Как увеличить степень сжатия двигателя?

Что такое степень сжатия двигателя

Степень сжатия является величиной, которая характерна для двигателей внутреннего сгорания. Степень сжатия двигателя является отношением полного объема цилиндра к объему камеры сгорания. Другими словами, это отношение объема пространства над поршнем во время его нахождения в НМТ (нижняя мертвая точка) к объему такого же пространства над поршнем при его нахождении в ВМТ (верхняя мертвая точка).

Стоит отметить, что понятие степени сжатия двигателя зачастую ошибочно принимается за показатель компрессии. Компрессия представляет собой максимальный уровень давления в цилиндре, которое создается в результате движения поршня из НМТ в ВМТ. Показатель компрессии принято измерять в атмосферах, тогда как степень сжатия выражается математически в виде определенного отношения. В качестве примера можно указать степень сжатия 11:1.

На самом деле показатель степени сжатия условно является разницей давлений в камере сгорания между моментом подачи топливно-воздушной смеси (или только дизтоплива для дизельных ДВС) в цилиндр и тем моментом, когда происходит воспламенение топливного заряда. Различные двигатели могут иметь разный параметр степени сжатия, что зависит от типа мотора и его конструктивных особенностей. Принято выделять низкую или высокую степень сжатия.

Читайте в этой статье

Увеличение степени сжатия: плюсы и минусы

Любой ДВС в основе имеет принцип воспламенения смеси воздуха и распыленного топлива в камере сгорания. Результатом сгорания смеси становится тепловое расширение газов, которые толкают поршень. Такая энергия толчка от поршня передается на коленчатый вал двигателя посредством работы КШМ, что означает преобразование сгорания топлива в полезную механическую работу.

Чем большим оказывается показатель степени сжатия двигателя, тем сильнее итоговое давление газов на поршень. Увеличение давления будет означать, что за один такт силовая установка способна выполнить больше механической работы. Если проще, то мощность и отдача от двигателей с большей степенью сжатия выше сравнительно с аналогами, которые имеют меньший показатель. Также необходимо добавить, что количество самого подаваемого топлива в моторах с большей степенью сжатия не увеличивается, при этом такой двигатель имеет больший КПД. Бензиновые двигатели могут демонстрировать показатель степени сжатия от 8 до 12. Что касается дизельных моторов и особенностей воспламенения смеси в таких агрегатах, степень сжатия дизеля выше и находится в рамках от 14 до 18 единиц.

Большинство современных моторов легковых автомобилей имеют высокую степень сжатия, так как двигатель становится мощнее и экономичнее. Топливно-воздушная смесь в таких ДВС сгорает более полноценно и равномерно, позволяя улучшить ряд характеристик двигателя во всем диапазоне оборотов. Главной особенностью моторов с высокой степенью сжатия является повышенная требовательность к качеству топлива. Для таких силовых агрегатов обязательно использование дорогих марок бензина с высоким октановым числом и солярки с необходимым цетановым числом. Большинство современных бензиновых ДВС предполагают использование топлива с октановым числом не ниже АИ-95 или АИ-98.

Доработка двигателя: изменение степени сжатия

Среди распространенных решений для форсирования двигателя или езды на более дешевом бензине является самостоятельное изменение объема камеры сгорания. Далее мы рассмотрим, как увеличить или уменьшить степень сжатия своими руками.

Если вы планируете форсировать двигатель, тогда степень сжатия нужно увеличить. Следует помнить, что увеличение закономерно приводит к тому, что детонационный порог будет снижен. Слишком высокая степень сжатия для двигателя будет означать, что устранить детонацию при помощи высокооктанового бензина, настройки УОЗ и других манипуляций не получится.

Стоит добавить, что более ощутимый прирост мощности способен обеспечить такой двигатель, который изначально был рассчитан на меньшую степень сжатия. Другими словами, больше мощности после тюнинга выдаст агрегат, штатно имеющий показатель 9:1 и доработанный до 10:1 сравнительно с мотором, который в стоке имел 12:1 и был форсирован путем увеличения показателя степени сжатия до 13:1.

Для прибавки мощности существуют такие способы:

• доработка ГБЦ и/или установка тонкой прокладки ГБЦ;
• расточка цилиндров и общее увеличение объема ДВС;

Необходимо учитывать, что при таком тюнинге существует риск встречи клапанов с поршнем. Перед началом работ необходимы детальные расчеты. В ряде случаев требуется замена поршней на такие, которые имеют увеличенные выемки под клапан. Фазы газораспределения также сбиваются, что потребует их последующей настройки.

Что касается расточки блока цилиндров, данный способ также требует замены поршней. Результатом становится увеличение рабочего объема ДВС и более высокая степень сжатия, так как объем камеры сгорания по отношению к увеличенному объему цилиндра не меняется.

Дефорсирование ДВС

Вполне очевидно, что после понижения степени сжатия двигатель будет дефорсирован. Делается такая доработка в том случае, если мощность двигателя отодвигается на второй план. Уменьшение степени сжатия позволяет эксплуатировать мотор на низкооктановом бензине без риска появления детонации, что и обеспечивает определенную экономию на разнице стоимости горючего.

Необходимо добавить, что подобное решение зачастую применяется на старых карбюраторных автомобилях. Что касается инжекторных авто с электронным блоком управления, в этом случае данный способ доработки настоятельно не рекомендуется.

Как поднять компрессию в двигателе и для чего это необходимо

Каждый автолюбитель при проведении тюнинга своего автомобиля преследует определенные цели. При совершенствовании двигателя целями являются или повышение мощности, или изменение данных в целях экономии средств за счет использования более дешевого вида бензина.

В данной статье речь пойдет о том, как поднять компрессию в двигателе, что из этого может получиться, а так же причины данного действия.

Причины для повышения компрессии в двигателе.

На протяжении некоторого времени после приобретения автомобиля, двигатель работает идеально, и никаких причин для того, чтобы заглянуть под капот, нет. Однако использование автомобиля не может происходить без проблем. И вот, автомобиль начинает употреблять немного больше топлива, чем ранее. Это является первой причиной для попытки повысить компрессию.

Второй причиной для совершенствования двигателя является желание повышения мощности при сохранении объема потребляемого топлива.

Решение повышенного употребления топлива вследствие потери компрессии

Итак, высокий расход топлива в большинстве случаев указывает на неправильную работу цилиндров. Вполне вероятна потеря компрессии.

1. Снижение производительности мотора;
2. Увеличенное потребление бензина/масла;
3. Из глушителя выходит темный, густой дым.

При помощи компрессометра проверяется степень сжатия, и выявляются возможные проблемы.

Причины сниженной компрессии:

• Поврежденные кольца поршня;
• Трещины в клапанах;
• Вышел срок использования свечей зажигания.

Устранение дефектов

Изначально необходимо проверить все возможные варианты неисправностей. За тем, после проведения соответствующей проверки, можно легко определить, как повысить компрессию в двигателе. Большинство попросту едут в автомастерские, но можно справиться и самостоятельно, так как увеличить компрессию не так уж сложно.

При частично разобранном двигателе и притирке клапанов можно легко повысить компрессию. Так же можно просто залить масла в цилиндр.

Улучшение мощности двигателя за счет увеличения степени сжатия

Степень сжатия двигателя с завода не установлена на максимальном уровне. Причина этого заключена в качестве топлива, не дающем повысить показатели на максимум, в противном случае можно получить детонацию, которая способна повредить двигатель. В таком случае необходимо точно знать, какая степень сжатия есть и будет, чтобы не навредить главной части автомобиля.

Если все же удалось провести повышение степени сжатия без риска для двигателя, в таком случае придется заправлять более качественным бензином. Однако разница в стоимости перекрывается уменьшением количества употребляемого топлива при увеличении мощности.

Способы изменения степени сжатия

Как увеличить степень сжатия? Существует несколько качественных методов.

1. Приобретение тонкой прокладки двигателя. Крайне опасный метод, в таком случае клапана могут соприкасаться с поршнями. При решении пойти на такой шаг, необходимо все точно рассчитать. Лучше, если будет установлен новый поршень, у которого более глубокая выемка для клапана. Придется так же перенастроить распределение газа.
2. Увеличивать объем цилиндров. Этот метод избавляет от необходимости приобретения новых поршней, но вызывает увеличение степени сжатия и объема двигателя.

Работающий двигатель приобретает функции насоса. Прибавим к этому факту нагревание воздуха, и получим увеличение компрессии. В среднем ее показатели больше показателей сжатия практически в полтора раза.

Увеличение степени сжатия смеси впоследствии может вызвать ее расширение, что крайне логично. При этом получаем выход большей мощности при сохранении объема потребляемого бензина. Во избежание детонации приходится использовать бензин с большим октановым числом.

1. Турбонагнетатель. Не изменяя объемов камеры сгорания так же можно увеличить давление. При запуске в работу нагнетателя начинается увеличенная подача воздуха. При изменении нагрузки на двигатель постоянно изменяется и уровень подаваемого воздуха. Все процессы происходят под контролем электроники, что устраняет все возможные риски для двигателя.

Последний метод является более желаемым для всех автомобилистов. Для увеличения мощности двигателя используются различные типы нагнетателей. Большую популярность данный вид приобрел у владельцев дизельных автомобилей.

Опасность использования бензина с отличающимся октановым числом

Заводы, производящие автомобили, устанавливают необходимые требования и настройки для корректной работы автомобиля. При изменении настроек стоит учитывать и возможные риски для двигателя. Так, изменение показателей качества топлива может так же навредить работе двигателя.

1. Сгоревшие клапана. Практически самая главная проблема, возникающая при использовании бензина с высоким октановым числом.
2. Нагар на свечах зажигания.
3. В случае использования топлива с низшим октановым числом придется столкнуться с не менее серьезной проблемой. Блок управления не сможет устранить детонацию.

В качестве вывода можно отметить, что лучше всего было бы оставить все настройки заводскими. При решении внести изменения в двигатель стоит взвесить все возможные риски остаться впоследствии без автомобиля. В случае переработки двигателя необходимы точные расчеты и лучшим выбором будет посещение специализированных автомобильных мастерских.

Повышение степени сжатия

Термический КПД двигателя ηt в значительной степени зависит от величины степени сжатия ε. Чем выше степень сжатия, тем меньше топлива используется для получения той же самой мощности, поэтому повышение степени сжатия — один из основных методов увеличения мощности двигателя. Термический КПД двигателя при увеличении степени сжатия увеличивается сначала быстро, а после значений степени сжатия 12-13 — несколько медленнее.

Увеличение степени сжатия ограничивается появлением детонации вследствие роста температуры рабочей смеси в конце хода сжатия, в результате чего двигатель перегревается, наполнение цилиндров бензовоздушной смесью ухудшается, износ основных деталей двигателя повышается в 2-3 раза. Сильная детонация может привести к прогоранию днища поршня. Практически предельное значение степени сжатия ограничивается октановым числом применяемого моторного топлива. Наиболее рациональным является форсировка двигателя до степени сжатия 9,8 — 10, что подтверждается опытом участия в спортивных соревнованиях в нашей стране и за рубежом. Указанные значения также типичны для двигателей, использующих распределительные валы с относительно коротким периодом впуска, подобные валам многих форсированных двигателей. При увеличении продолжительности такта впуска посредством установки распределительного вала с более длительным периодом впуска прирост мощности от степени сжатия становится еще более значительным.

Прирост мощности при увеличении степени сжатия можно определить по приведенной ниже таблице, показывающей приращение мощности двигателя от исходной величины при изменении степени сжатия. Для этого находят в таблице столбец с исходной степенью сжатия и колонку с новой предполагаемой степенью сжатия. Прочитанное значение в элементе таблицы покажет увеличение мощности в процентах.

исходная степень сжатия

новая степень сжатия

Данные таблицы базируются на механических степенях сжатия, определенных путем математических расчетов из фиксированного объема, а не на динамических степенях сжатия, которые будут увеличиваться при увеличении эффективности впуска. При улучшении наполнения цилиндра динамическая степень сжатия увеличивается подобно увеличению объема цилиндра, т.к. в цилиндр будет поступать больше воздуха и топлива.

Практически увеличение степени сжатия не всегда приводит к увеличению мощности. Если статическая (подсчитанная ) степень сжатия уже находится около предела детонации для используемого топлива, ее дальнейшее увеличение может ухудшить мощность и/или надежность двигателя. Это особенно справедливо, когда достигнут коэффициент наполнения цилиндра больше 1. К тому же, когда коэффициент наполнения цилиндра больше 1, поступившая смесь находится под небольшим положительным давлением, однако, она может заполнить только пространство в цилиндре плюс пространство в камере сгорания. Однако если мы увеличиваем степень сжатия путем уменьшения объема камеры сгорания или путем увеличения выпуклости поршня, то общее количество бензовоздушной смеси, которую может принять цилиндр, уменьшится на эту величину, и, как следствие, при увеличении степени сжатия ухудшается наполнение цилиндров. Чем лучше наполнение цилиндров (полученное турбиной, насосом, полировкой каналов, изменением фаз газораспределения и т.д.), тем меньше будет требуемая степень сжатия.

Замеренное компрессометром давление в цилиндре в конце такта сжатия может быть пересчитано в степень сжатия по формуле: ε= (Pc +3.9)/1.55, где Pc — давление, замеренное компрессометром, кг/с м² . Разница значения компрессии в разных цилиндрах не должна превышать 0.5 — 1 кг/с м² .

Практически степень сжатия двигателя зависит от объема камеры сгорания, размера и формы поршня и его хода. Так, для двигателей УЗАМ 3313 и 3318, имеющих одинаковый диаметр цилиндра и ход поршня и одинаковую головку блока цилиндров, за счет изменения формы поршня степень сжатия изменяется с 7.6 в двигателе УЗАМ-3313 до 9.2 в двигателе УЗАМ-3318, что приводит к увеличению максимальной мощности с 85 до 90 л.с., а максимального крутящего момента с 135 н/м до 145 н/м.

Наиболее просто увеличить степень сжатия двигателя можно фрезеровкой головки блока цилиндров, что позволяет уменьшить объем камеры сгорания. При этом необходимо следить за тем, чтобы при открывании клапана он не ударял по днищу поршня во всем диапазоне частот вращения двигателя (т .к. пружины клапанов имеют определенную инерцию), и при необходимости выполнить в поршне проточки под клапаны.В двигателях с чугунным блоком цилиндров возможна также фрезеровка поверхности блока цилиндров, сопрягаемой с головкой блока, самостоятельно или вместе с фрезеровкой поверхности головки блока цилиндров.

Ниже в таблице показана зависимость степени сжатия двигателя УЗАМ-412 от глубины фрезерования головки блока цилиндров:

Как увеличить степень сжатия двигателя?

Сообщение 28 мар 2008, Пт 10:42

Панк писал(а): Вообщем сабж. Верно-ли утверждение, что чем больше степень сжатия тем больше мощьность?

Планирую получить около 11,5-12:1 против стоковых 9:1 будут-ли изменения в динамике?

Что нужно усилить?

Мотор Атмо на базе блока D15, ГБЦ от D16Z6.

Сообщение 28 мар 2008, Пт 10:44

Сообщение 28 мар 2008, Пт 11:46

Сообщение 28 мар 2008, Пт 12:42

Сообщение 28 мар 2008, Пт 18:13

Мои мысли на этот счет такие.

Теория.
Чем выше СЖ, тем выше КПД и выше отдаваемый момент. посему, при увеличении СЖ растет макс момент и что самое приятное — экономия топлива. к тому же, при повышении СЖ смесь горит быстрее (приближаясь к порогу детонации), что позволяет продуктивно крутить мотор до более высоких оборотов и снимать, соответственно, бОльшую мощность при прочих равных. но пирожки не бесплатные. увеличение СЖ заставляет переходить на более высокооктановый бензин, который по сути своей природы (технологии производства) по обыкновению является такми же как и низкооктановый, но в котором больше антидетонационных присадок, которые по идее не только снижают скорость горения но еще и паравозом снижают удельное тепловыделение (а это снижает КПД). тоись, если при повышении СЖ удалось остаться на той же марке бензина что и прежде, то это супер. но обычно приходится переходить октаном выше. далее. если мозги имеют в стоке датчик детонации, то работа на более высокой степени сжатия может распознаться стоковым мозгом как работа в режиме детонации и он запозднит зажигание согласно своим установкам, лишив нас всех преимуществ, которых мы пытаемся добиться. по этому данный момент тоже нужно предусмотреть. хотя на Д-моторе вроде как нет ДД, так что тебе с этим париться не нужно, главное, чтоп не звенело в реале. Еще. как уже сказали, температура газов в цилиндрах заметно повышается. это требует более тщательной настройки момента зажигания и фаз клапанов. отклонения УОЗ от оптимальных значений могут привести либо к сильной детонации, либо к значительному перегреву выдоха и прогаранию клапанов.

Из практики. я сейчас себе вал подкрутил шестеренкой чуток и базовый угол зажигалова пораньше сделал, но это все на глаз. Чуть позже, как полегче с деньгами станет, да и на лето переобуюсь, поставлю программируемое электронное зажигание вместо механического трамблера и на дороге поточнее отстроюсь по акселерометру. тогда точно смогу сказать, какие отличия и куда.

Опытные данные:
По данным замера на стенде у Димы момент вырос со 120Нм примерно до 130Нм. но это гросс и с неисправным трамблером.

Сообщение 28 мар 2008, Пт 18:24

Сообщение 28 мар 2008, Пт 22:48

Сообщение 29 мар 2008, Сб 0:50

да не будет 200 сил нихрена -это надо супер-пупер железяки ставить типа Висеко либо буст до 0,7 как минимум.

У меня в чом тема -Сейчас у меня есть все для свапа на ОБД1 и Втек, т.е. впуск, трамблер, форсунки, голова, мозг, шатуны и поршни горбатые.

Но чтоб дунуть в рамках приличия надо ставить ковку шатуны и поршни. Колено я похоже 45 нашел. Но! смысл щас собирать турбо-низ мотора если улитки нет, кулеров нет, колектора и даунпайпа нет. Причом это лаванды такой нормальной стоит, а у меня по машине работ еще дофига -одна кузовня чего стоит.

Вот я и подумал, что на этот сезон я полюбасу хочу сделать атмо на стоковом выпуске, но зажать его немного. При этом к следующему уже поднакупить железяк и превратить в турбо.

Без машины никак не хочу оставаться поэтому долгострой не хотелось-бы.

Сообщение 29 мар 2008, Сб 0:59

Панк писал(а): да не будет 200 сил нихрена -это надо супер-пупер железяки ставить типа Висеко либо буст до 0,7 как минимум.

У меня в чом тема -Сейчас у меня есть все для свапа на ОБД1 и Втек, т.е. впуск, трамблер, форсунки, голова, мозг, шатуны и поршни горбатые.

Но чтоб дунуть в рамках приличия надо ставить ковку шатуны и поршни. Колено я похоже 45 нашел. Но! смысл щас собирать турбо-низ мотора если улитки нет, кулеров нет, колектора и даунпайпа нет. Причом это лаванды такой нормальной стоит, а у меня по машине работ еще дофига -одна кузовня чего стоит.

Вот я и подумал, что на этот сезон я полюбасу хочу сделать атмо на стоковом выпуске, но зажать его немного. При этом к следующему уже поднакупить железяк и превратить в турбо.

Без машины никак не хочу оставаться поэтому долгострой не хотелось-бы.

Сообщение 29 мар 2008, Сб 1:02

На восьмерке это не 76 бензин часом?

Сообщение 29 мар 2008, Сб 1:08

Сообщение 31 мар 2008, Пн 3:56

Сообщение 31 мар 2008, Пн 6:16

Сообщение 31 мар 2008, Пн 6:59

Сообщение 31 мар 2008, Пн 9:03

Вот так вот просто раз и КПД 1-2%. а 2.5% может быть. а 0.5%. и насколько при этом нужно СЖ увеличить. может на 0.5. или на 5.

К тому же, мощности увеличение СЖ практически не прибавляет. ибо мощность — это сохранение высокого момента на как можно высоких оборотах. и она, мощность, зависит только от наполняемости цилиндров на этих самых высоких оборотах (еще от правильности и надежности воспламенения смеси). от увеличения СЖ в первую очередь идет выигрыш по моменту и топливной эффективности, тоись как раз и есть КПД. а вспоминая слова «пуляет момент, а мощность это то, насколько долго он пуляет» приходим к выводу — СЖ пуляет, а насколько долго она будет пулять, определяет голова и вдох/выдох. ибо на низких оборотах момент зависит в основном только от объема и СЖ, качество головы, вдоха/выдоха на момент практически никакого влияния не оказывают, ибо на низких и средних оборотах хорушую наполняемость можно обеспечить даже на совершенно бездарной голове и вдохе/выдохе. а вот с ростом оборотов как раз и будет уже проявляться весь талант инженера, проектировавшего голову с валами и порты вдоха/выдоха. нет таланта — нет мощности и СЖ никакая не поможет. а внизу наоборот, если нет СЖ, то никакая волшебная голова и валы тебе моменту не добавят, хотя убавить его они могут запросто, но мы такой вариант рассматривать не будем в силу очевидности.

Причем тут мой трамблер и мое зажигание если мы говорим про СЖ. а количество смеси это еще не все. если одно и то же количество смеси сжать до степени 8 и поджечь, получим одно количество момента. если это же количество момента сжать до 14 и поджечь, получим другое количество момента. но в обоих случаях смесь нужно будет поджигать с разным опережением, ибо скорость горения смеси в обоих случаях будет разная. а если поджечь невовремя, то никакой прибавки момента во втором случае мы не получим, а может и наоборот даже, в минус уйдем. надеюсь, этот момент для тебя понятен и объяснений не требует.

А вообще, если никому не интересны мои «измышления», могу их впредь держать при себе. я себе мотор уже построил, с момента переделок он пробежал уже не одну десятку тысяч, жив-здоров и много кого делает из однокласников и даже выше литражом, хотя пробег у него уже «за 300», при всем при том имея отличные показатели экономичности. а вы уж сами свои моторы стройте, мешать вам больше не буду.