| Двигатели ВАЗ имеют различную степень сжатия. Например, на Ниве 4×4 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
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.
Истории наших читателей
"Гребаный таз. "
Всем привет! Меня зовут Михаил, сейчас расскажу историю о том, как мне удалось обменять двенашку на камри 2010г. Все началось с того, что меня стали дико раздражать поломки двенашки, вроде ничего серьезного не ломалось, но по мелочи, блин, столько всего, что реально начинало бесить. Тут и зародилась идея о том, что пора менять машину на иномарку. Выбор пал на таёту камри десятых годов.
Да, морально то я созрел, а вот финансово никак не мог потянуть. Сразу скажу, что я против кредитов и брать машину, тем более не новую, в кредит это неразумно. Зарплата у меня 24к в месяц, так что насобирать 600-700 тысяч для меня практически нереально. Начал искать различные способы заработка в интернете. Вы не представляете сколько там развода, чего только не пробовал: и ставки на спорт, и сетевой маркетинг, и даже казино вулкан, в котором удачно проиграл около 10 тысяч(( Единственным направлением, в котором мне, казалось, можно заработать — это торговля валютой на бирже, это называют форексом. Но когда начал вникать, понял что это оочень сложно для меня. Продолжил копать дальше и наткнулся на бинарные опционы. Суть та же, что на форексе, но разобраться намного проще. Начал читать форумы, изучать трейдерские стратегии. Попробовал на демо счете, потом завел реальный счет. Если честно начать зарабатывать удалось не сразу, пока понял всю механику опционов, слил около 3000 рублей, но как оказалось это был драгоценный опыт. Сейчас зарабатываю 5-7 тыс. рублей в день. Машину удалось купить спустя пол года, но как по мне это неплохой результат, да и дело не в машине, у меня изменилась жизнь, с работы естественно уволился, появилось больше свободного времени на себя и семью. Будете смеяться, но работаю прямо на телефоне)) Если ты хочешь изменить свою жизнь как я, то вот что советую сделать прямо сейчас:
1. Зарегистрируйтесь на сайте
2. Потренируйтесь на Демо-счете (это бесплатно).
3. Как только что-то будет получаться на Демо-счете, пополняйте РЕАЛЬНЫЙ СЧЕТ и вперед, к НАСТОЯЩИМ ДЕНЬГАМ!
Также советую скачать приложение на телефон, с телефона работать намного удобнее. Скачать тут.
Таблице примерного увеличения мощности двигателя при повышении степени сжатия:
| Увеличение степени сжатия | Прибавка мощности ДВС |
|---|---|
| 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% |
Промежуточные результаты суммируются, например поднятие степени сжатия с 8 до 14 даст прибавку 8.7%.
Таблица: степень сжатия и октановое число бензина. Примерная зависимость.
| Степень сжатия | Бензин |
|---|---|
| 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).
Более эффективный способ — заменить поршни и расточить под них цилиндры. Этот метод повышает степень сжатия и увеличивает рабочий объем двигателя.
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:
| Проводимые доработки | Степень сжатия | Расход бензина | |
|---|---|---|---|
| В теории | На практике | ||
| Нижняя плоскость ГБЦ без изменений | 9,8 (штатная) | — | — |
| Нижняя плоскость ГБЦ — 2 мм | 11 (+1,2) | +4% | 2,5% |
| Нижняя плоскость ГБЦ — 4 мм | 12,6 (+2,8) | +9% | 4,5% |
Прибавка мощности в обоих случаях составила всего 2–3%, причем, только в зоне малых и средних оборотов. А на высоких — никакого эффекта. Дело в том, что с увеличением степени сжатия резко растет давление в цилиндре. Этот рост провоцирует детонацию, ее ловит соответствующий датчик — и сдвигает угол опережения зажигания назад. Следовательно, мощность падает. А потому и теоретический эффект существенно уменьшается.
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?
Мои заметки. Я не блогер и не писатель, но иногда хочется поделиться с миром некоторой информацией или прокомментировать и высказать свою точку зрения.
вторник, 12 января 2016 г.
Выбор тюнингового распредвала для двигателя 2106
 |
| Краткая информация по фазам ГРМ |
Ширина фазы распредвала
 |
| I|- впуск, II — сжатие, III — рабочий ход , IV — выпуск |
Узкая фаза
Широкая фаза
В варианте распредвала с широкой фазой, впускной клапан открывается до того как поршень дойдет до ВМТ – это влияет на перекрытие клапанов, о котором пройдет речь ниже и закрывается впускной клапан тогда, когда поршень пройдя НМТ пойдет далеко в верх. Как видно, такт впуска занял часть такта сжатия, но посмотрим какой результат при этом можем получить.
На низких оборотах, имеем фактически низкую реальную степень сжатия и соответственно низкий термический КПД, по двум причинам. Во первых – из за сокращенного такта сжатия, а во вторых – при позднем закрытии впускных клапанов, поршня после прохода НМТ идут вверх выталкивая топливную смесь обратно во впуск, до момента закрытия впускных клапанов. Получается наш двигатель, получая порцию смеси на такте впуска до прохода поршня НМТ, вытесняет часть смеси обратно во впуск после прохода НМТ, то есть выходит двигатель использует только часть своего объема. К примеру, двигатель 1,6 литра, выталкивая обратно во впуск даже 0,3 литра, становится фактически двигателем рабочим объемом 1,3 литра!
Интересная математика получается, но при частичных нагрузках эта потеря рабочего объема не столь заметна, так как не сокращенный впуск ограничивает подачу смеси – а дроссельная заслонка. А вот если нажать акселератор, дроссель открыт, но обороты низкие, здесь то и будет заметно существенное падение крутящего момента из за соответственно не высокой инерции потока во впуске, как уже стало понятно из за того что поршень получая порцию топливно-воздушной смеси, в конце такта впуска выталкивает часть смеси обратно.
В итоге, при использовании широкофазного распредвала на низких оборотах мы теряем момент или простыми словами — тягу, в следствии укороченных тактов впуска и сжатия, получая низкое давление в цилиндре. Но не все так плохо, недостаток давления можно компенсировать повышением номинальной степени сжатия, а если в дополнении к этому использовать распредвал с увеличенным тактом расширения (рабочего хода), то получим двигатель работающий по циклу Миллера, который может позволить достичь большей тепловой эффективности, снизив расход топлива, к сожалению с некоторым снижением максимальной мощности.
Теперь повысим обороты двигателя, во впускной трубе увеличилась скорость воздушного потока и следовательно инерция, что позволило наполнять цилиндр даже при движении поршня в верх после НМТ. Благодаря поступлению в цилиндр количества смеси большего, чем мог бы получить двигатель при движении поршня в только в низ, повышается и наполнение цилиндров смесью и давление в цилиндре, следовательно получаем более высокую мощность.
Не стоит забывать, на наполнение цилиндров, кроме фаз распредвала, влияет сечение и профиль каналов, и в целом система впуска. Малые каналы могут обеспечить эффективное наполнение на средних оборотах, но ограничить максимальное наполнение на высоких, тем самым не будет использоваться весь потенциал широкофазного распредвала. С большими каналами может стать так, что будет потерян весь диапазон оборотов, вместе с высокими, где часть поступающей смеси на такте впуска, будет отправляться не на рабочий процесс, а обратно во впускную трубу.
Что изменится если на двигатель ВАЗ 2106 поставить распредвал 21213?
Чтобы вам было понятно про характеристику ширины фазы, объясню на примере, так сказать на пальцах, примерив РВ 21213 имеющий более широкую фазу чем РВ 2101 на, ДВС 2106.
- Берем стандартный двигатель ВАЗ 2106 с распредвалом 2101 который имеет ГСЖ (геометрическую степень сжатия) 8.5, закрытие впускного клапана 55град. — после НМТ, фазу впуска 265град., фазу сжатия 95град. Теперь замеряем компрессию и она будет в пределах 12кгс/см2.
- Меняем на этом двигателе РВ на распредвал 21213 имеющего более широкую фазу впускного клапана, который открывается так же как и РВ 2101, но закрывается 73град. — после НМТ, в итоге фаза впуска 283град., фаза сжатия 77град. Теперь замеряем компрессию и она будет в пределах 11кгс/см2.
- Теперь посмотрим как изменились характеристики двигателя 2106 с РВ 21213. Итак, на низких оборотах тяга ухудшилась, на средних примерно такая же, на высоких стала чуть лучше. Если проведете замер расхода топлива, то расход увеличится во всем диапазоне, заранее отмечу больший подъем клапана РВ 21213 здесь не причем. Несложно догадаться вся причина провала на низких оборотах, снизившееся давление в цилиндре, уменьшающее КПД. На высоких же оборотах, в цилиндр поступает больше смеси чем с РВ 2101, это и дает улучшение, и хотя поступившая увеличенная доза топливной смеси повышает давление поднимая в итоге КПД близкое к результату РВ 2101, но в итоге все равно расход немного больше.
- Чтобы было понятно почему ДВС 2106 с РВ 21213 потерял низа, дополним наш "разбор полетов" еще одними данными, характеристиками двигателя ВАЗ 21213 который имеет ГСЖ 9.3, впускной клапан закрывается в 73град. — после НМТ, в итоге фаза впуска 283град., фаза сжатия 77град., при замере компрессии можно увидеть результат в пределах 12кгс/см2. Обратив внимание на цифры становится все понятно.
- Подводим итог, по результатам 4-х пунктов он ясен. Двигатели 2106 и 21213 имеют разную ГСЖ 8.5 и 9.3, разные фазы впускного клапана, однако одинаковое давление в цилиндре на низких оборотах — фактическую степень сжатия, замер компрессии это подтверждает. Из чего следует при установке на двигатель 2106 распредвала 21213, на низких оборотах, он получится дефорсированным и вполне может переваривать 76 бензин. На высоких же оборотах благодаря увеличенной фазе впускного клапана, мощность немного увеличится по сравнению с РВ 2101, но одновременно с повышенным расходом топлива из за меньшего давления в цилиндре дающего меньшую степень расширения — соответственно снижение КПД, однако такой двигатель можно смело заправлять смесью 76 и 92 бензина. Логично если в двигателе 2106 увеличить ГСЖ до 9.3 и установить РВ 21213, то получим низа на уровне РВ 2101, увеличение мощности на высоких оборотах и меньший расход топлива.
Подъем клапана
В отличии от величины подъема клапана, серьезным влиянием на увеличение наполнения цилиндров является скорость подъема клапана. Чтобы понять в чем здесь "фишка", проведем эксперимент — плавно откройте и закройте водопроводный кран на несколько секунд, а теперь быстро откройте на тоже время и вы заметите что здесь воды вылилось больше. Так и в двигателе чем быстрее открывается клапан, тем раньше смесь начинает поступать в цилиндр и клапан находится дольше в полностью открытом состоянии, соответственно при резком открытии клапана — попадет больше смеси. Кроме того ускоренная работа клапанов улучшает волновые процессы во впуске, что так же улучшает наполнение цилиндров.
Можно обратить внимание на профиль кулачка в тюнинговом распредвале,он более "агрессивный" имеет большую скорость подъема чем на стандартном РВ. Например можно сравнить распредвалы окб двигатель 94 и 680, по картинкам профиля кулачков на сайте производителя, можно увидеть что РВ 680 будет иметь более быстрый подъем.
Как сделать из стандартного распредвала спортивный
Перекрытие клапанов
Большое перекрытие клапанов
Чем больше перекрытие, тем рабочий диапазон оборотов будет смещаться в сторону верхних, ухудшая низкие. Благодаря хорошему наполнению цилиндров смесью, нажав на газ и раскрутив двигатель выше средних оборотов вы сможете почувствовать настоящий спортивный характер, как говориться — ощутите "пинок под зад". К сожалению низа сильно пострадают, автомобиль на них будет просто глохнуть, трогаться придется газуя и сжигая сцепление, а передвигаться — постоянно поддерживая высокие обороты.
Конечно же рассчитывать на топливную экономичность не стоит, потому как на низких оборотах камера сгорания недостаточно очищается от отработавших газов, а на высоких из за перепродувки — часть топливной смеси по инерции вылетает в "трубу" через выпускной клапан. Да и не секрет — высокие обороты это всегда повышенный расход из увеличившегося в разы трения механизмов двигателя.
Малое перекрытие клапанов
Большая фаза или большое перекрытие?
- РВ 21083 — фаза впуска 292град. перекрытие 0.4мм,
- РВ 2110 — фаза впуска 256град., перекрытие 0.8мм.
Конечно же на результат РВ 2110 дополнительно повлиял инжекторный впуск ДВС 2111, так сказать внес свою небольшую лепту, только не забывайте, инжектор влияет больше на крутящий момент, чем на максимальную мощность.
Расчет требуемой степени сжатия
 |
| Результат расчетов для распредвала 2101 |
 |
| Результат расчетов для распредвала ОКБ-двигатель 680 |
Обратите внимание на нюансы
- Настроенный стандартный распредвал поедет лучше чем не настроенный тюниговый, поэтому обязательна должна выполняться настройка установки фаз распредвала, смещением их относительно коленвала, с помощью разрезной шестерни. Номинально выставляется в перекрытие, далее можно подкрутить в запаздывание на 1-2 град. или по инструкции производителя. Как легко выставить перекрытие без индикатора читайте в следующей статье — простой способ найти точку перекрытия клапанов в классическом двигателе ВАЗ.
- Производители распредвалов указывают фазы при замере с разным зазором, например ОКБ-двигатель при замере без зазора, а Нуждин при зазоре 0.3 мм., поэтому сравнивать по цифрам указанным разными производителям не корректно.
- Внимание! Все выше указанные характеристики распредвалов представлены мной при измерении без зазора, поэтому на других сайтах вы можете встретить другие цифры, где указаны фазы с зазором.
Отвечу на пару виртуальных вопросов по выбору распредвала для двигателя 2106
Спасибо что дочитали весь текст до конца, значит я не просто потерял время написав все это. Теперь вы без труда разберетесь с выбором распредвала и при необходимости поможете с выбором друзьям и знакомым. Если вас заинтересовала тема процессов происходящих в двигателях внутреннего сгорания и вы хотите глубже вникнуть в нее, то рекомендую прочитать материалы, которые вы найдете набрав поиске Google : влияние степени сжатия на индикаторный КПД двигателя, цикл Миллера.
Далее я планирую собрать двигатель 2106 сочетающий в себе и увеличенную мощность и экономичность, для него я и подбирал распредвал, но об этом в следующей статье.
Матерый ЖигулистЪ
Группа: Жигулисты
Сообщений: 1544
Регистрация: 2.1.2010
Из: М.О.,Г.Люберцы
Пользователь №: 24263
Машина:ваз-2101
Цвет:Вишня
Год Выпуска: 1973
Спасибо сказали: 16 раз
Степень сжатия (далее СЖ)
Из статьи Сергея (Samael)
т.к его определение мне показалось самое доступное для среднего человека.
Степень сжатия есть величина, показывающая отношение полного объёма цилиндра к объёму камеры сгорания. Эта величина определяет термическую эффективность
двигателя, т.к. чем больше будет сжата смесь перед воспламенением, тем больше полезной работы она совершит в последствии. Это отчасти объясняет столь высокую
топливную эффективность дизельных двигателей, отличающихся от бензиновых очень большой СЖ. Объём камеры сгорания (далее КС) складывается из объёма КС в головке блока цилиндров, объёма, образуемого прокладкой ГБЦ и недоходом поршня, и объёма выборки в поршне. В некоторых случаях двигатель не имеет недохода поршня или поршень частично выходит за пределы блока, вымещая объём от прокладки, поршень может быть без выборки (т.е. быть плоским) или иметь вытеснитель, входяший в область ГБЦ. Некоторые спортивные моторы собираются и вовсе без прокладки ГБЦ, хотя это довольно редкое решение. Всё это зависит от конкретного двигателя и условий его применения. Таким образом, повышая СЖ, мы увеличиваем мощность и топливную эффективность двигателя. Однако чрезмерный рост СЖ сдерживается некоторыми факторами:
— так называемый "закон уменьшения", суть которого в том, что с каждым очередным увеличением СЖ, мы будем получать всё меньшую прибавку мощности.
Таким образом для бензинового двигателя увеличение СЖ выше 12:1 практически бессмысленно;
— параллельно со СЖ растут и нагрузки на поршневую, т.к. растёт максимальное давление в цилиндре, развиваемое при сгорании топлива. Так, стандартные литые поршни отечественных моторов ВАЗ с трудом выдерживают СЖ выше 11:1, которая может привести к деформации перегородок между компрессионными кольцами и нарушению их работы.
— с ростом СЖ заметно увеличивается риск возникновения разрушительной детонации, т.к. топливо неподходящего октаного числа склонно самовоспламеняться от слишком высокого сжатия. Если рассметривать двигатели с более широкими фазами открытия клапанов, то положительный эффект от роста СЖ может быть ещё выше. Чтобы понять природу этого явления, необходимо объяснить термин "динамическая степень сжатия". Динамическая СЖ — это отношение фактически попавшего в цилиндр объёма топливо-воздушной смеси к объёму камеры сгорания. Поскольку коэффициент наполнения большинства атмосферных двигателей не превышает 100%, динамическая СЖ так же не превышает статической СЖ. На низких и средних оборотах при установленных широкофазных распредвалах, а также в режимах неполностью открытой дроссельной заслонки динамическая СЖ значительно ниже статической. Повышение СЖ, приводящее к пропорциональному росту динамической СЖ, позволяет добиться заметной прибавки мощности и улучшения экономичности двигателя в этих "неудобных" режимах работы. Однако это может привести к другой проблеме — риску появления детонации в режимах максимального коэффициента наполнения цилиндра.
Для его исключения нужно повысить антидетонационные свойства камеры сгорания, повысить октановое число топлива, изменить состав топливо-воздушной смеси.
Между тем, повышение СЖ может быть необходимо и для других целей. С ростом оборотов длительность цикла сгорания топливо-воздушной смеси уменьшается и в определённый момент она может перестать успевать сгорать полностью, что неизбежно приведёт к потери мощности. Для ускорения процесса сгорания необходимо опять же повысить СЖ. Это можно наглядно наблюдать на двигателях со спиртовым топливом. Теплотворная способность спирта почти вдвое меньше бензина, т.е. его необходимо расходовать вдвое больше. Кроме того спирт горит изначально медленнее бензина. Поэтому для нормальной работы спиртовому топливу требуется СЖ от 13:1 до 16:1, при которых процессы сгорания значительно ускоряются, благо октановое число спирто-бензоловых смесей позволяет им нормально работать при таких значениях СЖ. По этой же причине многие высокооборотистые форсированные бензиновые двигатели также требуют повышения СЖ.
Мои выводы:
21083 1.5 СЖ 9.89 машина одыкватно работает на АИ92 ,при объёме 1.5 имеет больший момент и мощность а самое главное меньший расход бензина.
Можно канечно сослаться на вес ,аэродинамику и консруктивные особености двигателя и автомабиля в целом,но всё равно результат есть и он ощутим.
Двигатели:
2101 СЖ 8.6
21011 СЖ 8.8
2103 СЖ 8.6
2106 СЖ 8.8
21213 Сж 8.8
2130 Сж 9
СЖ 8-10 АИ92 ,СЖ 9-11 АИ95 для карбюраторных двигателей,для инжекторных можно задрать СЖ и повыше.
Так что нам мешает задрать СЖ для термической эффективности.
Глубина Фрезерования ГБЦ в (мм) Итоговая СЖ ,только для ДВС 1.6 ГБЦ 2101-011 !
На других объёмах значения могут расходиться!
ГФ 0,2 0,5 0,8 1,0 1,2 1,5 1,8 2,0 2,5 2,9
СЖ 9,0 9,2 9,4 9,5 9,8 9,9 10,2 10,4 11,0 11,5
E= (Vр+Vкс)/Vкс E-степень сжатия
Vр-Рабочий объём цилиндра
D-диаметр цилиндра в (см)
h-ход поршня (см)
vкс-сумма Камер сгорания(в ГБЦ ,прокладке, Блоке и поршне)
Глубина фрезерования тоже выщитывается
К=DV/(0.065*D2) K-величина глубины фрезерования в (мм)
D-ширина КС в (см)
0.065-коэффициент элипсности КС(как-то так,для КС 01,011)
DV-разность между Vис (искомой КС) и Vр(реальной КС) в(см3)
Vp-для КС ГБЦ 01,011 — 33.2см3
Vиc- можно определить по програме, >
Вообщем AleksMaster рекоммендует
Фрезеровать ГБЦ 01,011 для СЖ9.5 АИ92
2101 -1.1мм
21011 -0.8мм
2103 -1мм
2106 -1мм
2106 с поршнями 2105 -1.4мм
Сообщение отредактировал AleksMaster — 17.3.2010, 17:18