Как рассчитать давление сжатия

Расчет (фактического) давления сжатия в автомобильных двигателях – это не простой процесс сравнения максимального и минимального габаритных объемов цилиндра, когда поршень проходит полный цикл. Это сравнение просто определяет степень механического сжатия. Большинство двигателей никогда не достигают конечного давления сжатия, которое является просто результатом степени сжатия. Другие факторы, такие как время газораспределения клапана, условия окружающей среды, положение дроссельной заслонки и нагрузка на двигатель, могут существенно повлиять на фактическое давление сжатия, и полезный расчет становится оценкой, которая должна учитывать другие условия.

Содержание

Шаг 1

Оцените динамические объемные коэффициенты сжатия при разных оборотах двигателя. Большинство двигателей не закрывают впускной клапан в нижней мертвой точке (BDC) точки перемещения поршня. При более высоких оборотах двигателя входящий поток воздуха не прекращается, когда поршень достигает точки BDC из-за высокого импульса воздуха через впускной коллектор. Сохраняя впускной клапан открытым после BDC, когда поршень начинает подниматься, эффективно снижает степень сжатия на низких оборотах двигателя, чтобы предотвратить детонацию (детонацию), и приводит к повышению его на более высоких скоростях, когда требуется большая мощность. Если впускной клапан закрывается на 60 градусов после BDC, начальный объем сжатия составляет всего около 80 процентов (может варьироваться) от того, что он был бы на BDC, поэтому в этом примере базовой степени механического сжатия 9: 1 эффективное отношение может только около 9,0 х 0,813 = 7,32: 1. При более высокой частоте вращения двигателя, когда дроссельная заслонка широко открыта, эффективный пусковой объем может приближаться к фактическому объему цилиндра, меньше всего лишь нескольких процентов потери потока. Таким образом, эффективная скорость сжатия может быть аппроксимирована умножением базового механического отношения 9,0: 1 на 0,95, чтобы получить 8,55: 1.

Шаг 2

Вычислите базовое давление сжатия из двух низко- и высокоскоростных эффективных коэффициентов сжатия 7,32: 1 и 8,55: 1 соответственно, исходя из стандартного атмосферного давления на уровне моря, равного 14,7 фунта на квадратный дюйм абсолютного (фунт/кв. Дюйм). Умножение низкоскоростной эффективной степени сжатия 7,32: 1 × 14,7 приведет к давлению сжатия 108,84 фунтов на квадратный дюйм (psia). Скоростным значением будет коэффициент сжатия 8,55: 1 x 14,7 фунтов на квадратный дюйм или 125,69 фунтов на квадратный дюйм.

Откорректируйте давление с учетом коэффициента удельного теплового эффекта. Когда воздух сжимается, часть его тепла извлекается из-за его меньшего объема, но ему некуда идти, поэтому нагрев приводит к более высокой температуре, что, в свою очередь, увеличивает давление выше того, которое было бы в идеальных условиях. (Фактически именно эта более высокая температура самопроизвольно зажигает топливо в дизельных двигателях с их гораздо более высокими степенями сжатия, равными примерно 18: 1.) Для воздуха этот коэффициент составляет примерно 1,4: 1. Таким образом, расчетное давление сжатия в этом примере будет равно 108,84 фунтов на квадратный дюйм х 1,4 = 152,37 фунтов на квадратный дюйм в случае низкой скорости, и 125,69 фунтов на квадратный дюйм х 1,4 = 175,97 фунтов на квадратный дюйм в случае более высокой скорости движения.

подсказки

Любители производительности используют онлайн-калькуляторы сжатия, чтобы приблизительно определить, какие модификации двигателя могут повлиять на давление сжатия, и могут быть полезны для проверки ваших собственных оценок.
Измерение давления сжатия с помощью манометра с использованием отверстий для свечей зажигания является низкоскоростным методом, который считывает давление ниже, чем то, что делает ваш двигатель на скорости, и поэтому должен использоваться только для сравнения цилиндров.