Mühərrikinizin həcmini 2,0 litrdən 2,3 litrə qədər artırmağı planlaşdırırsınız. Dəlik və vuruş məsafəsini hesablamısınız, amma əksər inşaatçıların gözardı etdiyi bir şey var: klapanlarınızın əlavə həcmə uyğunlaşması lazımdır. Daha böyük bir silindr daha çox hava tələb edir və giriş klapanlarınız kifayət qədər axıra bilmirsə, enerji təchizatını itirirsiniz.
Bu təlimat mühərrik həcminin necə hesablanacağını, artan lülə ilə vuruş arasındakı fərqi və klapan mexanizmi komponentlərinin həcmi dəyişdirərkən nə üçün vacib olduğunu izah edir.
Mühərrikin həcmini necə hesablamaq olar
Mühərrik həcmi, bütün porşenlərin bir tam dövrədə süpürdüyü ümumi həcmdir. Düstur sadədir:
Tək Silindr Yerdəyişməsi = π × Dəlik² × Vuruş / 4
Ümumi Yerdəyişmə = Tək Silindr × Silindrlərin Sayı
Harada:
Bore (D) = silindr diametri mm və ya düymlə
Vuruş (S) = pistonun hərəkət məsafəsi mm və ya düymlə
π = 3.14159
Nümunə Hesablama
Gəlin Honda K20A mühərrikini hesablayaq:
Dəlik: 86.0 mm
Vuruş: 86.0 mm
Silindrlər: 4
Tək silindr = 3.14159 × (86.0)² × 86.0 / 4 = 499.5 kub sm
Ümumi tutum = 499.5 kub sm × 4 = 1998 kub sm = 2.0L
Bore vs Stroke: Yerdəyişməni artırmağın iki yolu
Daha çox həcm istədikdə, iki seçiminiz var: dəliyi (silindr diametri) artırmaq və ya vuruşu (porşen hərəkətini) artırmaq. Hər yanaşma mühərrik xüsusiyyətlərinə fərqli təsir göstərir.
Artan Dəlik (Oversquare Mühərriki)
Silindrlərin qazılması sizə daha geniş yanma kamerası verir. K20A nümunəmizdən istifadə edərək, 86 mm vuruşu saxlayarkən dəliyi 86 mm-dən 90 mm-ə qədər artırmaq sizə 2190 kub sm (2.2 L) yeni bir həcm verir. Daha geniş dəlik yüksək dövr/dəqiqədə daha yaxşı hava axını üçün daha böyük klapanlara imkan verir və alovun daha qısa məsafəsi daha tam yanma ilə nəticələnir.
Lakin daha böyük pistonlar qarşılıqlı çəki əlavə edir ki, bu da maksimum dövr/dəqiqəni məhdudlaşdırır. Qazma həmçinin silindr divarlarını daha incə edir ki, bu da struktur möhkəmliyini poza bilər. Daha geniş yanma kamerası detonasiya riskini artırır və ən əsası, artan dəlik hava axını tələbatına uyğunlaşmaq üçün daha böyük klapanlar tələb edir - standart ölçülü klapanlardan istifadə yerdəyişmə artımını boşa çıxarır.
Artan Vuruş (Undersquared Engine)
Porşenin vuruş müddətinin uzadılması, porşenin hər dövrdə daha da uzaqlaşdığı anlamına gəlir. 86 mm-lik dəliyi saxlayarkən vuruşu 86 mm-dən 94 mm-ə qədər artırmaq, 2185 kub sm (2.2 L) həcm yaradır ki, bu da qazma ilə demək olar ki, eyni həcmdədir, lakin fərqli xüsusiyyətlərə malikdir. Daha uzun vuruş, standart dəlik ölçüsündən istifadə etməyə imkan verərkən, daha yaxşı aşağı fırlanma momenti və daha səmərəli yanma yaradır.
Mənfi cəhətləri mexaniki gərginlik və qablaşdırma ilə bağlıdır. Daha yüksək porşen sürətləri maksimum təhlükəsiz dövriyyəni məhdudlaşdırır və ya daha hündür mühərrik blokuna, ya da dəyişdirilmiş krank milinə ehtiyacınız olacaq. Daha uzun vuruşla belə, düzgün klapan vaxtı və keyfiyyətli klapan mexanizmi komponentləri yerdəyişmə artımını təmin etmək üçün vacib olaraq qalır.
Dəlik/vuruş nisbəti
Döngə/vuruş nisbəti sizə hansı mühərrik növünə sahib olduğunuzu göstərir:
Nisbət = Dəlik / Vuruş
1.0-dan yuxarı (Oversquare): Yüksək dövr/dəqiqə performanslı mühərriklər
1.0-a bərabər (Kvadrat): Balanslaşdırılmış dizayn
1.0-dan aşağı (Undersquare): Fırlanma momentinə yönəlmiş mühərriklər
Yerdəyişməni artırarkən klapan ölçüsü niyə vacibdir
Bir çox inşaatçının qaçırdığı şey budur: həcmi 15% artırdıqda, hər bir silindr dövrədə 15% daha çox hava udmalıdır. Klapanlar eyni ölçüdə qalarsa, onlar tıxanma nöqtəsinə çevrilir.
Hava axını problemi
6000 dövr/dəqiqədə 4 taktlı mühərrik dəqiqədə 3000 giriş dövrünü tamamlayır — bu, silindr başına saniyədə 50 giriş hadisəsi deməkdir. Klapanları təkmilləşdirmədən həcmi artırdıqda, klapan dəliyindən keçən hava sürəti əhəmiyyətli dərəcədə artır və bu da klapan başlığı ətrafında turbulentlik yaradır ki, bu da effektiv axın sahəsini azaldır.
Daha sürətli hərəkət edən havadan artan sürtünmə, giriş havasının temperaturunu artırır və yük sıxlığını azaldır. Yüksək dövr/dəqiqədə həcm səmərəliliyi azalır, çünki klapanlar daha böyük silindrləri doldurmaq üçün kifayət qədər hava axıda bilmir. Nəticə: mühərrikə daxil etmək üçün ödədiyiniz daha böyük həcmə baxmayaraq, güc itkisi.
Klapan Ölçmə Təlimatları
Ümumi qayda: giriş klapanının diametri dəlik diametrinin təxminən 38-42%-i, çıxış klapanının diametri isə dəlik diametrinin 32-36%-i olmalıdır.
86 mm diametrli bir çuxur üçün:
Giriş klapanı: 33-36 mm
Egzoz klapanı: 28-31 mm
90 mm-lik dəlik üçün (qazmadan sonra):
Giriş klapanı: 34-38 mm
Egzoz klapanı: 29-32 mm
Daha Böyük Həcmli Mühərriklərdə İstilik İdarəetməsi
Daha böyük həcm hər dövr üçün daha çox yanacaq yandırılması deməkdir ki, bu da daha çox istilik deməkdir. Normal işləmə zamanı temperatur 800-900°C-yə çatan egzoz klapanları ən pis təsirə məruz qalır. Həcmi artırdıqda, egzoz temperaturu daha 50-80°C-yə qalxa bilər.
Standart paslanmayan polad klapanlar 850°C-dən yuxarı temperaturda möhkəmliyini itirməyə başlayır. Klapan başlığı əyilə, gövdəsi uzana və kipləşdirici səthi pisləşə bilər. Məhz burada materialın keyfiyyəti kritik hala gəlir.
Yerdəyişmə Təkmilləşdirmələri üçün TOPU Klapan Həlləri
Yerdəyişməni artırmaq üçün maşın işlərinə investisiya qoyarkən, keyfiyyətli klapan ötürücü komponentlərindən istifadə etmək məcburi deyil - ödədiyiniz performans qazancını əldə etmək vacibdir.
Yüksək Performanslı Mühərrik Klapanları
TOPU, artan həcm və daha yüksək performans tələbləri üçün xüsusi olaraq hazırlanmış klapanlar istehsal edir. Giriş klapanları 850°C-yə qədər temperatur reytinqinə malik 21-4N və ya 21-2N yüksək möhkəmlikli paslanmayan poladdan istifadə edir. Bu klapanlar axını yaxşılaşdırmaq üçün optimallaşdırılmış başlıq profilinə malikdir və qazılmış mühərriklərə uyğun böyük diametrlərdə mövcuddur.
Egzoz klapanları üçün TOPU, 1000°C-yə qədər temperatura davam gətirə bilən Inconel 751 və ya Nimonic 80A nikel ərintisindən istifadə edir. Bu materiallar üstün istilik keçiriciliyi təklif edir və davamlı yüksək istilik altında belə əyilməyə davamlıdır. Təkcə materialın təkmilləşdirilməsi standart klapanlarla müqayisədə 30-50°C daha aşağı işləmə temperaturu təmin edir ki, bu da mühərrikin işləmə diapazonunda daha uzun xidmət müddətinə və qorunub saxlanılan performansa səbəb olur.
Dəqiq klapan tappetləri
Artan yerdəyişmə, klapanları daha yüksək dövr/dəqiqədə idarə etmək üçün tez-tez daha sərt klapan yayları tələb edir. Bu, klapanlara (qaldırıcılara) daha çox yük yaradır. Aşınmış və ya qeyri-kafi klapanlar yerdəyişmə artımınızı boşa çıxaran klapan vaxtı səhvlərinə səbəb olur.
TOPU kranları 20CrMo ərintili poladdan hazırlanır və HRC 58-62 sərtliyinə çatan karbürləşdirilmiş və nitridləşdirilmiş səthə malikdir. Kontakt səthlər ardıcıl performans üçün Ra 0.1μm-ə qədər dəqiq üyüdülür. DLC örtük seçimi yüksək performanslı tətbiqlər üçün sürtünməni daha da azaldır. Populyar tətbiqlərə Toyota və Lexus mühərrikləri üçün 2GR-FE 3.5L V6 kimi TP31 seriyası, Mercedes-Benz M112 və M113 V6/V8 mühərrikləri üçün TP24 seriyası və Volkswagen və Audi EA888 2.0T mühərrikləri üçün TP18 seriyası daxildir.
Klapan Qatarı Komponentlərini Nə Zaman Təkmilləşdirmək Lazımdır
Hava axını tələbləri mütənasib olaraq artdığı üçün yerdəyişməni 10% və ya daha çox artırarkən klapan mexanizminin təkmilləşdirilməsini nəzərə almalısınız. RPM limitinin artırılması, üzmənin qarşısını almaq üçün daha yaxşı klapan nəzarəti tələb edir və məcburi induksiyanın əlavə edilməsi həm silindr təzyiqini, həm də istiliyi artırır.
Əgər rəqabət üçün inşa edirsinizsə, gərginlik altında etibarlılıq üçün həddə çatmayacaq keyfiyyətli hissələr tələb olunur. Klapanların yüksək dövr/dəqiqədə eksantrik profilini düzgün şəkildə izləmədiyi klapan üzgəci ilə qarşılaşmaq, mövcud komponentlərin mühərrikinizin tələblərinə cavab verə bilmədiyinin açıq bir əlamətidir.
Düzgün Komponentlərin Seçilməsi
TOPU, quruluşunuz üçün uyğun komponentləri seçməyinizə kömək etmək üçün texniki dəstək təmin edir. Dəqiq tövsiyələr almaq üçün mühərrik modeliniz və kodunuz, cari və hədəf həcmi, nəzərdə tutulan maksimum dövriyyə sürəti, mühərrikin təbii şəkildə sorulub-sorulmaması və ya məcburi induksiya olub-olmaması və tətbiqiniz - küçə sürücülüyü, trek istifadəsi və ya yarış olsun - haqqında məlumat verməlisiniz.
Bu məlumatlarla TOPU mühəndisləri sizin xüsusi ehtiyaclarınıza uyğun düzgün klapan ölçülərini və materiallarını, yay təzyiqlərinizə və eksantrik profilinizə uyğun müvafiq klapan spesifikasiyalarını, dövr/dəqiqə diapazonunda klapanları idarə etmək üçün klapan yayı tələblərini və klapan qatar sistemini düzgün şəkildə tamamlamaq üçün lazım olan hər hansı əlavə komponentləri tövsiyə edə bilərlər.
Nəticə
Mühərrikin həcmini hesablamaq asandır, lakin etibarlı və yüksək performanslı mühərrik qurmaq üçün bütün komponentlərin necə birlikdə işlədiyini anlamaq lazımdır. Həcmi artırdığınız zaman klapan xəttiniz artan hava axını tələblərinə və istilik yüklərinə uyğunlaşmalıdır.
Əvvəldən keyfiyyətli komponentlərdən — müvafiq materiallardan hazırlanmış düzgün ölçülü klapanlardan, dəqiq klapanlardan və uyğun klapan hissələrindən istifadə — yerdəyişmə artımınızın sadəcə kağız üzərində daha böyük rəqəmlərə deyil, faktiki performans qazanclarına çevrilməsini təmin edir.
Mühərrikinizin həcmini təyin etmək üçün kalkulyatordan istifadə edin, sonra isə konstruksiyanıza xas komponent tövsiyələri üçün TOPU ilə əlaqə saxlayın.