Что будет если уменьшить камеру сгорания двигателя
Как увеличить степень сжатия и что это дает
| Двигатели ВАЗ имеют различную степень сжатия. Например, на Ниве 4x4 степень сжатия мотора ВАЗ 21213 около 9,4. Большую степень сжатия (11) имеет более современный двигатель ВАЗ 21127, который ставится на Гранту, Калину и Приору. Разбираемся, что такое степень сжатия, зачем ее пытаются увеличить и стоит ли это делать. |
Что такое степень сжатия и как ее определить
Степень сжатия (обозначается греческой буквой ε) - это отношение полного объема цилиндра Vn к объему камеры сгорания Vc. Степень сжатия показывает, во сколько раз уменьшается объем смеси или воздуха, находящихся в цилиндре, при перемещении поршня от НМТ к ВМТ. В бензиновых двигателях степень сжатия находится в пределах 6-12, дизельных – 12-23. Чтобы рассчитать степень сжатия рекомендуется использовать специальные онлайн калькуляторы. Не стоит путать ее с компрессией. Компрессия зависит от степени сжатия (обычно она больше в 1,4 раза), а степень сжатия от компрессии — нет.На что влияет степень сжатия
Повышение степени сжатия в общем случае увеличивает мощность двигателя, повышает его КПД и способствует снижению расхода топлива.С другой стороны, увеличение степени сжатия способствует появлению детонации. Чтобы этого избежать, необходимо использовать бензин с более высоким октановым числом. Кроме этого при поднятии степени сжатия повышается токсичность отработавших газов и нагрузка на детали кривошипно-шатунного механизма.
Таблице примерного увеличения мощности двигателя при повышении степени сжатия:
| с 8 до 9 | 2,0% |
| с 9 до 10 | 1,7% |
| с 10 до 11 | 1,5% |
| с 11 до 12 | 1,3% |
| с 12 до 13 | 1,2% |
| с 13 до 14 | 1,1% |
| с 14 до 15 | 1,0% |
| с 15 до 16 | 0,9% |
| с 16 до 17 | 0,8% |
Таблица: степень сжатия и октановое число бензина. Примерная зависимость.
| от 9 до 10.5 | АИ 92 |
| от 10 до 12.5 | АИ 95 |
| от 12 до 14.5 | АИ 98 |
Как повысить степень сжатия
Самый простой способ поднять степень сжатия - это уменьшить объем камеры сжатия. Для этого следует прошлифовать нижнюю плоскость головки цилиндров (уменьшив ее высоту).Также на степень сжатия влияет установка тюнинг распредвала, который позволяет улучшить геометрические показатели степени сжатия за счет запаздывания закрытия впускных клапанов.
Когда нужно увеличивать степень сжатия
Эксперты журнала ЗаРулем решили проверить, как на двигатель повлияет повышение степени сжатия. В эксперименте принимал участие двигатель ВАЗ-2111, который имеет степень сжатия - 9,8. После чего прошлифовали нижнюю плоскость головки цилиндров сначала на 2 мм, а затем на 4 мм. Установили на стендовый мотор и сняли моментные характеристики. Результаты испытаний представлены в таблице:| Нижняя плоскость ГБЦ без изменений | 9,8 (штатная) | - | - |
| Нижняя плоскость ГБЦ - 2 мм | 11 (+1,2) | +4% | |
| Нижняя плоскость ГБЦ - 4 мм | 12,6 (+2,8) | +9% | 4,5% |
Но стоит учитывать, что после поднятия степени сжатия следовало бы использовать бензин с более высоким октановым числом. Тогда результаты были бы немного лучше.Чтобы получить заметный прирост мощности рекомендуется подходить к вопросу тюнинга атмосферного двигателя комплексно. Кстати, если Вы решили установить турбину, тогда степень сжатия нужно, наоборот, уменьшить. А Вам приходилось менять степень сжатия? Какой эффект получили в итоге?
|
Стоит ли менять степень сжатия для тюнинга двигателя? |
Приходилось ли вам менять степень сжатия двигателя? |
xn--2111-43da1a8c.xn--p1ai
Увеличение степени сжатия
Для того, чтобы немного разобраться в этом вопросе, необходимо кое-что знать о бензинах, а также владеть некоторыми недокументированными техническими данными двигателя УД2.
Октановое число бензина |
Степень сжатия двигателя |
А-72 |
5,5 - 6,0 |
А-76 |
7,2 - 7,4 |
А-80 |
7,5 - 8,0 |
А-92 |
8,2 - 9,5 |
А-95 |
9,5 - 11 |
Из недокументированных техданных нам нужны следующие:
Объём цилиндра – 305,208 см3
Толщина прокладки головки цилиндра – 1,5 мм
Площадь прокладки головки цилиндра – 80 см2
Дополнительный объём от прокладки головки цилиндра – 12 см3
Объём камеры сгорания – 72 см3
Максимальный выход тарелки клапана – 9 мм (перед фрезеровкой головки необходимо замерить, так как этот показатель зависит от конкретного двигателя)
В интеренете мне довелось увидеть такое определение степени сжатия: «Степень сжатия – это отношение между максимальным объемом цилиндра и минимальным». И вот здесь надо было бы и поставить точку! Но нет, автор этих великих строк пошёл дальше и всё опошлил: «Или, другими словами, отношение полного объёма цилиндра (то есть объёма цилиндра плюс объёма камеры сгорания) к объёму одной лишь камеры сгорания...»
Даже Википедия даёт ошибочное определение степени сжатия. Вначале всё вроде бы хорошо: «Степень сжатия – отношение объёма надпоршневого пространства цилиндра двигателя внутреннего сгорания при положении поршня в нижней мёртвой точке (НМТ, полный объем цилиндра) к объёму надпоршневого пространства цилиндра при положении поршня в верхней мёртвой точке (ВМТ), то есть к объёму камеры сгорания». А надо без всяких «то есть», ибо топливо сгорает в объёме, состоящем из объёма камеры сгорания + объёма, который дополняет прокладка головки, в нашем случае цилиндра!
При положении поршня в НМТ объём, расположенный над ним, состоит из трёх объёмов - объёма цилиндра (отмечен жёлтым), объёма, создаваемого прокладкой (отмечен салатовым) и объёма камеры сгорания (отмечен розовым). В нашем случае это: 305,208 см3 +12 см3 +72 см3 = 389,208 см3.
При положении поршня в ВМТ объём, расположенный над ним, состоит из двух объёмов - объёма, создаваемого прокладкой (отмечен салатовым) и объёма камеры сгорания (отмечен розовым). В нашем случае это: 12 см3 +72 см3 = 84 см3.
Тут не следует вешать на лицо сардоническую улыбку - хотя прокладка головки цилиндра УД2 имеет довольно экзотичную форму, но всё же подсчитать её площадь можно, положив на лист миллиметровки или обычный лист в клетку. Можете не повторять сей аттракцион - всё уже подсчитано: 80 см2! Если теперь умножить эту цифру на 0,15 (толщина прокладки в см), то получим 12 см3. А это, согласитесь, не мало, и пренебрегать таким объёмом не стоит, так как это аж 1/6 часть от объёма камеры сгорания! Даже если предположимть, что прокладка сожмётся при затягивании головки цилиндра и её толщина уменьшится до 1 мм, то даже и в этом случае объём, дополняемый ею составит 8 см3. Конечно, при огромных объёмах двигателя и камер сгорания, скажем КамАЗа, объём, обусловленный прокладкой можно не учитывать, но только не в нашем случае.
Отсюда степень сжатия УД2: 389,208 / 84 = 4,633, при толщине прокладки 1 мм - 4,8151, но никак не 5,5, как указано в инструкции!
Тут я хочу обратить внимание на тот факт, что двигатель УД2 изначально был «заточен» под 66-ой бензин. Но это ещё не все особенности УД2. Имея столь низкую степень сжатия этот легендарный движок заводится (я обращаю внимание на термин «заводится», а не «продолжает работать»!) на техническом спирте, уайт-спирите и даже на ацетоне! Была даже модификация, рассчитанная на работу на керосине! Найдите мне немца, американца, японца или китайца, который бы остался жив от такой отравы! А УД2 заводится и работает!
А сейчас мы льём в него А-80. При такой степени сжатия на таком бензине хорошей работы дождаться трудно. Что делать? Надо увеличить степень сжатия.
Для этого необходимо:
1. Отфрезеровать головки цилиндров
2. Нарезать дополнительные канавки на поршнях для компрессионных колец.
3. Выбросить штатные прокладки головки цилиндров и вместо них применить пищевую фольгу (три слоя).
Фрезерование головки цилиндра на... |
Уменьшает объём камеры сгорания на... |
Повышает степень сжатия до... |
Формула расчёта |
1мм |
8 см2 |
5,7688 (5.8) |
(305,208+64)/64 |
1,5 мм |
12 см2 |
6,0868 (6,1) |
(305,208+60)/60 |
2 мм |
16 см2 |
6,4501 (6,5) |
(305,208+56)/56 |
2,5 мм |
20 см2 |
6,8694 (6,9) |
(305,208+52)/52 |
3 мм |
24 см2 |
7,3585 (7,4) |
(305,208+48)/48 |
Фрезеровать на 2,5 мм можно совершенно спокойно - советский ВПК это выдержит с честью. Что касается 3 мм, тут подход должен быть индивидуальный. Головки попадаются разные. Некоторые шлифовать можно. Надо смотреть на толщину головки цилиндра и глубину камеры сгорания в проекции клапанов - важно, чтобы этот показатель был не меньше 10 мм.
Отфрезерованная головка второго цилиндра. Объём камеры сгорания - 56 см3.
Нарезание дополнительных канавок по компрессионные кольца осуществляется вот так:
Старые канавки следует оставить пустыми. Кстати, новые канавки можно нарезать под кольца «Запорожца» и поршень станет унифицированным.
В качестве прокладок следует использовать пищевую алюминиевую фольгу, из которой надо вырезать 3 прокладки на цилиндр по образцу «родной».
Кстати, несколько слов о методике изготовления прокладок из алюминиевой фольги. Это чтобы сразу не загубить весь рулон.
Вам потребуется:
Две «родные» прокладки головки цилиндра
Восемь винтов с гайками М8 и шестнадцать шайб
Писчая бумага, четыре листа размером А5 (половинка от обычного листа писчей бумаги А4)
Алюминиевая фольга для запекания мяса
Перовое сверло диаметром 8 мм
Маникюрные ножницы с загнутыми концами
Надо сделать такой «слоёный пирог»:
Родная прокладка головки цилиндра
Лист бумаги размером А5
Три слоя фольги (аккуратно расправить, не допускать «морщин»)
Два листа бумаги размером А5
Три слоя фольги (аккуратно расправить, не допускать «морщин»)
Лист бумаги размером А5
Родная прокладка головки цилиндра
Сначала с полученного «пирога» убираем верхнюю прокладку головки цилиндра, ладонью прижимаем полученный «сэндвич» к столу и пальцем осторожно находим нижнее левое отверстие в нижней прокладке головки цилиндра. Нажимаем, чтобы получилась небольшая вмятина. После этого накладываем верхнюю прокладку головки цилиндра, совмещаем соответствующее отверстие в ней с полученной вмятиной и осторожно (руками!) просверливаем перовым сверлом отверстие. Вставляем винт с шайбой и закручиваем гайку (тоже с шайбой). Потом также делаем вмятину в другом месте, лучше по диагонали, опять просверливаем отверстие и скрепляем винтом с гайкой. Теперь конструкция стала жёсткой и следует по очереди просверлить оставшиеся отверстия и затянуть их винтами с гайками. Вырезать прокладки лучше маникюрными ножницами. После окончания работы получаем два набора прокладок по 3 штуки. Ставить их на цилиндр лучше вместе с «родной» прокладкой (она будет сверху), которую потом следует удалить
После указанной выше модернизации мощность двигателя заметно подросла. К сожалению, я не могу назвать точных лошадиных сил, поскольку не владею методом определения мощности двигателя. Несколько сократился и расход топлива, что тоже объективизировать трудно. Однако одно могу утверждать точно - двигатель работает более ровно, заводится легко, держит холостые хорошо. Так что повышение степени сжатия считаю делом нужным и полезным.
Выше я описал несложный метод повышения степени сжатия. Но это не всё. Можно повысить степень сжатия и до 8 и заставить работать наш движок на 92-ом бензине. Если интересно - садитесь в кружок...
Когда я говорил, что глубина головки цилиндра в месте проекции клапана должна быть не менее 10 мм, я несколько кривил душой. Дело в том, что наша задача - не дать клапану соприкоснуться с крышкой. Подъём тарелки клапана на разных двигателях составляет от 7 до 11 мм, и в принципе именно этот показатель определяет, на сколько миллиметров можно фрезеровать головку цилиндра, и можно ли её фрезеровать вообще (ну и сама головка тоже может быть и толще и тоньше - тут ГОСТ не указ). Но на самом деле это не совсем так. Дело в том, что для нормальной работы выпускной системы вполне достаточно и семимиллиметрового подъёма тарелки клапана. А теперь давайте помыслим, ну хотя бы ради процесса - а что влияет на высоту подъёма тарелки клапана? Длина клапана - нет! Зазор - нет! Высота цилиндра - нет! Распредвал? - Да! Именно высота эксцентриков распредвала. Мысль уловили? Нет? Тогда подсказываю - надо уменьшить высоту эксцентриков распредвала. Исходно они... совершенно разные - от 7 до 11 мм! Следует уменьшить их до 7 мм. Этим мы снимем ограничения на фрезеровку головки цилиндра.
У этого распредвала высота эксцентриков (расстояние от поверхности вала до самой высокой точки эксцентрика) такая: 1 - 11 мм, 2 - 7 мм, 3 - 10 мм, 4 - 8 мм! Поэтому и высота подъёма тарелок клапанов разная.
А можно ли «заточить» старенький УД2 под 92-ой бензин? Можно. Вот таблица соответствия объёма камеры сгорания и степени сжатия.
Объём камеры сгорания |
Степень сжатия |
45 см2 |
8,097 |
44 см2 |
7,936 |
43 см2 |
8,097 |
42 см2 |
8,266 |
41 см2 |
8,444 |
40 см2 |
8,630 |
39 см2 |
8,826 |
38 см2 |
9.032 |
37 см2 |
9,248 |
38 см2 |
9,478 |
Таким образом, объём камеры сгорания меньше 42 см3 будет соответствовать бензину с октановым числом 92. На практике нам не удастся сделать камеру сгорания меньше 40 см3, что собственно говоря и не нужно. Как рассчитать на сколько следует фрезеровать головку цилиндра?
Сначала нужно завернуть в головку свечу, перевернуть её и влить такой объём керосина (только не воды!) в миллилитрах, какой хотите сделать камеру сгорания. А потом измерить штангелем расстояние от уровня жидкости до края головки. Полученная цифра и будет указывать на то, столько нужно сфрезеровать.
Ну как? Ферштейн?
* * *
www.c2n.ru
Степень сжатия дизельного двигателя – что нужно знать? + Видео » АвтоНоватор
Знаете ли вы, как работает сердце вашего автомобиля – двигатель? Какие процессы происходят, когда вы давите на педаль газа или когда переключаете скорости? Не стоит открещиваться от этих знаний – чем лучше вы узнаете свой автомобиль, тем раньше почувствуете возможную неисправность. Одна из важных характеристик – степень сжатия двигателя.
Изучаем теорию – что происходит внутри камеры сгорания?
Степень сжатия в теории – это соотношение объема в пространстве над рабочим поршнем в момент, когда он проходит нижнюю мертвую точку, к объему в камере над поршнем в момент прохождения верхней мертвой точки. Это определение выражает разницу давления в самой камере сгорания в момент, когда происходит впрыск топлива в цилиндр.
В повседневной жизни часто путают степень сжатия с другим понятием, а именно с компрессией дизельного двигателя, однако на практике это два разных термина. Компрессия – это наибольшее давление поршнем в цилиндре на момент его прохождения от нижней мертвой точки к верхней. Эту величину измеряют в атмосферах.
Степень сжатия измеряют математическим соотношением, к примеру, 19:1. Для дизельных двигателей наилучшим считается соотношение в рамках от 18 до 22 к 1. При такой степени сжатия сердце автомобиля будет работать наиболее эффективно. Использование топлива связано напрямую со степенью сжатия. Чем больше давление поднимается в камере и больше сжатие, тем экономичней будет расход топлива, при этом полученная мощность может увеличиваться.
Степень сжатия на практике – как это происходит?
Сгорание топливной смеси в двигателе происходит при взаимодействии смешанных паров топлива и воздуха. При возгорании смеси происходит ее расширение, в результате чего увеличивается давление в камере. Коленчатый вал при этом выполняет обороты, соответственно двигатель выполняет один такт полезной работы. В наше время уже практически не выпускаются дизельные двигатели с низкой степенью сжатия, так как в этом нет необходимости, также и низкооктановое топливо практически исчезло с рынка. Все стремятся к более экономичным и высокооборотистым двигателям с большей степенью сжатия.
Увеличения степени сжатия можно добиться за счет уменьшения камеры сгорания дизельного двигателя. Но при таких изменениях инженерам на заводах приходятся искать компромиссное решение, потому что нужно сохранить давление в камере, а также уменьшить объем сжигания топлива. Одним из способов увеличения сжатия является расточка блоков головки цилиндра – степень сжатия при этом увеличивается, а объем сгорания топлива в камере уменьшается. При этом цилиндр сохраняет свой рабочий объем, и объем двигателя не меняется.
Изменение степени сжатия – как улучшить показатели?
В наше время инженеры нашли альтернативный способ повысить давление в камере сгорания – это установка турбо-нагнетателя. Установка данного устройства приводит к увеличению давления в камере внутреннего сгорания, при этом объемы самой камеры изменять не нужно. Появление подобных устройств привело к существенному увеличению мощности, вплоть до 50 % от изначальных цифр. Достоинством нагнетателей является возможность их установки своими руками, хотя лучше всего поручить эту задачу специалистам.
Принцип работы нагнетателей всех типов сводится к одному простому действию, которое понятно даже детям. Мы знаем, что мотор автомобиля работает благодаря постоянному сгоранию топливно-воздушной смеси, поступающей в цилиндры двигателя. Производители устанавливают оптимальное соотношение поступающих в цилиндры топлива и воздуха – последний попадает в камеру сгорания благодаря созданию разреженной атмосферы на такте впуска. Нагнетатели же позволяют в тот же объем камеры сгорания подать на впуске больше горючего и воздуха. Соответственно, увеличивается количество энергии при сгорании, растет мощность агрегата.
Однако автолюбителям не стоит увлекаться чрезмерным увеличением исходных показателей своего «железного коня» – при возрастании количества тепловой энергии увеличивается и амортизация деталей двигателя.
Быстрее прогорают поршни, изнашиваются клапаны, выходит из строя система охлаждения. Причем если турбонаддув можно установить своими руками, то ликвидировать последствия этого эксперимента далеко не всегда возможно даже в хорошей автомастерской. В особо неудачных случаях модернизации авто его «сердце» может попросту взорваться. Вряд ли нужно объяснять, что страховая компания откажется выплачивать вам какие-либо компенсации по этому прецеденту, возложив всю ответственность исключительно на вас.
В дизельных двигателях отсутствует дроссельная заслонка, в результате этого появилась возможность лучше и эффективней наполнять цилиндры независимо от оборотов. На очень многих современных автомобилях устанавливают такое устройство, как интеркулер. Он позволяет увеличить массу наполнения в цилиндрах на 20 %, что и поднимает мощность двигателя.
Увеличенное давление степени сжатия дизельного двигателя не всегда носит положительный характер и не всегда поднимает его мощность. Рабочая степень сжатия может находиться уже возле своего предела детонации для данного типа топлива, и дальнейшие её увеличение способно снизить мощность и время работы двигателя. В современных автомобилях давление в камере сгорания постоянно находится под управлением и контролем электроники, которая быстро реагирует на изменения работы в двигателе. Прежде, чем выполнить какие-либо операции по увеличению параметров современного «железного коня», обязательно проконсультируйтесь со специалистами.
carnovato.ru
Способ повышения кпд двигателя увеличением степени сжатия и сокращением угла опережения зажигания
Изобретение относится к области двигателестроения. Техническим результатом является повышение КПД двигателя. Сущность изобретения заключается в том, что в бензиновом двигателе с увеличенной степенью сжатия фазу выпуска заканчивают за несколько градусов до ВМТ, а два впускных клапана, бензиновый и воздушный, имеют разные фазы. При этом воздушный клапан открывают до ВМТ, а бензиновый клапан открывают через несколько градусов после ВМТ, препятствуя проходу бензина в систему выпуска, так как продувка камеры сгорания производится не горючей смесью, а воздухом. 1 ил.
Область техники, к которой относится изобретение, - это двигателестроение бензиновых двигателей.
Уровень техники
Известно, что при повышении степени сжатия возникает детонация в цилиндрах двигателя. Для устранения этого недостатка используется бензин с повышенным октановым числом. Чем выше степень сжатия, тем выше октановое число топлива.
Сущность изобретения
Для понимания сущности изобретения надо понять, что происходит в двигателе при опереженном зажигании и при позднем зажигании. При опереженном зажигании возникает детонация, сопровождающаяся стуком в двигателе и резким повышением шума выпуска. Стук в двигателе появляется потому, что горение заряда происходит в уменьшающемся объеме, при этом скачкообразно увеличивается скорость горения заряда, таким же образом увеличивается объем газов и температура газов. Горение заряда заканчивается до прихода поршня в верхнюю ВМТ. Так как температура газов повышена, повышен и объем газов, скорость выхода газов из цилиндра увеличивается, увеличивается их инерционность на столько, что в конце фазы выпуска, то есть в момент открытия впускного клапана давление в цилиндре значительно ниже давления во впускном коллекторе. Поэтому горючая смесь очередного заряда, за время продувки успевает проскочить в выпускной коллектор и далее в систему выпуска, где, сгорая, резко повышает шум выпуска и сопротивление в системе выпуска. При позднем зажигании горение происходит в уменьшающемся объеме, но уменьшение объема происходит медленнее, поэтому горение заряда замедляется после прохода ВМТ, горение продолжается уже в увеличивающемся объеме, и горение заряда замедляется еще больше и может продолжаться при такте "выпуск". В конце фазы выпуска давление в цилиндре выше, чем во впускном коллекторе, и за время продувки еще горящие газы проникают во впускной коллектор и воспламеняют горючую смесь в коллекторе и двигатель "чихает" в карбюратор.
Суть идеи состоит в том, что при увеличении степени сжатия происходит нагрев заряда в цилиндре, а при нагреве заряда увеличивается скорость горения заряда, а значит сокращается максимальный угол опережения зажигания. При сокращении угла опережения зажигания сокращается время воздействия пламени на днище поршня, тарелки клапанов и стенки камеры сгорания, значит меньше энергии пойдет на нагрев двигателя, а больше на работу, и чем выше степень сжатия, тем выше КПД.
Для реализации этого способа увеличения КПД необходимо стабилизировать физическую степень сжатия на протяжении всего срока эксплуатации двигателя, так как на компрессионных кольцах в процессе работы увеличиваются зазоры на стыках, что приводит к снижению степени сжатия почти на 1 ед. за 80-100 тыс. км, увеличению угла опережения зажигания и увеличению расхода топлива. Поэтому в двигателе ЗМЗ-402, на котором проводились эксперименты, установлено тройное компрессионное кольцо, патент №2416749, которое стабилизирует степень сжатия на протяжении не менее 100 тыс. км пробега и повышает физическую степень сжатия до 8,3-8,8 без изменения геометрической степени сжатия головки блока под бензин А-76, с головкой блока под бензин АИ-92 физическая степень сжатия достигла 11.5, после чего эксперимент был прекращен. Использовался бензин АИ-80. Двигатель установлен на автомобиле ГА3-3110.
Суть эксперимента следующая: на двигатель ЗМЗ-402 были установлены новые тройные компрессионные кольца и головка блока под бензин АИ-92. Так как кольца были новые, не притертые, то физическая степень сжатия была около 8. В процессе работы двигателя компрессионные кольца притирались и физическая степень сжатия увеличивалась, но при этом двигатель работал с опереженным зажиганием. Попытки уменьшить угол опережения зажигания не давали положительного результата. После этого угол опережения зажигания был установлен на 0 (отключен вакуумный автомат и сняты грузики центробежного автомата), после этого эксперимент был продолжен. При работе двигателя не было детонации, но был повышенный шум выпуска, как при опереженном зажигании. Периодически замеряя физическую степень сжатия, она была неодинакова в разных цилиндрах, так как кольца притирались неравномерно. По мере притирания колец шум выпуска усиливался примерно до степени сжатия 10,2. При дальнейшем увеличении степени сжатия шум выпуска начал уменьшаться, а при приближении степени сжатия к 11 стала увеличиваться мощность двигателя при малых нагрузках, а при увеличении нагрузки возникал эффект позднего зажигания, двигатель «чихал» в карбюратор. Увеличение угла опережения зажигания положительного результата не дало. Экспериментально установлено, что при уменьшении сопротивления системы выпуска путем удлинения двойной приемной трубы в два раза расширяется граница эффекта опереженного зажигания.
Проведенные эксперименты показали, что при увеличении степени сжатия для повышения КПД двигателя необходимо нормализовать продувку камеры сгорания, то есть давление в цилиндре в начале продувки должно быть немного ниже, чем давление во впускном коллекторе, при котором остатки выхлопных газов выходят из камеры сгорания, а горючая смесь заполняет камеру сгорания, не проникая в выпускной коллектор. На бензиновом двигателе этого сделать невозможно, но если продувку производить не горючей смесью, а воздухом, то эффекта опереженного зажигания не будет, не будет и повышения сопротивления в системе выпуска. В дизельном двигателе продувка камеры сгорания производится воздухом, а впрыск топлива производится в конце такта сжатия, поэтому эффекта раннего зажигания не происходит при степени сжатия 18 и выше. Продувку воздухом можно производить в бензиновом двигателе как в карбюраторном, так и в инжекторном, для этого двигатель должен иметь два впускных клапана, а выпускных может быть один и два - значения не имеет.
На фиг.1 изображены примерные фазы газораспределения.
Фаза выпуска заканчивается за 5 до верхней мертвой точки. Два впускных клапана имеют разные фазы газораспределения и отдельные впускные каналы, не связанные между собой. У одного клапана - назовем его воздушный, фаза впуска начинается за 15° до ВМТ, а у второго бензинового клапана фаза впуска начинается через 5° после ВМТ. Во впускном канале бензинового клапана устанавливается форсунка в инжекторном двигателе, а в карбюраторном двигателе к каналу бензинового клапана подсоединяется карбюратор.
Работает двигатель следующим образом.
После рабочего хода идет такт выпуска за 15° до ВМТ, открывается воздушный впускной клапан, идет продувка камеры сгорания воздухом, за 5° до ВМТ выпускной клапан или клапаны, если их два, закрываются, продувка закончена. Через 5° после ВМТ открывается бензиновый клапан, через который в цилиндр поступает обогащенная горючая смесь, а через воздушный впускной клапан в цилиндр поступает воздух. В цилиндре горючая смесь смешивается с воздухом, образуя горючую смесь необходимой пропорции воздуха и бензина. Далее идет такт сжатия, рабочий ход и цикл повторяется.
Для снижения сопротивления системы выпуска нужно сделать на каждую пару цилиндров с синхронно двигающимися поршнями отдельную систему выпуска. Максимальную физическую степень сжатия для конкретного двигателя можно определить экспериментальным путем.
Возможно, в инжекторном двигателе дроссельная заслонка будет не нужна, а управление двигателем будет производиться только изменением подачи бензина, то есть изменением длительности импульса впрыска. В этом случае физическая степень сжатия на всех режимах работы двигателя будет максимальной, как в дизельном двигателе.
Технический результат: увеличение КПД бензинового двигателя, и по экономичности он приблизится к дизелю.
Способ повышения КПД бензинового двигателя путем увеличения степени сжатия и сокращения угла опережения зажигания, отличающийся тем, что фазу выпуска заканчивают за несколько градусов до ВМТ, а два впускных клапана, бензиновый и воздушный, имеют разные фазы, при этом воздушный клапан открывают до ВМТ, а бензиновый клапан открывают через несколько градусов после ВМТ, препятствуя проходу бензина в систему выпуска.
www.findpatent.ru
