| deathcore | Offline Дата: Воскресенье, 31.03.2013, 07:01 | Сообщение # 1 |
| Компрессия
Многие
задаются вопросом - что такое компрессия? Коротко - это сжимание или
уплотнение чего-то до более плотной формы, чем та, в которой оно
находится.
В рамках понятий двигателя это давление, полученное
от сжимания воздушно-топливной смеси в цилиндре. Компрессия варьируется в
зависимости от модели скутера и стандартные 50сс цилиндры имеют меньшую
компрессию, чем тюнинг-комплекты на 70сс и более. Это из-за того, что
компрессия является одним из ключевых моментов для постройки более
мощного скутера.
Параметры, влияющие на компрессию:
- плотность воздуха (более плотный воздух дает большую компрессию)
- степень сжатия
(это соотношение сжатия: во сколько раз была сжата смесь в отношении к
оригинальному объему - 20:1 значит сжата 20 раз по отношению к
первоначальному объему)
- размер поршня (больший поршень вмещает больше смеси)
- длинна хода поршня
(чем выше шатун может может поднять поршень, тем выше будет компрессия;
но надо быть осторожны - про слишком большом ходе поршня будет
вырабатываться много тепла из-за дополнительного трения колец и
увеличенной компрессии, что приводит к прогоранию поршня в лучшем случае
и кончине двигателя в худшем)
- сквиш (так называется расстояние между головкой поршня и головкой цилиндра, меньший сквиш дает большую компрессию и наоборот)
- тайминг выпускного окна (от момента закрытия выпускного окна до момента срабатывания искры ваше время сжатия или подготовочная фаза)
Теперь
при понимании того, что такое компрессия, возникает вопрос - как ее
измерять? Ну если вы полагаетесь только на свои чувства, тогда лучший
способ сунуть палец в свечное отверстие, так чтобы он его плотно
закупорил, кикануть или прокрутить электростартером, если палец выдавило
с силой, то компрессия в норме.  Если же усилие было небольшое, то проверьте двигатель на износ. Если его почти не было, то нужны новые кольца/поршень/цпг. 
Только не надо потом говорить мол сунул туда полпальца, а мне его поршнем раздавило.
В случаях застревания и получения повреждений администрация ответственности не несет. 
Все намного проще, когда под рукой есть компрессометр. 
Теперь, пролив свет на компрессию, можно приступать к рассмотрению такого вопроса как степень сжатия.
В двигателе представлены два типа степени сжатия:
1:
расстояние от НМТ (нижней мертвой точки) до ВМТ (верхней мертвой точки)
вашего цилиндра, это называется геометрическая степень сжатия(ГСС)
2:
расстояние от точки закрытия выпускного окна до ВМТ, не смог перевести
лучше чем "закрытая степень сжатия"(ЗСС) -(trapped compression ratio).
Степень сжатия варьируется от следующих показателей:
- размер поршня
- длинна хода шатуна
- сквиш
- объем камеры сгорания
- тип поршня (куполообразный/плоский)
- высота выпускного окна
Компрессия
дает крутящий момент. Для драга нужен весь возможный крутящий момент,
чтобы на старте дать максимальное ускорение, но достигается это с
негативным моментом очень быстрого нагрева, а как известно, высокая
температура враг двигателю.
В ШКГ гонщикам не так важен крутящий момент, как высокие обороты двигателя.
Время работы выпускного окна (ВРВО)
ВРВО
- это расстояние в градусах между открытием выпускного окна и открытием
перепускных окон. ВРВО в градусах определяет то время, которое есть у
цилиндра на удаление отработанных газов до того момента, когда откроются
перепускные окна и произойдет наполнение цилиндра свежей
воздушно-топливной смесью.
Для того, чтобы смесь начала
перемещаться в цилиндр, давление в цилиндре должно упасть ниже давления в
подпоршневом пространстве (КШК). Для примера - затюненый двигатель
может иметь давление в цилиндре около 700~775psi - ок.50атм(фунтов на кв. дюйм, 1psi=0.0680459639 атмосферы) и это давление падает в процессе движения поршня вниз. На 15,000об. у цилиндра есть только 0.000244 секунды на
вывод отработанных газов и понижений давления примерно на 20psi для
начала поступления свежей смеси в цилиндр при открытии продувочных окон.
С ростом оборотов уменьшающееся ВРВО сокращает возможности выхлопа на
получение необходимого времени для отвода отработанных газов до открытия
окон и увеличивает вероятность того, что в цилиндре будут смешиваться
отработанные газы и свежая смесь, что будет приводить к потере мощности.
Увеличение ВРВО раскрывает потенциал двигателя к набиранию
оборотов, давая дольше времени отработанным газам и давлению покинуть
цилиндр до того, как в него начнет поступать свежая смесь. Можно
подумать, что увеличение ВРВО это простейший путь к увеличению мощности.
Полученная мощность сильно влияет на такт расширения подожженных газов
(power stroke - это дистанция от ВМТ (макс. давление) до открытия
выпускного окно, давление расширяющихся газов толкает вниз поршень,
создавая крутящий момент, передаваемый при помощи кривошипа на вариатор и
т.д.) из-за поднятия выпускного окна. Каждое малейшее изменение
подлежит тестированию (стенд крайне рекомендован, если же доступа к
стенду нет, то можно симулировать его при помощи старого обода с
колесом, набитого свинцовыми шариками и песком, весящее около 40-50кг,
что примерно соответствует сопротивлению на дороге), даже малейшая
доработка может привести к серьезным изменениям (всегда делайте портинг
по полградуса, НИКОГДА не делайте портинг на градус сразу, если только
вы не уверены заранее в успехе).
Места влияющие на/подверженные влиянию ВРВО:
- открытие выпускного окна
- открытие перепускных окон
- такт расширения подожженных газов (power stroke)
- компрессия в подпоршневом пространстве КШК
- тип выхлопной системы
В
целом ВРВО имеет некую власть над тем, какой тип мощности будет
производить цилиндр. Низкое ВРВО дает больше крутящего момента и имеет
большую отдачу на низких оборотах. Высокое ВРВО наоборот дает больше
лошадей и позволяет раскручивать двигатель до более высоких оборотов.
Уменьшение такта расширения подожженных газов (power stroke) на
небольшое значение может дать прибавку к мощности. На двигателях,
выдающих очень мало мощности, даже малые изменение ВРВО могут дать
серьезные последствия. Уменьши ВРВО чуть больше, чем надо - и можно
потерять на низких оборотах. Увеличение выпускного окна еще дальше может
привести к потере мощности на всем диапазоне оборотов.
Степень сжатия в кривошипной камере (ССК)
Никогда
не думали, что в вашем байке будет столько компрессий?)) У всего есть
своя причина, ССК выполняет работу по открытию лепесткового клапана,
всасывания воздушно-топливной смеси и направлению ее к перепусным окнам в
тот момент, когда поршень достигает НМТ. ССК всегда разная (особенно
если вы меняете сток на спорт/рэйс киты) и в зависимости от модификаций
цилиндра изменяется и ССК. В зависимости от степени сжатия, ВРВО и
выпускного окна давление, созданное поршнем, может превысить давление в
КШК. В таком случае это приводит к задержке при продувке цилиндра.
Обычным средством решения будет увеличение ССК, ВРВО и тайминга
выпускного окна. Однако там всегда есть компромисс, т.к. слишком большая
ССК помешает впуску воздушно-топливной смеси от карбюратора к
перепускным окнам из-за того, что скорость потока смеси у окон не может
преодолеть обратную тягу от возрастания давления в КШК при движении
поршня к ВМТ. Также такое может возникнуть если вы переборщили с
таймингами продувочных окон.
Факторы, влияющие на ССК:
- размер поршня
- длинна хода шатуна
- тип коленвала
- объем КШК
ССК
высчитывается отношением объема подпоршневого пространства в момент
нахождения поршня в ВМТ к объему подпоршневого пространства при поршне в
НМТ.
Время давления в КШК (ВДК)
ВДК (воздушно-десантный комплекс
, щютка) это время в градусах, необходимое двигателю для создания
достаточного давления, чтобы отправить свежую воздушно-топливную смесь
через перепускные окна в цилиндр когда окна открыты. ВДК измеряется от
"точки закрытия впуска" (ТЗВ) до "открытия перепускных окон" (ОПО). В
зависимости от портмаппинга и хода шатуна, скутера менее 100сс могут
иметь небольшие 30°, а с кубатурой больше 100сс могут иметь до 65°, для
того, чтобы нарастить давление, необходимое для направления потока смеси
через открытые перепускные окна. Наши двигатели имеют симметричный
тайминг для перепускных окон и впуска. Увеличение тайминга как
перепускных окон, так и впуска, уменьшает ВДК. Например, если обрезать
юбку впуска или установить шатун с увеличенным ходом, то ВДК уменьшится.
Нормальным считается ВДК от 38° до 48°, меньшие значения дают большую
пиковую мощность, большие - крутящий момент.
Факторы, влияющие на ВДК:
- длительность впуска
- длительность перепускных окон
- компрессия КШК
Продолжительность открытия выпускного окна (ПОВО)
ПОВО
еще один фактор, влияющий на мощность двигателя. Как и перепускные
окна, выпускное окно нуждается в достаточной площади, чтобы дать
возможность давлению от такта подожженных газов выйти прежде, чем
откроются перепускные окна. Это первая вещь, которую тюнеры дорабатывают
при портинге. Выпускное окно заряженного двигателя 70/80сс на 15.000об.
будет открываться и закрываться за какие-то жалкие 0.0017 секунд (это в три раза быстрее, чем ПОВО Porsche 911 GT turbo!!! ), а при 18.00об. будет около 0.001-0.0011 секунд (двигатель класса Формулы1!!! ).
Факторы, влияющие на ПОВО:
- открытие порта
- ВРВО
Форма выпускного окна и короткий цикл (просерание топлива)
Форма
выпускного окна это ключевой элемент, который контролирует насколько
шумный двигатель (высокий тон, низкий тон), диапазон мощности двигателя и
количество полученных коротких циклов. Кроме того, в меньшей степени
форма выпускного окна ответственна за мощность двигателя.
Более
быстрый клиренс окна (окно открывается быстрее) дает более
высокочастотный шум, соответственно, двигатель становится громче. Плюс к
этому мощностная кривая становится очень "резкой" (тот тип, который
"выстреливает" вперед).
Более медленный клиренс окна дает менее
отзывчивый двигатель, более приятный звук (у всех стоковых двигателей
такой звук, в связи с тем, что это простейший способ сделать скутер,
соответствующий ограничениям).
Очень широкие выпускные окна или
опущенные к юбке поршня (НМТ) будут иметь большую склонность к короткому
циклу - отправлению потока свежей воздушно-топливной смеси от
перепускных окон сразу в выпускное окно.
Продолжительность работы впускного окна (ПРВО)
Продолжительность
работы окна определяет мощностной и "оборотный" потенциал двигателя.
Проблема, возникающая при использовании поршня как продувочного
устройства, это симметричность таймингов. Чем раньше порт откроется, тем
позже он закроется.
Чем позднее двигатель закрывает впускное окно,
тем меньше времени (в градусах) есть у двигателя, чтобы нарастить
необходимое давление для отправки смеси в цилиндр через перепускные
окна. Это время давления в КШК (ВДК). Увеличение тайминга впускного окна
уменьшит ВДК. У некоторых двигателей настолько малый тайминг впускного
окна и высокое ВДК, что малейшие изменения тайминга впускного окна могут
привести к серьезной разнице в работе двигателя. Впускное окно должно
быть сбалансировано между требуемой мощностью (об/мин) и крутящим
моментом, так важному на низких средних оборотах.
70~100сс
портированные двигатели с временем открытия окна, скажем, 90гр. НМТ
(поршень начинает движение вверх) и имеет достаточно времени, чтобы
нарастить давление, необходимое для засасывания свежей смеси, будут
иметь проблемы при движении поршня вниз. Это из-за того, что у двигателя
есть 90гр. времени для наращивания давления внутри КШК и давление
стремится наружу. При открытом впускном окне начинается обратная тяга на
низких и, возможно, средних оборотах. Обратная тяга заканчивается когда
скорость свежей смеси от карбюратора превышает скорость обратной тяги.
Любой двигатель с таким большим таймингом впуска будет иметь серьезные
проблемы на низких оборотах, вплоть до того, что двигатель может не
запуститься. Если такое случится проверьте ССК, размер жиклеров, размер
диффузора - это первые вещи, начинающие сбоить.
Правило большого пальца:
тайминг с открытием менее чем 68гр. ВМТ дает хороший крутящий момент
открытие от 68 до 75гр ВМТ дает усредненный набор характеристик
и открытие с 76 до 82 гр. ВМТ имеет более высокие показатели оборотов и при это имеют адекватные "низы"
Факторы, влияющие на ПРВО:
- давление в КШК
- размер и тип карбюратора
- впускной коллектор
- воздушный фильтр
Короткий цикл
Относится
к потоку смеси, которая залетает в цилиндр. Возможность того, что часть
порции свежей смеси может миновать обычный круг по КШК и сразу вылететь
в трубу. Свежая смесь, которая прошла по короткому циклу и не была
подожжена это потеря мощности. Когда вносите изменения в двигатель нужно
держать в голове возможность короткого цикла. Комплекты гоночных
цилиндров были тщательно спроектированы, чтобы максимально уменьшить
этот эффект. Проблема с коротким циклом может быть решена изменением
угла перепускных окон.
Факторы, влияющие на короткий цикл:
- форма и ширина выпускного окна
- углы перепускных окон
Сквиш
Обычно
увеличение сквиша это самый быстрый и простой способ получить прибавку
мощности. Уменьшая сквиш получаешь лучшее сгорание и уменьшение
возможности детонации. Расстояние сквиша необходимо, т.к. про работе
двигателя части нагреваются и увеличиваются, шатун растягивается на
высоких оборотах. Без этого расстояния на больших оборотах поршень бы
"долбился" в крышку цилиндра.
Время работы перепускных окон (ВРПО)
ВРПО
еще одни из основных факторов, отвечающих за тип мощностной кривой и
"оборотистый" потенциал двигателя. При возрастании оборотов и мощности
двигателя возрастает и потребность в топливе. Время, за которое
перепускные окна должны доставить свежую смесь в цилиндр, уменьшается с
ростом оборотов.
Давайте воспользуемся примером: двигатель с длительностью перепускных окон в 120 градусов имеет всего 0.004 секунды на заполнение цилиндра свежей смесью на 5.000 об/мин. При 10.000 об/мин. - 0.002 секунды, а при 15.000 об/мин. всего лишь 0.00133 секунды. В тоже время перепускные окна полностью открыты всего на 0.0008 секунды при 10.000 об/мин. Цифры просто сумасшедшие .
В связи с тем, что основной проблемой является время, перепускные окна
имеют определенное значение "Эффективной площади" или "Время-Площадь"
для достижения заданной мощности и "оборотистости". Увеличение площади,
помноженное на количество окон и их продолжительность - часть ответа на
вопрос о прибавке мощности.
Углы перепускных окон
Углы
перепускных окон ответственны за "тип" мощности, производимой
двигателем. При угле перепускных окон, направленном в сторону выпускного
окна, двигатель получается больше средне- и высокооборотным. При угле
перепускных окон, направленном в сторону впускного окна, двигатель будет
иметь широкий диапазон характеристик.
Такт расширения подожженных газов (power stroke)
Такт
расширения подожженных газов это длительность давления, которое
прилагается на поршень во время горения топливной смеси, определяющееся в
градусах от точки максимального давления газов до открытия выпускного
окна. Увеличение длительности работы выпускного окна и расстоянием между
выпускным окном и перепускными значительно уменьшит такт расширения
подожженных газов. Более длинный шатун и уменьшение клиренса поршня по
отношению к верхнему краю цилиндра увеличивает такт расширения
подожженных газов.
Факторы, влияющие на такт расширения подожженных газов:
- открытие выпускного окна
- длинна хода шатуна и тайминг зажигание
- время работы выпускного окна
- сквиш
- высота цилиндра по отношению к поршню в ВМТ
Длинна шатуна
Длинна
шатуна играет разную роль в тригонометрических формулах для определения
времени открытия портов в градусах от ВМТ. Она также используется для
изменения способа доставки мощности двигателя. Чем короче шатун, тем
меньше времени поршень будет находиться в ВМТ, двигатель будет имеет
тенденцию к наращиванию первичной и вторичной компрессии быстрее,
затронутся тайминги окон и ускорение с места будет происходить быстрее.
Длинный шатун выдает более ровную мощностную кривую, поршень больше
времени находится в ВМН и НМТ, изменяются тайминги окон.
Это секрет ЦПГ от 2fast и Cristofolini - они отточили мастерство использования длинных шатунов.
Фаска окна
Фаска
окна это сглаженный край, который должен быть у всех окон для того,
чтобы кольцо или поршень не "поймали" окно. Снятие фаски особенно важно
когда любой из портов претерпел изменение формы или тайминга посредством
бормашинки. Существует много разных методик снятия фаски, это зависит
от того, насколько был "запилен" цилиндр.
!!!Многие
гоночные организации установили ограничения по фаскам в своих правилах
для стоковых цилиндров, т.к увеличенная фаска может изменить время
открытия и тайминг окна, что дает нечестное преимущество над остальными
гонщиками.
Поршневое перекрытие
Речь
идет о том насколько нижним краем поршня закрыто выпускное окно в ВМТ.
Юбка поршня специально сделана таким образом, чтобы быть достаточно
длинной для предотвращения открытия выпускного окна в ВМТ. Обычно
перекрытие составляет 1мм или 0.04 градуса. В большинстве случаем
перекрытие не является проблемой, до тех пор, пока не устанавливают
шатун на 2 мм длиннее. Маленькие открытия окна допустимы в промежутке от
0.005 до 0.01 градусов, но избыточные открытия могут привести к
детонации.
Смещение поршневого пальца
Смещение
поршневого пальца сделано для предотвращения цилиндра и поршня со
стороны выпускного окна у высокопроизводительных двигателей. Смещение
обычно находится в пределах 0.5-2мм по направлению к впуску. У скутеров
отцентрированный палец поршня в связи с маленькими габаритами двигателя,
но некоторые производители, такие как Polini, MHR, Hebo Manston, делают
смещение около 0.2мм. Таким образом перекладывание плеча силы в ВМТ
происходит с меньшими нагрузками.
Контурная продувка
Под
контурной продувкой иеется ввиду тип построения окон в цилиндре,
направленный на то, чтобы свежая смесь сделала петлю в цилиндре для
лучшего удаления отработанных газов через выпускное окно. Существует два
основных типа двухтактных двигателе: Шнурле (контурная продувка) и
прямоточная продувка.
Двигатели
с прямоточной продувкой морально устарели, сейчас они используются в
бензопилах и авиамоделях. У многих двигателей с прямоточной продувкой
имеется около 4-5 маленьких окон на впускной стороне цилиндра и 4-5
маленьких выпускных окон на противоположной стороне цилиндра. Двигатели с
прямоточной продувкой используют поршень с отражателем, который
направляет свежую смесь к крышке цилиндра для улучшения отвода
отработанных газов.
Но поршни были тяжелые, двигатели неэффективные и имели много выхлопа.
Цикл работы двигателя с контурной продувкой
1=ВМТ
2=НМТ
A: Впуск/продувка цилиндра
B: Выхлоп
C: Сжатие
D: Расширение
Трение
Это
последняя вещь в этом обзоре, друзья. Трение, как было рассмотрено
многими другими людьми, это основной фактор в создание тепла, потерь
мощности и износа частей. Все движущиеся части в скутере находятся под
влиянием силы трения. Подшипники, кольца, цапфы, цилиндр, ремень,
грузики, колодки сцепления и тормозные.
Трение в цилиндре
ключевой фактор в потере мощности и, как не печально, эти потери
увеличиваются с каждым повышением оборотов, вот почему существуют
однокольцовые поршни )). Они нужны для уменьшения мощностных потерь,
возникающих при повешении оборотов. Ну, так как ничего идеального не
существует, следует держать в уме, что даже с усиленным коленом поршень
никогда не движется идеально ровно в траектории цилиндра. Для
исправления этого следует проверить подшипники шатуна. С другой стороны,
многие люди думаю, что если они заменят подшипники шатуна, то их колено
выдержит ~14,000об., если заботится о подшипниках))). Замена
подшипников шатуна на более прочные даст вам колено класса мид-рэйс, так
что если поршневая не шибко оборотистая, то при помощи такого апгрэйда
можно забыть о дорогих коленвалах, производители которых тщательно
пытаются скрыть этот факт. Так что в конце этого длинного повествования я
бы хотел вывести основные вещи для тех, кто решил войти в весёлый мир
портинга двигателя.
- когда делаете портинг – всегда делайте не более 0.5мм
- после каждого запила делайте тест, дабы понять полученную разницу
- всегда делайте одно изменение за раз, это спасет огромное количество времени, если что-то пойдет не так
- если у вас нет денег на дорогие запчасти, а портингом хочется заняться, то сделайте/поменяйте следующее:
подшипники шатуна подлежат замене на проверенные временем бренды
НИКОГДА не используйте стоковые коренные подшипники
вырежьте внутренности стоковой трубы (будет не так хорошо, как если поставить тюн-трубу, но разницу вы почувствуете и услышите)
поставьте увеличенный жиклер в карбюратор (или расточите специальным надфилем, но не перестарайтесь)
-если ресурсы позволяют, тогда ниже перечисленное сильно вам поможет:
*настраиваемый коммутатор
*иридиевая свеча
*бронепровод и колпачок без помех
*роторное зажигание
*прямой впускной коллектор
|
 |
|
|
Сообщений: 
