Объем головы как измерить: Как определить размер шапки? | Фабрика Венец

© 2021 textiletrend.ru

Головка блока цилиндров Объем камеры сгорания

В процессе сборки современного гоночного двигателя требуется множество проверок и инспекций для достижения желаемых уровней мощности, которые, как мы привыкли ожидать, являются обычным делом. Одна из этих проверок — проверка голов (кубические сантиметры). Это процесс, посредством которого мы физически измеряем объем камеры сгорания. Это важно сделать, потому что это обеспечивает согласованность между всеми цилиндрами.

Конструкция современного гоночного двигателя представляет собой объединение множества различных дисциплин: теории механики, машиностроения, металлургии, аэродинамики, анализа цепочки поставок, проверки и сборки.Многие дисциплины сливаются воедино, чтобы завершить процесс. Домашний производитель двигателей должен выполнять многие из этих задач без помощи каких-либо специалистов и может быть вынужден выполнять их все.

Строитель, скорее всего, в конечном итоге будет использовать внешних поставщиков для выполнения многих задач, которые в противном случае не могут быть выполнены из-за ограничений оборудования. Не у многих из нас есть возможности для выполнения основных работ с машинами или изготовления конкретных компонентов, поэтому мы вынуждены использовать внешние источники для многих наших нужд.В этом отношении мы вынуждены стать системными интеграторами.

Очевидно, есть еще много задач, которые может выполнить домашний строитель. Одна из этих задач — процесс сборки (термин процесс используется, потому что существует множество различных входных данных, которые участвуют в сборке двигателя). Процесс сборки выходит далеко за рамки простого поддержания деталей в чистоте и использования правильных значений крутящего момента для сборки различных компонентов, составляющих двигатель.

Мы можем построить дома двигатели, которые могут иметь выходную мощность, которая может превышать 2 л.с. на кубический дюйм.Тридцать лет назад профессиональные производители двигателей были бы вознесены до статуса богов, если бы смогли достичь такого уровня мощности. Технология стала доступной, и детали для достижения такого уровня производительности доступны от множества различных поставщиков по всей стране и от множества центров доставки по почте. Если у вас есть экономические ресурсы, вы можете получить практически любую часть вашего сердца.

CC Объем важен Объем камеры сгорания является ключевым элементом при определении степени сжатия.И, как мы все знаем или должны знать, «сжатие — это рог изобилия для лошадиных сил». Это известная цитата Эла Нанли, пионера в создании двухтактных выхлопных систем. Это утверждение верно для всех двигателей внутреннего сгорания. Причина, по которой мы измеряем каждую камеру, заключается в том, что нам нужно убедиться, что все они одинаковы.

Почему важно различать, какие камеры больше или меньше? Если вы строите двигатель V-8 или любой многоцилиндровый двигатель, это как если бы вы строили отдельные двигатели, которые имеют общие компоненты, такие как коленчатый вал, распределительный вал, блок и так далее.Двигатели, которые вы строите, также имеют некоторые общие системы, такие как система смазки, система охлаждения, системы подачи топлива, впуска и выпуска. Если объемы камеры сгорания различаются от цилиндра к цилиндру, энергия, которую они производят, будет отличаться от цилиндра к цилиндру.

Это вызывает дисбаланс в работе, которую выполняет каждый, и это будет стоить вам лошадиных сил. Некоторые эксперименты предполагают, что производитель двигателя намеренно меняет степень сжатия от цилиндра к цилиндру.Это делается в попытке компенсировать перепады расхода от цилиндра к цилиндру и редко бывает оправданным. С появлением более совершенных методов переноса, переноса с ЧПУ и производства более совершенных головок цилиндров и впускных коллекторов этот процесс стал не таким распространенным, как раньше.

С самой простой точки зрения, некоторые цилиндры будут работать с большей нагрузкой, а некоторые, по сути, будут продолжать работать, если объемы другие. Если после измерения объема в камерах вы обнаружите неприемлемый уровень вариации, вы узнаете, измеряя кубические единицы, над какими из них вам нужно работать, чтобы привести их в соответствие с другими.Но более серьезный вопрос заключается в том, почему важно знать, какие камеры сгорания бывают разные?

Насколько они должны быть близки Первый вопрос, который задаст большинство новых производителей двигателей, — насколько допустимы отклонения в объеме цилиндров? Простой ответ — все зависит от обстоятельств. Это зависит от того, насколько серьезно вы относитесь к развитию лошадиных сил. Я задал тот же вопрос Джо Монделло из Технического центра Монделло. Ответ был, мягко говоря, интересным.

«Что касается того, насколько допустимы вариации от камеры к камере, то настоящего ответа нет.Но мы знаем, что подобраться так близко не всегда возможно. Есть практические вопросы. «Мне не нравится больше изменений, чем 1 куб. См на камеру», — говорит Монделло. «Для камеры объемом 42 куб. См. 1 куб. Если вы используете камеру объемом 66 куб. См, 1 куб. См составляет чуть более 1,5%. Так что мы не имеем дело с большим числом. Действительно важно, что вы готовы принять в качестве стандарта.

«Если бы существовала взаимно однозначная корреляция с мощностью в лошадиных силах, и вас спросили, согласны ли вы с двигателем с пониженной мощностью на 2 процента по сравнению с вашим конкурентом, я готов поспорить, что 2 процента будут неприемлемыми.В современном мире мы видим, что все больше и больше двигателей работают с небольшими камерами и поршнями с плоским верхом. Так что объем в камерах становится все более критичным. При таком уровне критичности нам необходимо убедиться, что мы не теряем компрессию из-за того, что камера слишком велика по сравнению с остальными камерами ». Речь идет о переносе цилиндров и разработке двигателя.Он твердо уверен, что установка головок — это лишь одно из многих других важных измерений.В дополнение к проверке головок, Монделло очень четко дал понять, что следует проверять межцентровую длину шатуна, чтобы убедиться, что все стержни одинаковы.

В дополнение к этой проверке он также подчеркнул, что ход кривошипа необходимо проверять при каждом броске. Дополнительное внимание к деталям было предложено в связи с тем, что он заметил заметные различия в некоторых частях, доступных сегодня. Если вы не проверите эти критические размеры, вы действительно не узнаете, с чем имеете дело. Вы можете оставить питание на столе или, в худшем случае, у вас может произойти очень дорогостоящий сбой.

Еще одним важным размером является обеспечение того, чтобы верх блока был плоским и параллелен средней линии кривошипа. Если блок обработан неправильно, у вас будут не только неравномерные объемы в цилиндрах из-за разницы в высоте деки от цилиндра к цилиндру (в этот момент объем камеры становится спорным), у вас также могут быть проблемы с головкой. интерфейс к коллектору. Головки не будут располагаться параллельно центральной линии кривошипа, и это вызовет другие проблемы с интерфейсом.

Как измерить объем CC Мы установили, что определение объема в камерах имеет решающее значение. Как же измерить этот объем? Во-первых, вам понадобится специализированный инструмент. Не волнуйтесь, специализированный не всегда означает дорого, по крайней мере, в этом случае. Важно иметь возможность удерживать голову так, чтобы камеры были направлены вверх и были на одном уровне. Этот тип подставки для головы можно приобрести у любого количества поставщиков инструментов, которые обслуживают индустрию выступлений и гонок.Powerhouse Products — это одна компания, которая продает несколько различных типов подголовников.

Затем нужно накрыть камеру сгорания, чтобы можно было заполнить камеру жидкостью. Крышка может быть такой же простой, как кусок оргстекла с небольшим отверстием в центре. Оргстекло должно быть достаточно большим, чтобы закрывать камеру и опираться на плоскую часть головы. Его можно приобрести в местном хозяйственном магазине или в одном из крупных центров по ремонту дома. Кусок размером примерно 5×5 дюймов подойдет; чем толще, тем лучше.

Вам понадобится немного смазки, чтобы покрыть головку на стыке «оргстекло к головке», чтобы жидкость, которую вы будете использовать, не вытекла из камеры при ее заполнении. Также вам понадобится жидкость для заполнения камеры. Монделло предпочитает спирт с пищевыми красителями, чтобы жидкость в камере была видна во время заполнения камеры. Вы также можете использовать очень жидкое масло, такое как Marvel Mystery Oil. Жидкость должна быть жидкой и видимой.

Следующее необходимое изделие — бюретка. В качестве ориентира бюретка представляет собой стеклянную или пластиковую трубку с градуированными отметками сбоку, обычно отмеченными в кубических сантиметрах, на дне которой имеется кран.Верх открыт, поэтому вы заполняете трубку жидкостью, которую планируете использовать для измерения объема. После того, как вы наполните бюретку до верха, используйте кран, чтобы медленно выпускать жидкость, пока уровень жидкости не опустится до нулевой отметки. Нулевая отметка будет очень близко к верху бюретки. После заполнения бюретки достаточно просто заполнить камеру и записать объем, который выходит из бюретки.

Следует проявлять особую осторожность, чтобы убедиться, что камера заполнена полностью и не пролита жидкость.После того, как камера заполнена, можно легко просмотреть бюретку и узнать, сколько жидкости потребовалось. В зависимости от размера бюретки может потребоваться повторное наполнение бюретки для заполнения камеры. В этом случае не забудьте записать, сколько жидкости вы залили в камеру. Хотя это несложная задача, ее можно избежать, используя бюретку большего объема.

После того, как вы заполнили все камеры и получили числа перед собой, примите некоторые решения в зависимости от результата.Если камеры слишком маленькие, вам придется увеличить размер камеры. Этого можно добиться, выполнив следующие действия: Простое измельчение материала из камеры. В этом процессе нужно проявлять большую осторожность. Форма камеры может и будет влиять на количество потоков, поэтому необходимо соблюдать осторожность. Регулировка работы клапана для опускания клапана ниже в камеру. Еще раз, следует проявлять большую осторожность и не заходить слишком далеко. Использование различных клапанов, у которых может быть больше тарелки на лицевой стороне, или удаление материала на токарном станке с лицевой стороны клапана.

Если камеры слишком большие, возможности немного более ограничены. Как и при сверлении отверстия, всегда легче сделать отверстие больше, чем добавить материал, чтобы сделать отверстие меньше. Вы можете фрезеровать головку, чтобы уменьшить объем в камерах. Вы можете изменить клапаны, чтобы они имели меньшую форму тарелки на лице. Смена головки или головок также возможна.

Сегодня на рынке представлено множество различных головок. Выбор, который у нас есть сейчас, намного шире, чем тогда, когда единственным доступным для вас выбором был то, что было доступно OEM.Вы можете быть ограничены правилами движка класса, в котором вы участвуете, поэтому процесс выбора становится проще.

Как конструктор / производитель двигателей вы делаете выбор. Вы делаете окончательное определение окончательного размера камеры. У вас есть сила создавать власть. В сегодняшней гоночной среде мы должны обращать внимание и знать такие детали, чтобы улучшить нашу производительность. Чтобы знать, вы должны измерить. Целью всегда является улучшение, поэтому мы должны измерить объемы куб.CT

Технический центр Mondello — 888 / 666-3355www.mondello.comPowerhouse Products — 800 / 872-7223www.powerhouseproducts.com

Как измерить объем камеры сгорания

Очень важно знать объем камеры сгорания при сборке двигателя, чтобы вы могли знать вашу точную степень сжатия или заказать поршень с правильным объемом купола, чтобы получить желаемую степень сжатия. Заказ поршней с полкой с некоторой предполагаемой степенью сжатия не часто дает вам заявленную степень сжатия, которую производитель поршня заявляет.Обычно объем камеры сгорания одного и того же двигателя в семействе двигателей довольно сильно варьируется, и ваш полочный поршень, который рекламируется как 10: 1, может дать фактическую степень сжатия от 9: 1 до 11: 1 в зависимости от того, что наклеить части, которые у вас есть.

Чтобы получить истинную степень сжатия, вам необходимо знать:

1. Объем цилиндра [(диаметр отверстия ÷ 2) ² x 3,1416 x ход x 16,387]
2. Объем зазора [(диаметр отверстия ÷ 2) ² x 3.1416 x высота настила x 16,387]
3. Объем прокладки (отверстие ÷ 2) ² x 3,1416 x толщина прокладки x 16,387]
4. Объем камеры, значение подтверждено производителем путем измерения
5. Объем купола поршня, от поршня изготовлен или указан вами, если поршень нестандартный

Таким образом, чтобы получить степень сжатия, вы складываете рабочий объем, который составляет 1-5, 5 может быть добавлено, если поршень имеет купол, ноль, если это плоский верх, или вычитается если в поршне есть тарелка.Затем вы вычисляете сжатый объем, который добавляет 2-5, и делите развернутый объем на сжатый объем, чтобы получить степень сжатия.

Таким образом, вы можете контролировать положительный или отрицательный объем поршня, если вы выбираете индивидуальный поршень, чтобы вы могли установить точную степень сжатия. При использовании полочного поршня вы можете узнать объем купола у производителя поршня. Таким образом, большая переменная, которую вам нужно измерить, чтобы точно узнать коэффициент сжатия, — это объем камеры сгорания.Вот простой способ сделать это без специального оборудования.

Вам необходимы впускной и выпускной клапаны для одного цилиндра, чтобы начать определение объема камеры сгорания.

Нанесите слой смазки на посадочные поверхности клапана. Вы также можете установить свечу зажигания в цилиндр, который вы будете измерять.

Старые Бритты, вычислить сжатие Raito и CCing a Head

Формула для расчета степени сжатия:

CR = (Vs + Vc) / Vc

• CR — степень сжатия.
• Vs — это объем хода. (π / 4) b²s
  • π — это Пи или 3,1416.
  • b — отверстие цилиндра.
  • с — ход.
• Vc — зазор головки.

Мы проверяем степень сжатия короткоходного двигателя Steve Maney объемом 750 куб. См. Этот двигатель имеет стандартные шатуны Commando и стандартные поршни объемом 850 куб. См, что дает нам диаметр цилиндра 7.7см и ход 8,04см.
Объем хода ( Vs ) вычисляется с использованием (π / 4) b²s или (3,1416 / 4) x 7,7² x 8,04, что дает нам Vs = 374,394cc

Чтобы рассчитать зазор головы ( Vc ), вам нужно будет см. Кубик головки, чтобы получить объем камеры сгорания ( Hcc ).

Для cc головки понадобится:

• Светлая жидкость.Мы используем жидкость Chevron ATF.
• Бюретка или другое устройство для измерения ML или куб. Один мл равен 1 куб. Объем камеры сгорания Commando составляет около 50 куб. См на один цилиндр, поэтому бюретка объемом 100 мл — лучший вариант. Головка, которую мы устанавливаем, имела размер 54,6 куб. См ( Hcc ), поэтому, если бы у нас была бюретка объемом 50 куб. бюретку и сложите два показания вместе, чтобы получить точное измерение одной камеры сгорания.
• Немного смазки. Рекомендуется белая смазка, но мы использовали имеющуюся смазку.
• Кусок оргстекла, закрывающий камеру сжатия с отверстием для заполнения камеры. У нас есть кусок оргстекла, который для убедительности закрывает обе камеры. Перед тем, как просверлить отверстие в оргстекле, подумайте, как вы собираетесь крепить бюретку. Если вы используете обычную подставку для бюреток, вам может потребоваться просверлить отверстие рядом с краем камеры сгорания. камеры или, в нашем случае, центра, поскольку бюретку мы устанавливали над центром камеры сгорания.
  Монтаж бюретки.

  Процедура:

  1. Вам необходимо нанести тонкий слой смазки на цилиндр, который нужно измерить, или в нашем случае и то, и другое. цилиндры, так как мы покрываем оба одним куском оргстекла. Смазка используется для приклеивания Приложить оргстекло к голове и сделать пломбу. Идея состоит в том, чтобы заполнить камеру сгорания жидкостью. к линии разъема головки и цилиндра и Оргстекло позволяет это сделать.
  2. Прижмите оргстекло к цилиндру, убедившись, что у вас хорошее уплотнение.
  3. Если у вас нет подставки для бюретки, придумайте какой-нибудь способ удерживать ее на месте. Вы очень устанете держать бюретку в руке, так как жидкость вытекает очень медленно, по капле за раз.
  4. Заполните бюретку измерительной жидкостью. Заполните бюретку немного выше нулевой линии и выдавите жидкость во что-то другое, кроме головы, пока она не окажется как раз на нулевой линии.
  5. Когда камера почти заполнена, вам, вероятно, потребуется осторожно наклонить головку, чтобы убедиться, что все удаляются пузырьки воздуха.
  6. Считайте объем прямо с бюретки.
     Голова готова к сс. Заполнение камеры сгорания ATF.

     Обе камеры сгорания должны быть одинакового объема, в противном случае вам может потребоваться изменить одну камеру, чтобы они равны. В этой статье мы не будем подробно рассказывать, как модифицировать камеру сгорания.

     Теперь у нас есть объем камеры сгорания, и нам нужны еще два измерения для расчета зазорный объем ( Vc ).

     1. Нам нужно знать толщину прокладки ГБЦ.Прокладка пламенного кольца (с проушинами) (06-5051) обычно имеет толщину 0,040 дюйма.
     2. Объем поршня ( Вп, ), который втыкается в камеру сжатия. В этой статье мы используем поршни с плоским верхом, и это относится ко всем 850cc Commando. Поршни, которые мы продаем.

     Используя глубиномер для измерения высоты поршня над верхней частью цилиндра, мы получаем 0,1 дюйма.

     Вычитая толщину прокладки головки 0,1 — 0,040, получаем.06 «поршня, застрявшего в камере сгорания.

     Преобразование 0,06 дюйма в см. 0,06 x 2,54 = 0,1524 см для высоты поршня ( H ) в камере сгорания.

     Объем поршня ( Vp, ), (π / 4) b² x H составляет (3,1416 / 4) x 7,7² x 0,1524 или 7,0967 см3.

     Предполагая, что в поршне нет клапанных карманов, мы можем теперь рассчитать объем зазора головки ( Vc ). Если у вас есть карманы клапана в поршне, вам придется измерить этот объем и вычесть его из объем поршня ( Вп, ).

     Vc = Hcc — Vp или в нашем случае 54,6 — 7,0967 = 47,5033.

     ---

     Степень сжатия ( CR ) вычисляется по формуле CR = (Vs + Vc) / Vc , получаем сжатие соотношение (374,394 + 47,5033) / 47,5033 = 8,88: 1

     Вернуться на домашнюю страницу Old Britts Вернуться к техническим статьям

     ---

     Эта страница была написана и разработана Ф. Х. Итоном. & Associates, если у вас есть какие-либо вопросы или комментарии, пожалуйста свяжитесь с нами по адресу info @ fheaton.ком

Как рассчитать степень сжатия и рабочий объем двигателя

При создании двигателя с нуля расчет степени сжатия (CR) является необходимым шагом по любому количеству причин, начиная от соблюдения правил гонок и заканчивая получением фора на тюнинг.

«Слишком слабое сжатие обычно приводит к неудовлетворенным ожиданиям производительности. На стороне высокого давления [слишком сильное сжатие] сопряжено с большим риском при настройке и потенциальным отказом компонентов, если не используется должным образом лучшее топливо », — говорит Алан Стивенсон из JE Pistons. «В приложениях с принудительной индукцией (FI) ошибиться на низкой стороне намного безопаснее, чем испытать удачу на высокой стороне. Окно настройки расширяется и обеспечивает большую безопасность в случае возникновения проблем с давлением или подачей топлива, или даже в случае плохой партии газа.И, если мощности недостаточно, еще один-два фунта наддува легко восполнит разницу ».

Ряд санкционирующих органов ограничивают степень сжатия двигателя в зависимости от класса или области применения. Если CR рассчитывается неправильно, гонщик может быть оштрафован за мошенничество, если судьи обнаружат, что он слишком высок. С другой стороны, если CR ниже допустимого максимума, гонщик теряет мощность. Даже если нет правил для CR, гонщик может быть ограничен определенным видом топлива. Знание CR обеспечит прочную основу для стратегии настройки.

Для тех, кто не занимается гонками, неплохо знать и понимать данные, необходимые для расчета CR, особенно при создании двигателя с нуля. Например, при заказе поршней техническим представителям компании необходимо знать ряд факторов, чтобы обеспечить желаемую или, по крайней мере, безопасную степень сжатия.Если у вас есть использованный блок и вы не знаете высоту платформы, или вы приобрели набор головок и не знаете объем камеры сгорания, то вероятность возникновения проблем, упомянутых Стивенсоном, вполне вероятна.

Делаем математику

В старые времена вычисление CR означало использование логарифмической линейки (очень давно) или работу с набором формул на портативном калькуляторе.Сегодня поиск онлайн-калькуляторов, которые быстро выдадут результаты, находится на расстоянии одного клика от Google. Но, как гласит старая пословица, компьютер хорош ровно настолько, насколько хорошо он получает информацию.

Измерения, необходимые для определения CR:

• Диаметр цилиндра
• Длина хода коленчатого вала
• Диаметр отверстия прокладки головки
• Толщина сжатой прокладки головки
• Объем камеры сгорания
• Объем купола поршня
• Объем зазора деки поршня

В Интернете есть пара высокотехнологичных калькуляторов, которые запрашивают даже больше, например длину штока и расстояние от первого компрессионного кольца до верха поршня.Последнее поможет обеспечить объем над верхним кольцом, но это измерение обычно не оказывает существенного влияния на окончательный расчет и используется только в очень важных приложениях.

Онлайн-калькуляторы обычно предлагают на выбор ввод всех измерений в дюймах или метрических единицах, за исключением объемов камеры сгорания и купола поршня, которые всегда вводятся в кубических сантиметрах или кубических сантиметрах.

Многие современные поставщики послепродажного обслуживания предоставляют свои соответствующие размеры для стандартных деталей, что является более чем половиной успеха в быстром определении CR вашего двигателя с разумной точностью.

«Слишком много людей зацикливаются на десятых долях балла в CR, но не могут понять эффекты гидродинамики, например, из-за правильного выбора кулачка и фазировки», — говорит Стивенсон. «Если все остальное хорошо согласовано, разница в 0,1 коэффициента будет незначительной для всего, что не относится к профессиональным гонкам с максимальными усилиями.”

Это декорировано?

Высота палубы — это то измерение, которое производитель двигателя должен произвести для точного расчета. Даже с новым блоком цилиндров, новыми шатунами и новыми поршнями может быть значительная разница, если сложить высоту платформы и попытаться вычесть половину хода, длины штока и высоты сжатия. И если блок используется, а вы не уверены в его истории, есть вероятность, что поверхность его могла быть фрезерована, что изменило бы высоту настила.

«Самый упускаемый из виду размер — высота блока. Это критически важно для точности степени сжатия, поскольку разница в зазоре деки в 0,020 дюйма приводит к значительному изменению CR », — предупреждает Стивенсон.

Опять же, CR рассчитывается путем деления общего рабочего объема на общий сжатый объем.Вот что необходимо для определения каждой из этих сумм:

Рабочий объем равен объему цилиндра + объем зазора + объем поршня + объем прокладки + объем камеры. Сжатый объем равен зазору + объем прокладки + объем поршня + объем камеры.

Все коэффициенты должны иметь одно и то же числовое значение. При ручном вычислении это обычно кубические сантиметры или CC. Большинство онлайн-калькуляторов автоматически конвертируют стандартные измерения в метрические и вычисляют такие значения, как зазор, если вы правильно ввели диаметр цилиндра и зазор по высоте платформы.Онлайн-калькуляторы также могут вычислить объем прокладки с правильной толщиной и отверстием, но многие производители прокладок предоставляют эту информацию в своих каталогах или на упаковке.

Определение объемов говорящих

Опять же, производственные компании послепродажного обслуживания обычно поставляют необходимое количество новых деталей. Производители поршней будут указывать объем купола / тарелки в + или — CC, а производители головок цилиндров предлагают свои продукты с разными объемами, чтобы помочь достичь желаемой степени сжатия.Однако никогда не помешает подтвердить собственными измерениями.

«По необходимости, двигатели внутреннего сгорания требуют достаточно жесткого контроля размеров для надежной работы, поэтому отклонения в размерах должны быть в пределах допустимых допусков. Контроль качества на уровне производства предотвращает выпуск несоответствующей продукции в эксплуатацию », — поясняет Стивенсон. «Конечно, ничто не может быть стопроцентным, поэтому тщательные измерения являются стандартной практикой для механических цехов и производителей двигателей. Предполагать, а не измерять, почти гарантирует дорогостоящий и неприятный результат.”

Опытные производители двигателей имеют все необходимые инструменты для выполнения всех необходимых измерений, такие как измеритель внутреннего диаметра и индикатор часового типа. Самые утомительные измерения — это объем поршня и объем камеры сгорания. Требуются бюретка, цветная жидкость и приспособления для решения конкретных задач, как указано на прилагаемых фотографиях.

Пример большого блока Chevy

В качестве примера давайте вычислим CR для популярного приложения Chevy с большими блоками. Начиная с внутреннего диаметра 0,060 дюйма (4,130 дюйма) и хода 4,250 дюйма, рабочий объем каждого цилиндра составляет 62,006 куб. См, что соответствует 496 куб. Дюйм V8.

Завершают вращающийся узел штоки и поршни диаметром 6,385 дюйма с высотой сжатия 1,270 дюйма и куполом объемом 18 см3. Мы используем закаленный блок, который требует небольшой отделки поверхности, поэтому итоговая высота настила равна 9.780. Выбранные головки цилиндров имеют камеры сгорания объемом 118 куб. См, а прокладка головки цилиндров имеет внутренний диаметр 4,375 и толщину в сжатом состоянии 0,040. Производитель заявляет, что объем прокладки составляет 9,854 куб. См.

При такой высоте деки и вращающемся узле зазор деки составляет 0,000. Вставив все эти числа в онлайн-калькулятор, мы получим 10,25: 1. Если бы у двигателя был новый блок со стандартной высотой деки 9,800 дюйма, CR упал бы до 9,86: 1, потому что был бы зазор деки 0,020 дюйма.

При расчете вручную формула будет работать с моделью настила с поверхностью:

• Объем цилиндра = 1016.094cc [(диаметр ÷ 2) ² x 3,1416 x ход x 16,387]
• Зазорный объем = 0,000cc [(диаметр ÷ 2) ² x 3,1416 x высота платформы x 16,387]
• Объем прокладки = 9,9854cc [от производитель, но формула (диаметр отверстия ÷ 2) ² x 3,1416 x толщина прокладки x 16,387]
• Объем камеры = 118 куб. см [Значение от производителя, но может быть определено и / или подтверждено путем измерения]
• Объем поршня = -18 куб. от производителя, но может быть определено и / или подтверждено путем измерения.Выражается как отрицательный объем, потому что форма поршня имеет куполообразную форму. Если бы поршень был выпуклым или плоским верхом с предохранительными клапанами, это было бы положительно.]

С этими числами мы складываем рабочий объем как 1016,094 + 0,000 + 9,985 + 118 — 18 = 1126,079. Сжатый объем 0,000 + 9,985 + 118 — 18 = 109,985. Разделив развернутый объем на сжатый, мы получим 10,24: 1. Небольшая разница между ручным вычислением и онлайн-калькулятором, вероятно, объясняется тем, что последний использует больше десятичных знаков в уравнении.

После расчета CR у производителя двигателя есть несколько вариантов его изменения без использования других деталей или дополнительной обработки. Более толстая прокладка немного снизит сжатие, а более тонкая прокладка немного повысит сжатие. В противном случае придется заказывать другие поршни или головку блока цилиндров придется фрезеровать для уменьшения объема камеры сгорания и увеличения CR.

Статическое и динамическое сжатие

В заключение, эти расчеты будут вычислять степень сжатия двигателя статическая . Также следует учитывать степень сжатия , , динамическую, , , которая связана с синхронизацией распределительного вала. Двигатель с высоким CR потеряет часть этого давления сжатия, если впускной клапан останется открытым t после того, как поршень начнет такт сжатия. Это называется точкой закрытия впускного клапана.

«Физика диктует формулу, используемую для расчета CR, и ни одна из констант, вводимых в эту формулу, не меняется с частотой вращения», — объясняет Стивенсон. «Единственным исключением является изменение зазора деки из-за растяжения стержня, особенно с алюминиевыми стержнями, и отклонения компонентов, например, изгиба кривошипа».

Как рассчитать компрессию двигателя

Зачем нужно рассчитывать компрессию двигателя?

Любой Когда вы вносите изменения в двигатель, обрабатывая картер или обрабатывая головки цилиндров, вы изменяете соотношение сжатия.При изменении соотношения необходимо рассчитать компрессию двигателя.

Сегодня, когда количество оригинальных поршней и цилиндров ограничено, использование вторичных поршней становится все более нормальным. Если вы работаете со старым двигателем, потребуется больше, чем чистка поверхности, чтобы вернуть компоненты на новый уровень. Чтобы убрать износ, вам нужно будет обработать двигатель. Так что добавьте машинную работу и использование вторичных поршней, и это устранит потребность в точных измерениях компрессии.

В первом из двух уроков мы покажем вам, как и какие компоненты необходимо измерять.Затем на втором уроке мы покажем вам, как использовать собранные вами измерения. Мы покажем вам, как построить свой собственный калькулятор двигателя. Вы будете использовать Microsoft Excel или Google Таблицы, мы используем Excel.

Лучшее место для сборки двигателя — это в первую очередь «бумага». Проработайте эти уроки, и это позволит вам принять решение о размерах купола поршня и толщине прокладок, прежде чем вы начнете процесс сборки.

Расчет высоты деки поршня

Высота деки поршня (высота поршня над или под поверхностью прокладки головки в ВМТ) является критическим расчетом.Изменение высоты деки поршня повлияет на степень сжатия и зазоры в камере.

Существует два способа измерения высоты деки поршня. Первый способ — выполнить макетную сборку двигателя. Затем вы должны физически измерить положение поршня по отношению к уплотнительной поверхности.

Этот метод работает, только если вы создаете 100% запас двигателя. Иногда бывает сложно измерить на месте. Некоторые типы поршней затрудняют измерение высоты деки при установке.Это связано с размером купола и тем фактом, что получить точные измерения негде. У вас может не быть даже поршней, если вы заказываете индивидуальный набор. Для заказа вам необходимо указать высоту штифта и высоту деки.

Второй метод — вычислить высоту настила путем измерения отдельных компонентов. Это тот метод, который мы предпочитаем. Об этом и идет урок. После того, как мы определили фактические размеры физических частей двигателя, мы можем применить расчет для определения ожидаемой высоты палубы.

Как измерить компоненты

Чтобы рассчитать высоту настила, нам необходимо измерить следующие элементы.

Полутолщина картера.

Вам нужно измерить картер, пока он еще не снят. Корпус уже должен быть обработан. Если присмотреться, машинист может проштамповать извлеченную сумму на футляре.

Ход коленчатого вала

Ход коленчатого вала можно взять из справочника технических характеристик Porsche.Или вы можете измерить по мере необходимости. Измерьте расстояние от верхней мертвой точки, ВМТ, до нижней мертвой точки, НМТ.

Шатун

Вы будете измерять длину шатуна от центра к центру. Измерьте расстояние от маленького конца до центра стержня. Измерьте расстояние от центра шатунной шейки на большом конце. Или вы также можете получить спецификации из технической книги Porsche.

Высота поршневого пальца

Измерьте высоту поршневого пальца от верха поршня до средней линии пальца.Лучший способ сделать это — вставить шатун и добавить половину диаметра.

Высота ствола

Высота ствола от уплотнительной поверхности до уплотнительной поверхности. Мы используем плоский кусок гранита для более точного обзора. Каким бы способом вы ни измеряли, убедитесь, что вы милы и подходите для хорошего измерения.

Пакет прокладок

Для начала вам необходимо оценить толщину пакета прокладок. Прокладки бывают только нескольких размеров, если у вас нет специальной шлифовки.Иногда механический цех поставляет прокладки в количестве, равном тому, сколько они сняли половину корпуса. Допускается установка регулировочных шайб в основании цилиндров напротив корпуса двигателя Porsche. Прокладки — это деталь, которую можно легко заменить с помощью калькулятора компрессии двигателя.

Выполнение расчетов высоты поршневой деки

Когда у вас есть все измерения, вы можете подставить числа в формулу. Это формула с использованием чисел, которые мы измерили с помощью нашего движка на видео.

Формула высоты деки поршня

(толщина корпуса — (ход / 2) + высота ствола + толщина прокладки) — (длина штока + высота поршня) = высота деки

(111.41 — (66/2) + 85,47 + 1,02) — (130 + 33,91) = 0,99 мм

Больше для измерения

Теперь у вас есть высота деки поршня, необходимая для измерения объема купола поршня и объема камеры. Так что работайте вместе с этой частью видеоурока. Вам нужно будет открыть свою собственную страницу Excel или таблицу Google. Это будет начало вашего калькулятора двигателя, так что не пропустите этот шаг. После расчета высоты деки нам еще нужно измерить объемы поршневого купола и объем камеры.

Измерение объема купола поршня

Купол поршня обычно имеет неправильную форму. Это затрудняет оценку его размера. С вырезами для клапанных карманов и различной конструкцией купола единственный способ получить точный объем — это измерить его с помощью жидкости.

Метод, который мы собираемся использовать для измерения купола поршня, называется «методом заполнения вниз».

Использование метода заполнения вниз

Метод заполнения вниз выполняется путем установки поршня в цилиндр.Затем вы устанавливаете поршень на определенную глубину ниже верхней части цилиндра. Поскольку диаметр цилиндра известен, мы можем рассчитать, какой объем должен быть на основе глубины поршня. Затем вы наполняете цилиндр и вычитаете фактическое значение из того, что должно быть. Разница между ними заключается в фактическом объеме купола.

Установка поршня и цилиндра

Сначала установите поршень так, чтобы по крайней мере верхнее поршневое кольцо было установлено в нижней части цилиндра.Сначала нужно оставить поршень внизу отверстия, чтобы можно было нанести небольшое количество смазки на отверстие. Смазка будет плотно прилегать к отверстию поршня, чтобы вы не теряли жидкость при заполнении цилиндра. После нанесения смазки подтолкните поршень вверх и установите его на достаточно низкую высоту, чтобы крышка была закрыта, но не настолько низко, чтобы для заполнения требовалось больше жидкости, чем может вместить трубка бюретки.

Расчет высоты купола

Убедитесь, что высота, которую вы устанавливаете для поршня, измеряется по высоте сжатия поршня, а не по высоте купола.Чтобы найти высоту купола, мы возьмем наше значение высоты сжатия поршня, которое мы нашли ранее при расчете высоты деки поршня. Это число берется от центра булавки на запястье до верхней части поршня под куполом. Затем измерьте расстояние от центра штифта на запястье до верхней части купола поршня. Вычтите высоту сжатия из общей высоты, и разница будет высотой купола.

Высота купола = Общая высота — Высота сжатия

Теперь, когда у вас есть высота купола, вы можете установить высоту заполнения вниз.Мы используем высоту заполнения пуха 20 мм, чтобы найти установленную высоту, я бы вычел высоту моего купола из установленной высоты, и разница будет высотой от верха цилиндра до верха купола поршня.

Установленная измеренная высота = расстояние заполнения вниз — высота купола

Теперь подтолкните поршень до правильной измеренной высоты. Вытрите излишки смазки, которые могут быть выше компрессионной высоты. Не оставляйте лишнюю смазку в камере, это изменит значение купола, что приведет к неточным показаниям.Установите пластину CC на верхнюю часть ствола. Убедитесь, что он плотно прилегает к стволу, используя тонкий слой смазки.

Заполнение цилиндра жидкостью

Заполните трубку бюретки и обнулите ее. Обязательно используйте жидкость, подобную «очистке тормозов» или «спирту для протирки», эти типы жидкостей имеют высокую скорость испарения и не оставляют никаких остатков на измеряемой детали. Использование жидкости, подобной маслу ATF, не рекомендуется, поскольку она слишком густая и может привести к образованию пузырьков воздуха в жидкости.Кроме того, очистить после измерения намного сложнее. Не используйте воду. Использование воды может вызвать коррозию отверстия цилиндра и поршневых колец.

Установите цилиндр под небольшим углом и заполните цилиндр до верха. Во время наполнения убедитесь, что из камеры удален весь воздух. Считайте и запишите количество жидкости, необходимое для заполнения цилиндра. Мы будем использовать фактическое измеренное число в нашей электронной таблице для расчета объема купола поршня.

Измерение объема камеры сгорания

Чтобы иметь возможность рассчитать степень сжатия двигателя, нам необходимо измерить объем камеры головки блока цилиндров.Поскольку камера имеет неправильную форму, математически вычислить реальный объем будет чрезвычайно сложно. Единственный способ получить точные измерения — заполнить камеру жидкостью и измерить количество жидкости, необходимое для ее полного заполнения.

Различия в головках блока цилиндров

Головка блока цилиндров более ранней версии объемом 2,0 литра на Porsche отличается от головки блока цилиндров на 2,7 литра более поздней версии. При измерении головок цилиндров 2,0 л 1965-69 годов важно, чтобы уплотнительная пластина была установлена ​​на правильной высоте.Это связано с тем, что на двигателях 2,0 л ствол находится в головке блока цилиндров. Если измерить камеру сгорания от уплотнительной поверхности вниз, вы получите неверный расчет. Вам нужно сделать пластину, которая устанавливается в камеру сгорания.

Установка камеры сгорания

Не переполняйте камеру. Если вы просто заполните камеру жидкостью и не будете использовать пластину, поверхностное натяжение заставит ее удерживать больше жидкости, чем реальный объем. По этой причине вам нужно использовать кусок пластика, чтобы закрыть камеру.

Для измерения объема камеры необходимо сначала установить свечу зажигания. Желательно использовать ту же свечу зажигания, которую вы планируете использовать в двигателе. Затем с помощью небольшого количества легкой смазки приклейте крышку к верхней части головки блока цилиндров. Установите головку блока цилиндров под небольшим углом на измерительном столе. Небольшой угол позволит воздуху выходить из заливного отверстия.

Заполнение камеры сгорания

Как и в прошлый раз, когда вы заполняли цилиндр, заполните трубку бюретки и установите ее на ноль.Для этого немного переполните тюбик. Уровень можно снизить до нуля, слив немного жидкости. Обязательно используйте жидкость, подобную «очистке тормозов» или «спирту для протирки», эти типы жидкостей имеют высокую скорость испарения и не оставляют никаких остатков на измеряемой детали. Использование жидкости, подобной маслу ATF, не рекомендуется, поскольку она слишком густая и может привести к образованию пузырьков воздуха в жидкости. Не используйте воду. Использование воды может привести к коррозии клапанов, седел и камеры двигателя.

Поместите трубку над заливным отверстием и начните заполнять камеру. При заполнении камеры убедитесь, что в камере не осталось пузырьков воздуха. Убедитесь, что уровень жидкости останавливается внизу заливного отверстия, а не вверху. Запишите количество жидкости, использованной для заполнения камеры.

Готово ко второму уроку

Теперь у вас есть все измерения, чтобы перейти ко второму уроку. Этот урок полностью посвящен Excel. Работайте вместе с видео, делайте паузы там, где вам нужно. Вы должны открыть Калькулятор высоты палубы с первого урока.Это будет базой для запуска вашего полного калькулятора двигателя.

Расчет сжатия двигателя, математика

Расчет коэффициентов сжатия двигателя

Лучший способ отслеживать все вычисления, необходимые для получения степени сжатия, — это создать лист в Microsoft Excel или с помощью листов Google. Используя любую из этих программ, вы вводите все свои измерения и отслеживаете важные данные двигателя.

Используя Excel, вы также можете сохранить лист как шаблон.Это позволяет отслеживать работу нескольких двигателей. Просто сохранив лист под новым именем, именем вашего клиента или номером двигателя, вы получите запись об их сборке. Следите за компрессией вашего двигателя в зависимости от того, какой способ лучше для вас.

Формулы, которые вам необходимо знать:

• Высота деки = (Толщина корпуса- (Ход / 2) + Высота ствола + Толщина прокладки) — (Длина штока + Высота поршневого пальца)
• Купол Объем = (отверстие² x расстояние заполнения вниз x pi / 4) — измеренный объем
• Коэффициент сжатия = (объем цилиндра + объем высоты деки + объем камеры) / (объем камеры + объем высоты деки — объем купола)
• Рабочий объем = (отверстие² x ход x pi / 4)
• Высота деки Объем = (отверстие² x высота деки x pi / 4)
• Объем щели = (диаметр отверстия -диаметр поршня) x окружность отверстия x поверхность верхнего кольца
• Коэффициент сжатия с объемом щели = (объем цилиндра + объем высоты деки + объем камеры) / (объем камеры + объем высоты деки + объем щели — объем купола)
90 069 Рабочий объем = (количество цилиндров x рабочий объем)
• Миллиметры в Сантиметры = миллиметры ÷ 10
• Pi (π) = 3.1415

При вычислении кубических сантиметров необходимо переводить миллиметры в сантиметры. Чтобы преобразовать миллиметры в кубические единицы, просто разделите их на 10.

Выводы по расчету компрессии двигателя

Двигатель Porsche с воздушным охлаждением стареет. Последняя модель 993 с воздушным охлаждением прекратила производство в середине 90-х годов. Таким образом, молодым двигателям около 30 лет, а ранним двигателям — 50 лет. Из-за их возраста не многие из этих двигателей остаются незамеченными. И даже если двигатель оставался нетронутым на хранении, его также необходимо перестроить.В заключение это означает, что для многих двигателей потребуется машинная работа. А запасные части — это зачастую все, что доступно для старых двигателей. Две веские причины рассчитать компрессию двигателя!

Если вы знаете степень сжатия вашего двигателя, вы можете принять более правильные решения, прежде чем собирать двигатель заново. Правильная компрессия важна для качественной сборки. Получить желаемую компрессию двигателя можно, если провести замеры и выполнить работу. Помните, что лучший способ изучить новый навык после того, как вы увидели его объяснение, — это пойти и заняться им.

, определяющий характеристики двигателя — CarTechBooks

Головки цилиндров включают в себя гораздо больше, чем просто соотношение коромысел и высоту установки клапанной пружины. В этой главе я обсуждаю формулы для преобразования объемов камеры сгорания, соотношения выхлопных газов к впуску, площади завесы клапана, площади поперечного сечения портов и различных других факторов, которые влияют на потенциал производительности любой головки блока цилиндров. Вы можете увидеть здесь кое-что новое, но все это не сложно, и вам может быть интересно провести мозговой штурм по различным комбинациям, которые могут быть применимы к вашему конкретному проекту производительности.

После сумматоров мощные головки блока цилиндров — это самое выгодное вложение, которое вы можете сделать. Внимательно обратите внимание на формулы в этой главе. Они помогут вам понять и оценить широкий выбор головок цилиндров, доступных для вашего проекта производительности.

Изменение размеров камеры сгорания

Камеры сгорания в головке блока цилиндров смонтированы с целью расчета степеней сжатия и проверки равного объема в каждой камере.Для формулы степени сжатия (см. Главу 3) вам необходимо преобразовать кубические сантиметры в кубические дюймы. Есть несколько вариантов преобразования.

Размер камеры = измеренный куб. См x 0,0610237

Это много цифр, которые нужно запомнить, и много ключей, которые нужно нажать на вашем калькуляторе, поэтому большинство производителей двигателей используют следующую альтернативную формулу.

Размер камеры = измеренный куб.см ÷ 16,4

Точное преобразование — 16,387064, но разница незначительна и обычно не влияет на окончательный расчет.Ознакомьтесь со следующими примерами, используя все три версии коэффициента преобразования для расчета размера (в кубических дюймах) камеры сгорания объемом 64 куб.

64 x 0,06 · 10237 = 3,9055 ci

64 ÷ 16,4 = 3,9024 Ки

64 ÷ 16,387064 = 3,9055 Ки

Обратите внимание, что 16,4 — это округленное число, которое легче всего держать в голове. На практике разница настолько мала, что не повлияет на расчет степени сжатия, поэтому большинство людей выбирают ярлык.

Оценка объемов портов

Здесь нет реальных формул для работы, но количественное определение разницы между кубическими сантиметрами порта головки блока цилиндров важно, если вы выполняли какие-либо работы по переносу или очистке портов.Для большинства головок цилиндров с высокими характеристиками опубликованы объемы, которые обычно довольно точны. Вы можете проверить их, закрыв каждый порт так же, как камеру сгорания. Установите впускной клапан, используя легкую контрольную пружину и фиксатор, чтобы удерживать клапан в закрытом состоянии. У многих головок есть отверстие в крыше порта, которое просверлено и нарезано резьбой для установки штифта коромысла над портом. Для обеспечения точности вы должны установить штифт коромысла и его направляющую пластину толкателя (если таковая имеется), чтобы заглушить отверстие на нужную глубину.Затем смонтируйте отверстие, как описано в главе 3. Поскольку впускные отверстия вмещают значительно больший объем, чем камеры сгорания, полезно иметь градуированную бюретку с большей емкостью, скажем, 250 см3, если это возможно. В противном случае вам придется остановить поток контрольной жидкости на нуле и наполнить бюретку один или несколько раз, чтобы завершить работу. Чтобы обеспечить равную работу каждого цилиндра, вы хотите обеспечить равные объемы портов, и поэтому вы должны проверить их, выполняли ли вы какие-либо работы в области порта или чаши клапана.

Многие производители уличных двигателей любят убирать неровности в области чаши прямо над клапаном и согласовывать отверстия портов с впускным коллектором, но они очень осторожны, чтобы не изменить площадь поперечного сечения горловины Вентури клапана там, где прямоугольная или овальное отверстие делает переход к круглой форме прямо над седлом клапана. Все, что требуется — это незначительное прилегание к седлу клапана. Изменение области без знаний и опыта может испортить хороший порт, и вы никогда не узнаете об этом без сравнительной лабораторной работы.Для большинства сборщиков DIY было бы лучше проверить, что у вас уже есть, скопировав все порты и сравнив их в процентах.

Этот порт в разрезе показывает размер измеряемого объема. Проверьте крышу порта на предмет открытых отверстий под штифт коромысла, которые могут быть в вашей конкретной отливке. Перед установкой заткните их шпилькой и герметиком. Не забудьте включить направляющую пластину, чтобы правильно установить глубину шпильки.

Измерьте объем порта так же, как и объем камеры (см. Главу 3).Поскольку объем портов часто в три или более раз превышает объем камеры, вы можете рассмотреть градуированную бюретку с большей емкостью. Интернет-магазины, занимающиеся поставками химикатов, являются хорошим источником.

% разница порта = cc большего порта ÷ cc меньшего порта x 100

Сравните следующие размеры отверстий на головке блока цилиндров с типичными рабочими характеристиками, которая имеет отверстия для чаши и впускной патрубок.

Цилиндр 1 Цилиндр 2 Цилиндр 3 Цилиндр 4

куб.см 190.2 190,8 192,3 191,0

% 100 100,3 101,1 100,4

Все четыре порта расположены близко друг к другу, и незначительных отличий, вероятно, недостаточно для большинства уличных приложений. Большая разница в цилиндре 3, вероятно, вызвана попыткой подобрать впускную трубу, которая потребовала удаления большего количества материала, чем предполагалось. В большинстве случаев вы можете позволить этому скользить, но это может стать проблемой для определенных приложений, таких как Chevy с большими блоками, где вы имеете дело со старым хорошим / плохим портом.В этом случае следует проявлять особую осторожность, чтобы не повредить скоростные характеристики неисправных портов. Это проблематично, потому что все, что вы делаете, скорее всего, увеличит громкость и скорость удара порта. Результаты можно проверить только на стенде потока, что увеличивает ваши расходы. Для большинства уличных приложений вы, вероятно, можете принять объемы портов в литом состоянии с небольшой очисткой, если разница в объемах портов сохраняется на уровне примерно 1 процента.

Расчет площади завесы клапана

При рассмотрении комбинаций двигателей и, в частности, распределительных валов, часто бывает полезно рассчитать площадь завесы клапана для данного подъема клапана и сравнить ее с предлагаемыми изменениями в процентах.Область завесы клапана — это область окна потока, которое открывается, когда клапан поднимается со своего седла. Допустим, у вас есть впускной клапан диаметром 2,02 дюйма, который открывается на высоту 0,500 дюйма. Какова площадь завесы клапана и насколько она увеличится, если вы откроете клапан до 0,535 дюйма?

Для правильного расчета нельзя ориентироваться на сам диаметр клапана. Вы должны ориентироваться на диаметр потока, с которого начинается фактическое седло клапана. Обычно это примерно на 0,040 дюйма меньше среднего диаметра клапана.Для большинства расчетов довольно точно просто умножить диаметр клапана на 0,98. Затем вычисление становится равным диаметру клапана, умноженному на 0,98 пи, умноженному на значение подъема. Результатом является общая доступная площадь проходного сечения для диаметра потока клапана при заданном подъеме клапана.

Площадь завесы клапана = диаметр клапана x 0,98 x 3,14 x подъем клапана или, как в нашем примере: 2,02 x 0,98 x 3,14 x 0,500 = 3,107 квадратных дюйма

Чтобы найти процент изменения, разделите новый подъем клапана на текущий подъем клапана или сделайте то же самое с рассчитанными площадями завес клапана.

% = 0,535 ÷ 0,500 = 1,07, или 7-процентное увеличение подъема клапана

Теперь площади завес клапана: 2,02 x 0,98 x 3,14 x 0,500 = 3,107 квадратных дюймов 2,02 x 0,98 x 3,14 x 0,535 = 3,325 квадратных дюймов% = 3,32 ÷ 3,10 = 1,07, или 7-процентное увеличение доступного проходного сечения. признать, что это означает не 7-процентное увеличение потока (вы желаете), а, скорее, 7-процентное увеличение потенциального сечения потока. Прирост потока по-прежнему определяется сочетанием доступного проходного сечения, скорости порта и площади поперечного сечения, работы клапана, скорости открытия и других факторов, влияющих на систему впуска.Дополнительное проходное сечение относительно скорости и продолжительности открытия клапана предлагает повышенный потенциал для общего наполнения баллона. Увеличение подъема клапана до 0,550 дает 10-процентное увеличение подъема клапана и доступного проходного сечения. Опять же, это означает не 10-процентное увеличение воздушного потока, а 10-процентное увеличение площади проходного сечения и, следовательно, потенциала потока. Любое фактическое увеличение должно быть проверено на стенде потока.

Открытый клапан создает окно потока или так называемую завесу клапана, которая обеспечивает проходное сечение в соответствии с его окружностью при диаметре потока, умноженном на величину общего подъема клапана.Рассчитайте его, используя диаметр внешнего края седла клапана, а не общий диаметр клапана.

На этом виде в разрезе показана область завесы клапана, чтобы вы могли визуализировать окно потока открытого клапана.

Еще одна важная вещь, которую следует учитывать, — это точка насыщения порта относительно площади завесы клапана по сравнению с площадью поперечного сечения порта. Обычно это где-то в среднем диапазоне подъема (примерно 0.От 300 до 0,400 дюйма) для большинства приложений. За пределами этой точки площадь завесы клапана становится больше, чем площадь поперечного сечения порта (с / с), и сам порт становится ограничением. Вы можете определить эту точку по следующей формуле:

Зависимость завесы клапана от насыщения порта: точка подъема = подъем клапана x канал, c / с ÷ площадь завесы клапана Пример: для 2,02-дюймового клапана при подъеме 0,400 и площади поперечного сечения порта 2,15 квадратных дюйма, измеренной на выступе порта стена, прилегающая к толкателю.

Площадь завесы клапана = 2,02 x 0,98 x 3,14 x 0,400 = 2,486 квадратных дюйма

Порт с / с = 1,87 x 1,15 = 2,15 квадратных дюйма Точка насыщения = (0,400 x 2,15) ÷ 2,486 = 0,346 дюйма подъема

Таким образом, подъем на 0,346 дюйма — это точка, в которой площадь завесы клапана точно равна площади поперечного сечения порта. Выше этого подъема клапана поперечное сечение порта становится определяющим фактором пропускной способности. (Для более подробного изучения того, насколько это влияет на работу головки блока цилиндров, взгляните на Chevy Small-Block Cylinder Heads by Graham Hansen, опубликованную CarTech.)

Расчет оптимальной площади порта на основе размера клапана

Основная цель головок цилиндров с высокими рабочими характеристиками — обеспечить максимально возможный объемный КПД в самом широком диапазоне оборотов двигателя. Вот почему размеры портов и клапанов так важны, и их так легко испортить без тщательного обдумывания. Площадь поперечного сечения впускного канала (с / с) описывает наименьшую площадь отверстия в плоскости, перпендикулярной потоку перед клапаном. По этому поводу есть две точки зрения.В зависимости от головки цилиндра наименьшее поперечное сечение может фактически соответствовать диаметру трубки Вентури или площади горловины непосредственно над седлом клапана. Это особенно верно, если вы также учитываете дополнительные препятствия в направляющей клапана и штоке клапана. Другие определяют площадь поперечного сечения как точку сужения выше по потоку, рядом с выступом в стенке порта, примыкающим к толкателю. Чтобы определить это, вы измеряете вертикальные и горизонтальные размеры в этой точке и умножаете, чтобы найти площадь.

Порт c / s Площадь = высота x ширина

Чтобы определить площадь горловины клапана (Вентури), просто измерьте диаметр отверстия горловины над седлом клапана и рассчитайте площадь следующим образом:

Площадь горловины = Pi x радиус2 Площадь горловины = диаметр2 x 0.7854

Head porters утверждают, что площадь поперечного сечения выше по потоку (в самом порту) должна составлять 90 процентов диаметра потока впускного клапана для гоночного двигателя и 0,85 процента для уличного двигателя. Некоторые считают, что 90% — это хорошо во всем. Это основано на диаметре потока клапана на внутренней кромке седла клапана. Это разумное предположение, хотя диаметр горловины непосредственно над седлом клапана может быть даже меньше, и это то, что на самом деле видит воздух. И он не учитывает частичную блокировку, вызванную направляющей клапана и штоком.Однако пока мы просто связываем площадь поперечного сечения порта в самом порту с диаметром потока в седле клапана.

Например, впускной клапан диаметром 2,02 дюйма имеет диаметр потока 1,717 дюйма, если мы следуем правилу 85 процентов. Чтобы рассчитать эквивалентную площадь поперечного сечения порта, используйте следующую формулу.

Диаметр потока для уличного двигателя = диаметр клапана x 0,85

2,05 x 0,85 = 1,7425 дюйма

Площадь порта = (диаметр потока 2 ÷ 4) x 3,1417

(1.74252 ÷ 4) x 3,1417 = 2,38 квадратных дюймов

Измерьте диаметр потока клапана на внешнем крае седла клапана с помощью штангенциркуля. Если это невозможно, вы можете оценить это, вычтя 0,040 дюйма из общего диаметра или умножив диаметр клапана на 0,98.

При соотношении диаметров потока 85% диаметр потока требует минимальной площади поперечного сечения в порту 2,38 квадратных дюйма. Чтобы сохранить это в перспективе, обратите внимание, что головка блока цилиндров Air Flow Research объемом 195 куб. См для малоблочного Chevy имеет размер 2.02-дюймовый впускной клапан и площадь поперечного сечения порта 2,21 квадратных дюйма. Это меньше нашего расчета, но близко. Если бы мы использовали правило 90 процентов, для него требуется порт размером 2,59 квадратных дюйма, что даже больше.

Можно предположить, что они держат его плотно, чтобы сохранить скорость порта, и они также могут учитывать ограничение штока клапана. До определенного момента отказ от CFM вместо скорости порта обычно приемлем, потому что скорость перемещает топливный заряд более эффективно, чем площадь.

Расчет минимальной площади порта

Другой способ оценки площади поперечного сечения портов исходит из книги Ларри Атертона «DeskTop Dynos» по дизайну SA-Design. Его формула для расчета минимальной площади поперечного сечения портов предлагает альтернативный метод оценки минимальных требований, основанный на делении объема цилиндра на частоту вращения двигателя на эмпирическую константу, равную 190 000.

Минимальная площадь порта c / s = (отверстие 2 x ход x об / мин) ÷ 190,000

Двигатель 350 куб. См с диаметром цилиндра 4 дюйма и диаметром 3.Ход 48 дюймов при 6000 об / мин рассчитывается следующим образом:

Площадь = (4,002 x 3,48 x 6000) ÷ 190 000 = 1,758 квадратных дюймов

Это почти идеальный результат с отливкой Chevy 492 с площадью поперечного сечения 1,76 квадратных дюйма. Многие рабочие головки имеют большие площади поперечного сечения портов, потому что они пытаются перемещать как можно больше воздуха, сохраняя при этом скорость порта. Это тонкий баланс, и одни делают это лучше, чем другие. Было бы здорово знать скорость порта в точке дросселирования, но ее редко измеряют за пределами лаборатории двигателя, и вычислить ее будет сложно, особенно с камерой статического давления, расположенной перед бегунком коллектора.Формула Атертона обеспечивает консервативный, но полезный расчет площади порта, позволяющий приблизить минимально допустимое ограничение на основе объема двигателя и числа оборотов в минуту.

Расчет скорости порта

Если вам известна площадь поперечного сечения данного порта, вы можете рассчитать скорость порта на основе диаметра отверстия и скорости поршня при любом заданном числе оборотов в минуту, используя следующую формулу.

Скорость порта fps = (Ps ÷ 60) x (B2 ÷ Ap)

Где:

Ps = скорость поршня в футах в минуту

B = диаметр отверстия в дюймах

Ap = площадь порта в квадратных дюймах

Первая часть формулы преобразует скорость поршня в футы в секунду, а вторая половина связывает площадь отверстия с поперечным сечением порта.Рассмотрим следующий пример. Двигатель 302 куб. См с ходом 3 дюйма, работающий при 4400 об / мин (пик крутящего момента), достигает в этот момент скорости поршня 2200 футов в минуту. Диаметр отверстия составляет 4,00 дюйма, а поперечное сечение порта — 2,44 квадратных дюйма.

Pvel = (2200 ÷ 60) x (4,002 ÷ 2,44) = 240,4 футов в секунду

Оценка пиковых оборотов двигателя по воздушному потоку

SuperFlow Corporation (производители стендов для измерения воздушного потока, стендов для двигателей и стендов для шасси) предоставляет удобную формулу для оценки скорости двигателя при пиковой мощности на основе расхода воздуха и рабочего объема двигателя.Он использует эмпирически полученные константы или коэффициенты VE для расчета максимальной частоты вращения. Уличные двигатели используют коэффициент VE, равный 1,196, в то время как гоночные двигатели используют больший коэффициент, равный 1316. Третий коэффициент, равный 1,256, также предусмотрен для более точно настроенных приложений для улиц и полос.

Измерьте диаметр горловины клапана (трубка Вентури) с помощью штангенциркуля с круговой шкалой или штангенциркуля с выдвижной защелкой. Он должен составлять около 90 процентов диаметра впускного клапана.

Чтобы рассчитать скорость порта, измерьте вход и выход в порт и усредните два измерения площади, чтобы получить Ap.Затем введите среднюю скорость поршня и размер отверстия, чтобы найти среднюю скорость порта.

Следует отметить, что эти коэффициенты действительны только в том случае, если у вас есть данные о расходе воздуха для всего впускного тракта при 28 дюймах водяного столба. Это означает обтекаемую головку блока цилиндров с присоединенным впускным коллектором и карбюратором, чтобы испытательный стенд мог взглянуть на всю систему. Допустим, у вас есть двигатель 400 куб.Рассчитайте прогнозируемую пиковую частоту вращения двигателя на основе следующей формулы и одного из трех факторов VE. В этом примере мы будем использовать фактор улицы / полосы.

Факторы VE

1,196 = стандартный двигатель

1,256 = улично-полосовой двигатель

1,316 = гоночный двигатель

об / мин = (коэффициент VE ÷ рабочий объем 1 цилиндра) x

Сначала разделите 400 кубических сантиметров на 8, чтобы получить рабочий объем одного цилиндра. В данном случае это 50 Ки.

об / мин = (1,256 ÷ 50) x 240 = 6,028

(Для получения дополнительной информации об этой формуле и результатах из реальных приложений см. How to Build Max Performance Pontiac V-8s by Jim Hand, опубликованный CarTech.)

Прогноз мощности по воздушному потоку

Другая формула от SuperFlow в том же направлении использует поток воздуха через всю систему для прогнозирования пиковой мощности. Если вы уже получили соответствующие значения расхода и спрогнозировали максимальную скорость вращения двигателя, вы можете использовать то же значение расхода для оценки пиковой мощности. Я впервые узнал об этой простой формуле от бывшего вице-президента SuperFlow Гарольда Беттеса более двадцати лет назад и много раз видел, как его предсказания довольно точно сбывались.SuperFlow разработал коэффициенты мощности для каждого из наиболее широко используемых значений давления при стендовых испытаниях потока. Опять же, помните, что они точны только в том случае, если у вас есть измерения расхода воздуха через всю систему впуска.

Мощность в лошадиных силах = наблюдаемый куб. Фут в минуту x коэффициент мощности x количество цилиндров

Мощность потока при водяном коэффициенте в дюймах

0,43 10

0,35 15

0.27 25

0,26 28

Предполагая, что головка блока цилиндров с присоединенным коллектором и открытым карбюратором, мы наблюдаем чистый поток 225 кубических футов в минуту при испытании на стенде потока при 28 дюймах водяного столба. Соответствующий коэффициент мощности равен 0,26.

лошадиных сил = 225 x 0,26 x 8 = 468

Для получения наилучших результатов вы можете проверить номера потоков через несколько разных портов.

Анализ отношения подъема клапана к диаметру

SuperFlow также впервые разработал метод оценки различных диаметров клапанов на основе настроек подъема, которые прямо пропорциональны их диаметру.Отношение подъема к диаметру (L / D) обеспечивает идеальные настройки для испытания подъема клапана, которые позволяют сравнивать поток диаметра клапана на основе общих соотношений. Эти соотношения составляют 0,05: 1, 0,10: 1, 0,15: 1, 0,20: 1, 0,25: 1 и 0,30: 1. Идеальные настройки подъема контрольного клапана получаются путем умножения диаметра клапана на желаемое отношение L / D. (См. Таблицу на стр. 87.) Чтобы точно сравнить клапаны разных размеров, сначала необходимо выбрать общее соотношение L / D. Хорошим выбором будет тот, который дает тестовый подъем клапана, который составляет около 65 процентов от общего подъема клапана, поскольку это точка, в которой происходит наибольший поток относительно времени открытия клапана.

Допустим, вы хотите сравнить 1,94-дюймовый клапан с 2,02-дюймовым клапаном и знаете, что ваш общий чистый подъем составляет 0,450 дюйма. Умножьте 0,450 на 0,65, чтобы получить подъемную силу 65 процентов. Получается 0,292 подъема. На диаграмме под столбцом впускного клапана размером 1,94 дюйма мы находим соотношение L / D 0,15: 1, которое рекомендует испытательную настройку подъема 0,291 дюйма. Обратите внимание, что диаметр клапана 1,94 дюйма, умноженный на отношение L / D (0,15), равен 0,291 дюйма.

Цифровой анализатор SuperFlow FlowCom автоматизирует большую часть процесса сбора данных.Программное обеспечение сопоставляет и представляет собранные данные для удобного анализа.

Чтобы провести точное сравнение расхода с 2,02-дюймовым клапаном, вы используете то же отношение L / D, которое показывает на диаграмме подъем 0,303 дюйма (2,02 x 0,15 = 0,303). Почему больший подъем для большего клапана? Потому что увеличение расхода пропорционально. Тестирование при том же подъеме, что и 1,94-дюймовый клапан, покажет увеличение расхода, но, возможно, не настолько, насколько реально способен выдавать 2,02-дюймовый клапан.

Это может наводить на мысль, что переключать клапаны не стоит. Попросите вашего специалиста по расходам сравнить потоки с использованием соответствующего отношения L / D, чтобы получить точное представление о характеристиках клапана пропорционально меньшему клапану. Тогда вы действительно будете знать значение расхода большего клапана и сможете принять более обоснованное решение.

Сравнение расхода при различных испытательных давлениях

SuperFlow — основной производитель стендов для испытания воздушного потока и стендового оборудования.Их стандартное испытательное давление (депрессия воды) составляет 25 дюймов, но большинство промышленных тестов производительности проводится при 28 дюймах водяного столба. Для сравнения компания SuperFlow разработала таблицу преобразования чисел расхода при любом испытательном давлении в эквивалентные числа расхода при любом желаемом испытательном давлении.

Следуйте приведенной ниже таблице, чтобы выбрать соответствующий коэффициент преобразования, или выполните математические вычисления, чтобы рассчитать собственный коэффициент. Если у вас есть поток при более низком давлении (обычно это так) и вы хотите преобразовать его в поток при более высоком давлении, разделите более высокое давление на более низкое давление и извлеките квадратный корень, чтобы получить множитель преобразования.

Коэффициент преобразования = √ (более высокое испытательное давление ÷ более низкое испытательное давление)

Вы можете убедиться в этом по графику. Обратите внимание, что в некоторых случаях на диаграмме используется округленное число. Например, преобразуйте расход при 25 дюймах в расход 28 дюймов.

Коэффициент преобразования = √ (28 ÷ 25) = 1,058

SuperFlow округляет это значение до 1,06 на графике. Теперь рассчитайте фактическое преобразование воздушного потока, предполагая, что поток 245 куб. Футов в минуту через впускное отверстие на расстоянии 25 дюймов, и мы хотим преобразовать его в эквивалентный поток при отраслевом стандарте производительности 28 дюймов.

Расход при известном испытательном давлении x коэффициент преобразования = расход при требуемом испытательном давлении

245 куб. Футов в минуту x 1,06 = 259,7 куб. Футов в минуту для 28 дюймов

Разница минимальная, поэтому использование округленных цифр из таблицы вполне допустимо. Вся работа сделана за вас.

SuperFlow 600 — это наиболее часто используемый стол для измерения воздушного потока в мире производительности. Он обладает мощностью, точностью и повторяемостью для проверки всех современных головок цилиндров.

Для еще большей точности часто рекомендуется прокачивать головку блока цилиндров с присоединенным впускным коллектором. Некоторые тестеры даже устанавливают карбюратор с заблокированными дроссельными заслонками, чтобы имитировать весь путь впуска.

Performance Trends позволяет сопоставлять кривые потока с профилями распределительного вала для создания кривых «площади потока», которые могут помочь вам оценить пригодность порта для крутящего момента и потенциала мощности в лошадиных силах.Он разработан для взаимодействия с электроникой Flowcom компании SuperFlow и автоматическим устройством открывания клапана PT для дальнейшей компьютеризации стендовых испытаний потока.

Теперь предположим, что у вас есть поток 259 кубических футов в минуту, измеренный на 28 дюймах, и вы хотите преобразовать его в поток на 25 дюймах. Просто возьмите величину, обратную известному коэффициенту пересчета. В данном случае:

Обратное = 1 ÷ 1,06 = 0,943

На графике это значение округлено до 0,945. Умножьте 259 кубических футов в минуту на 0,945, чтобы получить 245 кубических футов в минуту.

259 х 0.945 = 244,75 (округляется до 245 кубических футов в минуту)

В большинстве случаев вы можете полагаться на таблицу для определения коэффициента преобразования, хотя SuperFlow подчеркивает, что более высокая точность достигается при меньшем диапазоне преобразования. Таким образом, сравнение 25 дюймов с 28 дюймами точнее, чем сравнение 10 дюймов с 25 дюймами. Если вы проводите тестирование на проточном стенде SuperFlow, оборудованном цифровым анализатором FlowCom, вы можете просмотреть эти изменения в программном обеспечении. Вы также можете выполнить эти преобразования с помощью программного обеспечения Performance Trends Port Flow Analyzer, которое легко интегрируется с системой FlowCom.

Понимание отношения выхлопа к впуску

Отношение выхлопа к впуску (E / I) часто неправильно понимают. Некоторые до сих пор считают, что это отношение диаметра выпускного клапана к диаметру впускного клапана, но нас не волнует соотношение размера клапана, которое в значительной степени определяется доступным размером отверстия. Отношение E / I — это процентное соотношение, полученное путем деления измеренного потока выхлопных газов на поток во впускном канале при том же подъеме клапана. Это обеспечивает индекс, который можно использовать для сравнения головок цилиндров на основе эффективности потока.

E / I = расход выхлопных газов при одинаковом подъеме ÷ расход всасываемых газов при одинаковом подъеме

Пример: 197 куб. Футов в минуту при 0,400 ÷ 247 куб. Футов в минуту при 0,400 = 80% E / I

Хорошие напоры обычно падают где-то в диапазоне от 75 до 80 процентов, но это число обычно варьируется в зависимости от подъемной силы. Он может составлять 80 процентов при среднем подъеме, но только 74 процента при максимальном подъеме, поскольку эффективность порта уменьшается. Если вы можете получить данные о расходе для разных головок, выберите те, которые имеют наилучшее E / I в средней точке ожидаемого подъема клапана.В то время как клапан видит пиковый подъем только один раз за цикл впуска, он видит средний подъем дважды (в некотором смысле), когда он открывается и закрывается. Это ваша точка с наибольшим потенциалом потока, и ее следует использовать с наилучшим возможным соотношением E / I.

Большинство людей никогда не задумываются о многих вещах, обсуждаемых в этой главе, но, тщательно изучив их перед покупкой головок, вы убедитесь, что получите наилучший возможный пакет для вашего конкретного приложения.

Если вам интересно, почему выпускной клапан всегда меньше впускного, ответ прост.На стороне всасывания вы имеете дело с низким давлением и относительно медленными скоростями. Выпускной клапан работает при высокой температуре, высоком давлении и большей скорости. Мы должны уговорить смесь в цилиндр на стороне впуска, но на стороне выпуска она не может дождаться выхода.

Написано Джоном Бэктелом и опубликовано с разрешения CarTechBooks

Если вам понравилась эта статья, вам понравится вся книга.Нажмите кнопку ниже, и мы отправим вам эксклюзивное предложение на эту книгу.

Измерение объема камеры сгорания | Moped Wiki — Moped Army

Один очень важный аспект головки блока цилиндров — это степень сжатия (CR), к которой это приведет. Конечно, степень сжатия можно регулировать, добавляя или удаляя прокладки, но это также влияет на зазор при сжатии. , что может быть нежелательно. При оптимизации головки блока цилиндров следует выбирать прокладки так, чтобы получить желаемый зазор при сжатии, следует измерить объем камеры сгорания и рассчитать CR, а затем головку можно изменить или заменить, если CR слишком высокий или слишком низкий.

Основная процедура, показанная здесь для измерения объема камеры сгорания, заключается в том, чтобы довести поршень до ВМТ и заполнить камеру отмеренным количеством масла до тех пор, пока камера не заполнится.

Альтернативный способ описания камеры сгорания — это измерение давления в фунтах на квадратный дюйм с помощью манометра.

Что вам понадобится

• Двигатель от мопеда
• Масло для двухтактных двигателей
• Маленький (~ 10 см3) шприц. Купите в аптеке. Помните, что 1 куб. См = 1 мл.
• Лента

Step One

Установите зазор для сжатия. Небольшие изменения в зазоре сжатия при добавлении / удалении прокладок существенно влияют на CR.

Шаг второй

Довести поршень до ВМТ.

Шаг третий

Наденьте головку блока цилиндров, если она еще не установлена, и снимите свечу зажигания.

Шаг четвертый

Заполните шприц маслом.

Шаг пятый

Заполните камеру сгорания маслом до верхней части отверстия для свечи зажигания.Причина заливки отверстия для свечи зажигания до верха, а не до дна, заключается просто в том, что трудно определить, когда уровень масла точно достиг дна. Это будет скорректировано позже.

Шаг шестой

Проверьте шприц, чтобы узнать, сколько масла было использовано, и запишите результат измерения.

Снимите головку, вытрите все масло и повторите шаги со второго по шестой несколько раз, чтобы убедиться в точности ваших измерений. Вы можете вылить как можно больше масла, прежде чем снимать голову, чтобы свести к минимуму беспорядок.

Шаг седьмой

Теперь объем отверстия свечи зажигания будет вычтен из только что выполненного измерения объема. Если вы не хотите измерять этот объем, его можно приблизительно вычислить. Для справки, на обычной свече зажигания с резьбой 14 мм на 12 мм этот объем будет примерно 1,8 куб.

Чтобы измерить этот объем, снимите головку и оберните лентой отверстие для свечи зажигания (со стороны, которая плотно прилегает к шайбе свечи зажигания).

Шаг восьмой

Снова наполните шприц маслом, а затем заполните отверстие свечи зажигания и отметьте этот объем.Повторите шаги седьмой и восьмой несколько раз, чтобы убедиться в точности ваших измерений.

Вычтите это второе измерение объема из первого измерения объема, чтобы получить объем камеры сгорания вашего двигателя. Следует отметить, что объем между керамическим носиком свечи зажигания и металлической резьбой не принимался во внимание, и что он может быть значительным в этих небольших двигателях. Описанный здесь метод должен быть достаточно точным при использовании свечи зажигания с поверхностным пламенем.Если вы не используете свечу зажигания с поверхностным пламенем, вы можете попробовать измерить этот небольшой объем свечи зажигания, наполнив ее водой или маслом и добавив его к полученному измерению, выполнив шаги, описанные здесь.