Nyttig lesing vedr. kompresjon

[Ed Németh]

http://www.popularhotrodding.com/tech/0311_phr_compression_ratio_tech/index.html

[cato®]

Dette ble omfattende å lese på utenlandsk, Har du en enkel og kjapp konklusjon på norsk ?
 

[Ed Németh]

Nei det har jeg ikke.
Har nettopp begynt å lese artikkelen.

[KnastenradUndKnotenblech]

Minst 150 hk av en Pro Stock motor skyldes bruk av ultra høy komprimering prosenter (CR) på 16:01 - eller mer. 110 oktan race drivstoff gjør dette mulig, men ikke la deg lure til å tro at bruk av 93 oktan pumpe drivstoff på noen måte reduserer betydningen av CR brukes. Forstå hvordan CR påvirker din gate eller rase motoren kan lett nettet så mye som en 50hk fordel.

Grunnleggende
Øke CR gir en økning i produksjonen gjennom hele turtallsregisteret. Det er også verdt en økning i drivstofføkonomi. Hvis en lengre varighet cam er installert, kan heve CR samtidig være verdt enda større utbytte enn disse to beveger vurderes separat. Når CR er hevet, er peak forbrenning presset økt. Som en grov tommelfingerregel sylinder presset er omtrent 100 ganger hva CR er så, fra en 10:1 motor, ville vi forvente å se rundt 1.000 psi på topp forbrenning press.

Sylinder press og utgang vil øke etter hvert som CR er hevet, men hva som er mindre opplagt er at økningen i komprimering øker også motorene termisk virkningsgrad. Termisk effektivitet er et mål på hvor effektivt motoren omdanner varmen til mekanisk kraft. Å sette pris på dette er det bedre å vurdere motorene utvidelse ratio (ER). Dette er motsatt side av mynten til CR og beskriver hva som skjer som stempelet beveger seg nedover på strømmen slag heller enn hva som skjer når den beveger seg opp på kompresjonsslaget.

Ta en titt på figur 1, og så la oss gå gjennom den karakteristiske forskjellen (beregnet å ta hensyn typisk varmetap) mellom en høy kompresjon sylinder kontra en lav kompresjon ett.

Tegningene er av en sylinder med en 15:01 CR og bunnen paret en sylinder med 2:1. For et øyeblikk, la oss tenke oss at både 15:01 og 02:01 sylinderne starte på TDC med 1.000 psi. Som stempel for hver sylinder beveger seg nedover bar, følger trykkfall en utpreget annen linje. Den 15:01 sylinderen faller trykket mye raskere enn sine 02:01 motstykke på grunn av sin raskere endring i volum. Det er bare å gå ned fødte en kort vei for den opprinnelige volum til å ha doblet, mens 02:01 sylinderen må reise nesten halvveis ned bar for å doble sin opprinnelige volum. På bunnen av stryke 15:01 sylinderen har falt ned til ca 25 psi over atmosfæriske mens 02:01 sylinderen er fortsatt på noen 260 psi. I enkle termer, er høy komprimering sylinder, når eksosventilen åpner kl BDC, bare dumping 2,5 prosent av sin opprinnelige press mens 02:01 sylinderen er dumping 26 prosent.

[KnastenradUndKnotenblech]

Figur 1 Dette diagrammet viser ... Les hele captionFigure 1This Figuren viser forskjellen i måten trykket henfall i et høy-kompresjon sylinder kontra en lav kompresjon ett. Her har vi fikset start press for begge eksemplene på 1000 psi for å gjøre sammenligningen enklere. I praksis 15:01 sylinder ville ha en topp press på over 1500 psi versus ca 200 for lav kompresjon one.From dette kan du se hvorfor en høy komprimering sylinder gir bedre effekt og drivstofføkonomi. Det er ikke bare fordi avgiften er presset hardere og den resulterende forbrenning trykket går opp, men også fordi høyere utvidelse ratio gir mer energi til å være hentet fra den opprinnelige høytrykks kostnader.

Fordi høy kompresjon sylinder gjør sin kraft mye tidligere i kraft hjerneslag er det andre konsekvenser vi kan dra nytte av. Den mest åpenbare er at vi kan bruke den tidligere eksosen ventilåpning behov for høyere rpm utgang uten vesentlig påvirker motorene lav hastighet utgang. Bruk like mye komprimering som omstendigheter vil tillate gjør dual mønster cams arbeid på sitt beste.

CR Kraft Gevinst
Den teoretiske termisk virkningsgrad (E) på et gitt CR kan forutsies ved hjelp av følgende formel:

Der E = den Otto syklus (termisk) effektivitet, R komprimeringsforholdet og k koeffisienten til adiabatisk ekspansjon for luft, noe som er nominelt 1,4. Snarere enn å piske gjennom en rekke beregninger, har hurtigreferanse diagrammet (figur 2) er gjort opp. For å bruke dette diagrammet finne din opprinnelige CR horisontalt. Neste, finn nye CR ned den første kolonnen. Der de to møtes er gevinster som kan forventes. For eksempel hvis CR er hevet 09:01-12:01 finner vi de to verdiene skjærer hverandre i boksen med 7,7 i den. Dette er den prosentvise økningen som kan teoretisk være hadde ved å øke kompresjon fra et lavere til et høyere nivå.


Original CR
Nye
CR 8:1 9:1 10:1 11:1 12:1 13:1 14:1 15:1
9:1 ​​3.5
10:1 6.5 2.9
11:1 9,2 5,5 2,5
12:1 11,5 7,7 4,7 2,1
13:1 13,6 9,7 6,6 4,0 1,9
14:1 15,4 11,5 8,3 5,7 3,5 1,6
15:1 17,0 13,0 9,8 7,1 4,9 3,0 1,4
16:1 18,6 14,5 11,3 8,6 6,4 4,4 2,8 1,4


Nå helst bruker vi ordet "teoretisk", det innebærer vanligvis at det er ikke mye sjanse til å oppnå så mye i praksis. Her er den gode nyheten er at fordi inntaksventiler ikke lukke ved BDC, gevinster beregnet i figur 2 pleier å være litt på den lave siden. En typisk mildt modifisert 9:01 350 små-block Chevy ville gjøre om 360 lbs.-ft. dreiemoment. Heve komprimering 12:01 ville teoretisk pumpe det opp 387 lbs.-ft. Men hvis ikke andre problemer er oppstått i kraft av komprimering øker, vil en slik en gevinst være mot minimum enden av skalaen. For å forstå hvordan flere kan være hatt, la oss se på effekten cam har på situasjonen. Ved lavere turtall finner vi at den statiske CR aldri blir realisert fordi inntaket ventil antas å lukke nøyaktig på BDC før starten av kompresjonsslaget. Dette skjer ikke i virkeligheten.

[KnastenradUndKnotenblech]

Dynamic CR
Ved lave turtall, det er lite til ingen ramming av sylinderen fra inntak belaste hastighet. Som stempelet begynner å bevege seg opp boringen på kompresjonsslaget før inntaket stengetid, er noen av de induserte luften presses tilbake i inntaket manifold. Det betyr at volumetrisk effektivitet (puste effektivitet) og dermed effektiv forflytning av sylinderen er godt under 100 prosent.


Figur 3 flere cam deg ... Les hele captionFigure 3The mer cam du putter inn i motoren din senere inntak stenger, noe som resulterer i en reduksjon av den dynamiske CR. For å kompensere og (minst på cams til ca 285-290 varighet) gjenopprette lav hastighet utgang, den statiske CR må increased.In andre ord en 10:1, 700cc sylinder kan bare trekke i 600cc av luft. Dette betyr at den dynamiske CR, på 8.7:1, har falt godt under statiske CR på 10:1. Jo større cam, jo ​​mer denne effekten kommer inn i bildet. Figur 3 viser hva vi er opp mot her. La oss se hva som skjer med den dynamiske CR sammenlignet med statisk når tre cams, alle på 108 LCA og 4 grader avanserte, er installert. Hvis denne sylinderen hadde en 12:01 statisk CR så dynamisk CR for en 300 graders cam ville slippe inn i bunnen av 8s, de 275 cam midten 10s og 250 profilen midten til lave 11S. Fra denne kan du se at situasjonen for 300-graders race cam er ikke bra. Men det er ett viktig aspekt som spiller i våre hender når man bruker stor cams og det er denne faktoren som ofte resulterer i gevinst større enn spådd av grunnlaget syklusen effektivitet tall vist i figur 2. Bumping opp CR ett poeng fra en lav ratio har en større effekt så bumping det opp fra et allerede høyt ratio. Dette betyr at større cam jo mer responsive det er til en høyning i CR, spesielt i de lavere turtallsområde.

Compression Pressure
Forutsatt motoren din har godt ring og ventil sel, en enkel måte å finne ut om motoren har nok kompresjon for cam brukes er å sjekke sylinder komprimering press. For motorer av mine egne benytte en nær null lekkasje ring pakke og beregnet for bruk med 93 oktan, pleier jeg å sette 190 psi som en nedre grense med et foretrekke 200-210 psi målet. For hver oktantall enn 93, må kompresjon press for å være ca 5 psi mindre å unngå detonasjon under normale omstendigheter.


Installere en lavere temperatur ... Les hele captionInstalling en lavere temperatur karakter Termostaten er vanligvis en god bevege seg mot mer produksjon og redusert sjanse for detonasjon. Den temp Rangeringen er vanligvis plassert som angitt av arrow.Running Høye prosenter og Living
Den faktoren som til slutt begrenser mengden av CR som kan brukes er detonasjon. Nøkkelen til å kunne utnytte høy kompresjon forholdstall og har motoren overleve er å forstå hvilke faktorer kan akselerere sin tidlig debut. Her temperaturen i inntaket kostnader er trolig nummer én problemet til adressen. I praksis finner vi at for en motor på kanten av detonasjon, er hver 80-10 grader F reduksjon i inntaket temperatur tilsvarende legge en mer oktantallet til drivstoffet.

De fleste lager motorer av post 70-tallet utslipp æra er på kanten av detonasjon og kjøre med vanntemperaturer på 200-210 serien. Selv om dette kan være bra for lavere utslipp, er det ikke bra for makt eller staving av detonasjon. For en høy ytelse street machine kjører bensinstasjon drivstoff, vann temperaturer på 170-180 levere et par prosent mer kraft og evnen til å bruke om lag en fjerdedel av et ratio høyere for hver 10 grader reduksjon i vanntemperaturen. Din første trekk mot utnytte høyere Arkiverte svar er da å bruke en 170-180 graders termostat.


Et riktig konstruert kald ... Les hele captionA riktig konstruert kald luft kit som dette K & N Enheten vil ikke bare flytte motoren lenger unna detonasjon slik som å tillate mer komprimering, men også det vil levere typisk 6-9hp grunn av tettere luften charge.The virkelige målet er vi prøver å oppnå med redusert vann jakke temperatur er å redusere temperaturen på luften inn i motoren og til slutt den lade temperaturen like før tenning. Utgangspunktet i denne søken er å rute kald luft til carb / spjeldhus av induksjon systemet. Kald luft pakker ikke bare levere en tettere kostnad til sylinderen, men også flytte detonasjon lenger unna, åpne opp døren for mer kompresjon.

Etter at vi har lykkes i å fôre kaldere luft til motoren, må vi ta skritt for å holde den kjølig. En av de største kildene til inntak belaste oppvarming er inntaket ventilen. På grunn av sin betydelig større område, kan dette absorberer mer varme under forbrenning og strøm slag enn eksos ventilen. Grunnen til at det blir ikke så varmt, er at den er avkjølt ved inntak kostnad, som er akkurat hva vi ikke ønsker. Den aller minste du bør gjøre er å polere kammeret siden av inntaket ventil til å reflektere varmen, men mye bedre ennå er å belegge ventilen med en termisk barriere å kutte mengden av varmen absorbert i første omgang.

[KnastenradUndKnotenblech]

Figur 4 Her er temperaturen ... Les hele captionFigure 4Here er temperaturen profilen til en typisk gate motoren på full effekt. Til syvende og sist begrenser temperaturen i eksos ventil motorens effekt. Termiske barrierer som reduserer varmen absorbert av ventilen åpner for mer kompresjon eller boost.If din termisk barriere budsjettet strekker seg til å ha portene på inntak og topplokk belagt, så det er veien å gå. Forutsatt drivstoff atomization ikke har blitt negativt påvirket, viser min egen testing kjøleren inntak på en typisk varm gate 350 små-block Chevy å være verdt minst 11hp og det er før heve CR til det nye nivået som tillates av kjøligere kostnader.

Til syvende og sist er en motorens effekt begrenset av temperaturen der eksos ventil hode runs (figur 4). Jo varmere det er, jo mer sannsynlig vil det fremme detonasjon og dermed begrense CR eller boost. Coating eksos ventilen bidrar til å redusere eksos ventil temperaturen å avverge detonasjon inntil en høyere produksjon.

Like viktig som eksos ventilen er eksos porten, særlig på felles vegg med inntak. Her aluminium hoder uten vann mellom innsug og eksos ventil gjennomføre en stor del av varmen fra eksos side til inntak.


En kompakt forbrenningskammer ... Les hele captionA kompakt forbrenningskammeret som er brukt på denne Canfield 350 hode brenner fastet enn en åpen og som et resultat tåler mer compression.Pistons er også et område der termisk barriere belegg bør seriøst vurderes. De trenger ikke nødvendigvis bidra til å øke mengden komprimering som kan brukes, men maling gir et betydelig mengde beskyttelse mot stempel feil fra overoppheting eller detonasjon. For å bevise verdien av en effektiv belegg på Dyno, løp jeg en full 80-lb. flaske lystgass gjennom en gate / stripe big-block Chevy som til slutt gjorde bare sjenert av 1600 hk i en push. Stemplene så vel som resten av motoren var i perfekt form på den påfølgende rive ned.


Quench handling er langt mer ... Les hele captionQuench handling er langt viktigere enn det som er vanlig kreditert. Dette er mitt 383 Dyno muldyr og Ross stempler er ute av blokken ved 0.01 hos TDC. Med en 0,04-tommers pakning, bladene som en statisk 0,03-tommers clearance.Combustion Chamber Dynamics
En kul kostnad kan være første skritt mot å benytte en høyere CR, men hva skjer i forbrenningskammeret kan gjøre eller ødelegge slike tiltak. En viktig faktor her er å aldri miste av syne det faktum at jo raskere tiltalen kan bli brent jo høyere komprimering sylinderen skal stå. Chamber hulrom mellom stempel og topplokk mellom ca 0.060-inch - 0,0120 tommer synes mest sannsynlig å være stedet for detonasjon. Påskynde forbrenning blanding bevegelse / agitasjon er avgjørende. Dette innebærer maksimering av slukke handling. På en liten blokk Chevy med en aksje blokk høyde, er en aksje kompresjonshøyde stempel typisk 0.025-tommers ned bar. Med en 0.040-tommers pakningen dette gjør den statiske slukke klaring 0.065-inch, som er altfor bred. Ved å kutte slukke klaring på brenne hastigheten og kvaliteten bedre til det punktet hvor motoren får kompresjon og er mindre sannsynlig å detonere selv ved høyere ratio involvert.

Så hvor nært kan stemplene tilnærming hodet ansikt? Selv om det kommer under overskriften "Ikke gjør dette hjemme" Jeg har kjørt den statiske stempel / head klaring ned til så lite som 0.024 tommer i en 350 med lager stenger og tettsittende hypereutectic stempler. Stemplene bare kysset hodet på ca 7000 rpm. Såvidt makt er opptatt av, kjørte en medarbeider av meg noen tester i et nominelt 450-hest 350 og funnet ut at hver 10 tusendels slukke reduksjonen var verdt ca 7hp. Hvis du bygger fra bunnen av, gjør maksimerer slukke nummer én prioritet for å oppnå kompresjon og unngå detonasjon.


Flat-top, eller stempler med ... Les hele captionFlat-top, eller stempler med en minimal kuppel er bedre enn høy kupler, så det lønner seg å minimere hodet kammer volumet først, deretter velge stempelet som kreves for det tiltenkte CR.

 


Piston Crowns
Før du kjøper stempler trenger du å forstå at flat-top stempel og små, kompakte brennkammer er racer mest brukervennlige valg - med en stor margin. Alltid få alle kompresjon praktisk mulig ved å minimere slukke klarering og topplokk kammer volumer før du vurderer hvelvet stempler.

Den hvelvet stempel kan se ut som en enkel snarvei til mer komprimering, men det gjør ikke alltid levere håpet-for effektøkning. Selv ment CR ratio kan oppnås, kan forbrenningsprosessen bli alvorlig kompromittert av tilstedeværelsen av kuppelen. Jeg har sett et stempel kuppel som var en litt for høy og koste godt over 100hp. Med mindre du eller din motor byggherre er forberedt på å bruke tid på å utvikle et stempel krone form som fungerer, hold deg til kupler ikke mer enn ca 0.001 tommer høy.

 



Bruk en stout TDC pekeren og ... Les hele captionUse en stout TDC pekeren og sørg for at TDC er riktig plassert. På denne måten unngår du å sette timing feil og over-fremme engine.Ignition og timing
PHR redaktør Johnny Hunkins ønsket også den "mer forhånd er bedre 'myte utsatt - godt her går. Husk at trykket stiger på trykksiden av hjerneslag er negativ makt. De eneste grunnene pluggen er avfyrt før TDC er å kompensere for tenning forsinkelse (som er opptil 10 grader lenger for sterkt blyholdig drivstoff) og det faktum at avgiften ikke er det, i utgangspunktet minst, brenner så fort vi kan like det å . Beviset for en god forbrenning kammer, er at den trenger litt tid for å levere maksimal effekt. Ideelt sett, hvis vi kunne brenne hele fyllingen mellom ca 5 grader BTDC til rundt 15 etter, ville det være liten eller ingen gevinst igjen å hente i denne avdelingen. Det er imidlertid ikke tilfelle for det meste.


For de 10 millioner universiteter og høyskoler i. .. Les hele captionFor de 10 millioner universiteter og høyskoler i bruk, Performance Distributører, ACCEL, og MSD har hop-up deler for å konvertere den til en super high-utgang rase enhet i stand til å avfyre ​​14:01 CRs.One av prinsippet grunnene en rask- brennkammeret tåler mer komprimering er at de fremrykkende flammen front har mindre tid til å utstråle varme til de resterende uforbrent kostnader. Som kompresjonsforhold er økt, så er hastigheten på forbrenningen. Alt annet likt, krever en høy kompresjon sylinder mindre forhånd for å levere optimale resultater, men høyere trykk eksisterende på tidspunktet for antennelse gjøre det vanskeligere å fyre av pluggen. For å motvirke dette, bør en tenning system med mer enn nok kapasitet brukes. Faktisk, hvis en virkelig aggressiv system levere en tilstrekkelig høy strøm og flere gnist er brukt, kan det brenne sats bli fremskyndet, og dermed krever mindre forhånd og åpne døren for en litt mer komprimering ennå.


For en høy CR-motor, plug ... Les hele captionFor en høy CR-motor, er plug prep glasur på kaken. Legg merke til hvordan side elektroden bare delvis overlapper midten elektrode og side elektroden har hjørnene avrundet for kjøligere running.Spark pluggene kan være en kilde til detonasjon, fordi enten sentrum eller siden elektrode overopphetet. En av fordelene med å bruke en overkill tenning systemet er at det tillater bruk av plugger med en kjøligere varme område enn normalt ville være tilfelle. Også se opp for siden elektroder som er unødvendig lang. Disse kan også bli overopphetet, spesielt når nitrøse brukes. Side elektrodene bør kuttes tilbake slik at de bare så vidt begynner å overlappe senter elektroden.

Konklusjoner
Så hvis du følger alle reglene her hva som er det payback? Med dagens 93-oktan bensin, er det mulig å kjøre så mye som 11.2:1, men sikkerhetsmarginen er liten. På dette nivået kan du være slave av været. Hvis det er varmt og fuktig, undertrykker vanninnhold detonasjon til omtrent samme grad som økningen i detonasjon fra temperaturøkningen. Hvis det er vanlig varmt, for eksempel en 118-graders dag i Tucson, som 11.2:1 og 93 oktan vil ikke gjøre det. Svaret her er å back off CR et halvt poeng (ikke bra for natten racing) eller bruke en knock sensing tenning forsinke som sofistikerte J & S enhet.

KOMPRESJON RATIO DEFINISJON

CR er forholdet mellom volumet over stempelet på TDC (høyre) i forhold til volumet på BDC (venstre). Et eksempel kan se slik ut - si volumet over stempelet ved BDC er 550cc med 500cc være forskyvning volum (V) på grunn av stempel-bevegelse og 50cc forbrenning plass (C) igjen på TDC. Når innholdet av sylinderen ved BDC er klemt inn i 50cc resterende ved TDC, og har belaste 1/11th av plassen slik at CR er 11:1. Formelen for CR er (V + C) / C. For å finne ut hva total brennkammer cert er nødvendig for CR, ønsker du trekker 1 fra at forholdet og dele resultatet til forskyvning volumet av sylinderen.

STATIC CR VERSUS CAM VARIGHET - HVOR MYE ER TAPT?

Beregning av CR på det punktet av ventilen nedleggelse innebærer noen ganske tung matematikk eller kjøpe en omfattende motor-modellering program som ytelse Trender Engine Analyzer. For å gjøre livet enklere kan vi korte kutte dette med noen funksjonelle approksimasjoner. Ignorerer den lille effekten av lapp senterlinjen vinkler og antar en typisk stang / slag-forhold kan vi si at for cams opp til rundt 250 grader annonseres varighet den dynamiske CR vil være omtrent 0,6 av et ratio mindre enn den statiske. For 275 grader av varighet den dynamiske CR vil være ca 1,5 forholdstall mindre enn statisk, og for 300 grader, ca 4,1 forholdstall mindre. Ved hjelp av diagrammet nedenfor, kan vi nøyere ut hva den maksimale statiske CR bør heller enn å gjette det. Et eksempel er slik: Cam - 265 grader, drivstoff 93 oktan og termostaten 180. Finn 93-oktan punkt på venstre vertikale skalaen. Flytt vannrett til 180-graders diagonal linje deretter slippe vertikalt til grunnlinjen. Dette indikerer en 8.2:1 dynamisk CR som det er nødvendig. Legg til dette CR tap på grunn av en 265-graders kamera, ca 1,1, og det indikerer en statisk CR på 9,3 som nødvendig. Dette diagrammet er konservativ; får alt annet til høyre og du kan kjøre minst en halv ratio høyere enn angitt her.

15 COMPRESSIO N øker Moves

1. Feed kald luft til induksjon
2. Hold vann så kjølig som mulig (170 F eller mindre)
3. Hold luften kjølig i inntaket havner
Fire. Sett en varme-reflekterende skinne på utsiden av inntaket manifold
5. Minimer varmeoverføring gjennom felles eksos / innsugingsporten vegg
Seks. Hold drivstoff temperaturer ned (kjølig kan)
7. Kjør med plugger litt kaldere enn minstekravet
8. Bruk en tenning som er brutto overkill
9. Utnytte så stor en tennplugg gap som mulig
10. Bruk ikke mer fortenningen enn nødvendig
11. Maksimer slukke handling
12. Minimer hodet kammer volum
13. Bruk flat-top stempel hvis mulig
14. Minimer under panseret eksosvarme - bruk belagt overskrifter
15. Ikke ram i, men ventilere ut varm luft gjennom panseret vents

[KnastenradUndKnotenblech]

  google ovarsetta får dai