанию трассы. Большинство современных двигателей поставляются вместе с прокладками для головки, которые сделаны из латуни. Достаточно поменять толщину этой прокладки, чтобы адаптировать сжатие не нарушая регламента.