ძრავის მოცულობის კალკულატორი: ძრავის დიამეტრისა და ინსულტის შედარება და სარქვლის განახლებები

თქვენ გეგმავთ ძრავის მოცულობის 2.0 ლიტრიდან 2.3 ლიტრამდე გაზრდას. თქვენ გამოთვალეთ დიამეტრი და ძრავის დარტყმის ბილიკი, მაგრამ არის ერთი რამ, რასაც მშენებლების უმეტესობა უგულებელყოფს: თქვენი სარქველები უნდა შეესაბამებოდეს დამატებით მოცულობას. უფრო დიდ ცილინდრს მეტი ჰაერი სჭირდება და თუ შემშვები სარქველები საკმარისად ვერ მოძრაობენ, თქვენ ენერგიას ტოვებთ.

ეს სახელმძღვანელო განმარტავს, თუ როგორ გამოვთვალოთ ძრავის მოცულობა, განსხვავებას ძრავის დიამეტრის ზრდასა და ძრავის დარტყმის ინსულტს შორის და რატომ არის მნიშვნელოვანი სარქვლის მექანიზმის კომპონენტები მოცულობის შეცვლისას.

როგორ გამოვთვალოთ ძრავის მოცულობა

ძრავის მოცულობა არის ყველა დგუშის მიერ ერთ სრულ ციკლში გადაადგილებული მთლიანი მოცულობა. ფორმულა მარტივია:

ერთი ცილინდრის გადაადგილება = π × დიამეტრი² × სვლის დგუში / 4

სრული გადაადგილება = ერთი ცილინდრი × ცილინდრების რაოდენობა

სად:

• ცილინდრის დიამეტრი (D) = მმ-ში ან ინჩებში

• დგუშის სტრიქონი (S) = დგუშის მოძრაობის მანძილი მმ-ში ან ინჩებში

• π = 3.14159

მაგალითის გაანგარიშება

მოდით გამოვთვალოთ Honda K20A ძრავა:

• დიამეტრი: 86.0 მმ

• ინსულტი: 86.0 მმ

• ცილინდრები: 4

ერთცილინდრიანი = 3.14159 × (86.0)² × 86.0 / 4 = 499.5 კუბ.სმ

სრული მოცულობა = 499.5 სმ³ × 4 = 1,998 სმ³ = 2.0 ლ

დიამეტრი vs. სტრიქონის ღვედი: გადაადგილების გაზრდის ორი გზა

როდესაც გსურთ მეტი მოცულობის მოცულობით გადაადგილება, გაქვთ ორი ვარიანტი: გაზარდეთ ცილინდრის დიამეტრი (ლულის დიამეტრი) ან გაზარდეთ დგუშის მოძრაობა (დგუშის მოძრაობა). თითოეული მიდგომა განსხვავებულად მოქმედებს ძრავის მახასიათებლებზე.

გაზრდილი დიამეტრი (Oversquare Engine)

ცილინდრების ამობურცვა უფრო ფართო წვის კამერას იძლევა. ჩვენი K20A მაგალითის გამოყენებით, ცილინდრების დიამეტრის 86 მმ-დან 90 მმ-მდე გაზრდა 86 მმ-იანი ინსულტის შენარჩუნებით, ახალ მოცულობას - 2,190 კუბური სანტიმეტრი (2.2 ლიტრი) იძლევა. უფრო ფართო ცილინდრები საშუალებას იძლევა უფრო დიდი სარქველები უკეთესი ჰაერის ნაკადისთვის მაღალი ბრუნვის დროს, ხოლო ალის უფრო მოკლე მოძრაობის მანძილი უფრო სრულ წვას იწვევს.

თუმცა, უფრო დიდი ზომის დგუშები ზრდის ორმხრივ წონას, რაც ზღუდავს მაქსიმალურ ბრუნვის სიჩქარეს. ბურღვა ასევე იწვევს ცილინდრის უფრო თხელ კედლებს, რამაც შეიძლება შეამციროს სტრუქტურული სიმტკიცე. უფრო ფართო წვის კამერა ზრდის დეტონაციის რისკს და რაც მთავარია, გაზრდილი დიამეტრი მოითხოვს უფრო დიდ სარქველებს ჰაერის ნაკადის მოთხოვნის დასაკმაყოფილებლად - სტანდარტული ზომის სარქველების გამოყენება ამცირებს მოცულობის ზრდას.

მზარდი დარტყმის ინსულტი (Undersquare Engine)

დგუშის ცდის გახანგრძლივება ნიშნავს, რომ დგუში თითოეულ ციკლში უფრო მეტს მოძრაობს. დგუშის ცდის 86 მმ-დან 94 მმ-მდე გაზრდა 86 მმ-იანი ლულის შენარჩუნებით წარმოქმნის 2,185 სმ³ (2.2 ლიტრი) მოცულობას - თითქმის იგივე მოცულობას, რაც ლულის ცდისას, მაგრამ განსხვავებული მახასიათებლებით. უფრო გრძელი დგუში ქმნის უკეთეს ბრუნვის მომენტს დაბალ ნიშნულებზე და უფრო ეფექტურ წვას, ამავდროულად საშუალებას გაძლევთ გამოიყენოთ ქარხნული ლულის ზომა.

უარყოფითი მხარეები მექანიკურ დატვირთვასა და შეფუთვას უკავშირდება. დგუშის მაღალი სიჩქარე ზღუდავს მაქსიმალურ უსაფრთხო ბრუნვის სიჩქარეს და დაგჭირდებათ ან უფრო მაღალი ძრავის ბლოკი, ან მოდიფიცირებული მუხლა ლილვი. უფრო გრძელი ინსულტის შემთხვევაშიც კი, სარქვლის სწორი დრო და ხარისხიანი სარქვლის მექანიზმის კომპონენტები გადამწყვეტი მნიშვნელობისაა მოცულობის გაზრდის მისაღწევად.

დიამეტრის/დარტყმის თანაფარდობა

ცილინდრის/დარტყმის თანაფარდობა გიჩვენებთ, თუ რა ტიპის ძრავა გაქვთ:

თანაფარდობა = დიამეტრი / ინსულტი

• 1.0-ზე მეტი (Oversquare): მაღალი ბრუნვის სიჩქარის ძრავები

• 1.0-ის ტოლი (კვადრატი): დაბალანსებული დიზაინი

• 1.0-მდე (Undersquare): ბრუნვის მომენტისთვის ორიენტირებული ძრავები

რატომ აქვს მნიშვნელობა სარქვლის ზომას გადაადგილების გაზრდისას

აი, რა გამორჩა ბევრ მშენებელს: როდესაც ძრავის მოცულობას 15%-ით ზრდით, თითოეულ ცილინდრს თითო ციკლში 15%-ით მეტი ჰაერის შესუნთქვა სჭირდება. თუ თქვენი სარქველები იგივე ზომის დარჩება, ისინი შეფერხების კერად იქცევა.

ჰაერის ნაკადის პრობლემა

6000 ბრ/წთ-ზე, 4-ტაქტიანი ძრავა წუთში 3000 შეყვანის ციკლს ასრულებს - ეს წამში 50 შეყვანის ციკლია თითო ცილინდრზე. როდესაც სარქველების განახლების გარეშე ზრდით მოცულობას, სარქვლის ღიობში ჰაერის სიჩქარე მნიშვნელოვნად იზრდება, რაც სარქვლის თავის გარშემო ტურბულენტობას ქმნის, რაც ამცირებს ეფექტურ ნაკადის არეალს.

უფრო სწრაფად მოძრავი ჰაერის გაზრდილი ხახუნი ზრდის შემშვები ჰაერის ტემპერატურას, რაც ამცირებს დამუხტვის სიმკვრივეს. მაღალი ბრუნვის დროს მოცულობითი ეფექტურობა მცირდება, რადგან სარქველებს არ შეუძლიათ საკმარისი რაოდენობის ჰაერის მიწოდება უფრო დიდი ცილინდრების შესავსებად. შედეგად, სიმძლავრის დაკარგვა ხდება ძრავში ჩასადებად გადახდილი უფრო დიდი მოცულობის მიუხედავად.

სარქვლის ზომის განსაზღვრის სახელმძღვანელო მითითებები

ზოგადი წესი: შემშვები სარქვლის დიამეტრი უნდა იყოს დაახლოებით ნახვრეტის დიამეტრის 38-42%, ხოლო გამომშვები სარქვლის დიამეტრი - ნახვრეტის დიამეტრის 32-36%.

86 მმ-იანი ხვრელისთვის:

• შემშვები სარქველი: 33-36 მმ

• გამონაბოლქვი სარქველი: 28-31 მმ

90 მმ-იანი ჭაბურღილისთვის (ბურღვის შემდეგ):

• შემშვები სარქველი: 34-38 მმ

• გამონაბოლქვი სარქველი: 29-32 მმ

სითბოს მართვა უფრო დიდი მოცულობის ძრავებში

უფრო დიდი მოცულობის ძრავა ნიშნავს ციკლში მეტი საწვავის წვას, რაც მეტ სითბოს ნიშნავს. გამონაბოლქვი სარქველები ყველაზე მეტად განიცდიან ამას, რომლის ტემპერატურა ნორმალური მუშაობის დროს 800-900°C-ს აღწევს. როდესაც მოცულობის გაზრდას ახდენთ, გამონაბოლქვის ტემპერატურამ შეიძლება კიდევ 50-80°C-ით აიწიოს.

სტანდარტული უჟანგავი ფოლადის სარქველები 850°C-ზე მაღალ ტემპერატურაზე კარგავენ სიმტკიცეს. სარქვლის თავი შეიძლება დეფორმირდეს, ღერო გაიჭიმოს და დალუქვის ზედაპირი გაუარესდეს. სწორედ აქ ხდება მასალის ხარისხი კრიტიკული.

TOPU სარქვლის გადაწყვეტილებები გადაადგილების გაუმჯობესებისთვის

როდესაც ძრავის მოცულობის გაზრდის მიზნით მანქანა-დანადგარებში ინვესტირებას დებთ, ხარისხიანი სარქვლის მექანიზმის კომპონენტების გამოყენება არჩევითი არ არის — აუცილებელია იმის გაცნობიერება, თუ რა გაუმჯობესებას იხდით მუშაობისას.

მაღალი ხარისხის ძრავის სარქველები

TOPU აწარმოებს სარქველებს, რომლებიც სპეციალურად შექმნილია გაზრდილი მოცულობისა და მაღალი შესრულების მოთხოვნებისთვის. შემშვები სარქველები დამზადებულია 21-4N ან 21-2N მაღალი სიმტკიცის უჟანგავი ფოლადისგან, რომლის ტემპერატურა 850°C-მდეა. ამ სარქველებს აქვთ ოპტიმიზირებული თავის პროფილი გაუმჯობესებული ნაკადისთვის და ხელმისაწვდომია დიდი დიამეტრით, რათა შეესაბამებოდეს ხვრელიან ძრავებს.

გამოსაბოლქვი სარქველებისთვის TOPU იყენებს Inconel 751 ან Nimonic 80A ნიკელის შენადნობს, რომელსაც შეუძლია 1000°C-მდე ტემპერატურის ატანა. ეს მასალები უზრუნველყოფს შესანიშნავ თბოგამტარობას და მდგრადია დეფორმაციის მიმართ, თუნდაც მაღალი ტემპერატურის პირობებში. მხოლოდ მასალის განახლება უზრუნველყოფს 30-50°C-ით დაბალ სამუშაო ტემპერატურას სტანდარტულ სარქველებთან შედარებით, რაც იწვევს ძრავის მუშაობის ხანგრძლივობის გაზრდას და მუშაობის შენარჩუნებას მთელი სამუშაო დიაპაზონის განმავლობაში.

ზუსტი სარქვლის ონკანები

ბრუნვის გაზრდა ხშირად მოითხოვს უფრო ხისტ სარქვლის ზამბარებს მაღალი ბრუნვის დროს სარქველების სამართავად. ეს უფრო მეტ დატვირთვას ახდენს ამწევ ღერძებზე (სტენდებზე). გაცვეთილი ან არასაკმარისი ზომის სტენდები იწვევს სარქვლის დროის შეცდომებს, რაც თქვენს ბრუნვის გაზრდას ფუჭად ხარჯავს.

TOPU ტიპის საცობები დამზადებულია 20CrMo შენადნობის ფოლადისგან, რომლის სიმტკიცე HRC 58-62-ს აღწევს. კონტაქტური ზედაპირები ზუსტად დამუშავებულია Ra 0.1μm-მდე თანმიმდევრული მუშაობისთვის. DLC საფარის ოფცია კიდევ უფრო ამცირებს ხახუნს მაღალი ხარისხის გამოყენებისთვის. პოპულარული გამოყენების სისტემებში შედის TP31 სერია Toyota-სა და Lexus-ის ძრავებისთვის, როგორიცაა 2GR-FE 3.5L V6, TP24 სერია Mercedes-Benz M112 და M113 V6/V8 ძრავებისთვის და TP18 სერია Volkswagen-ისა და Audi EA888 2.0T ძრავებისთვის.

როდის უნდა განახლდეს სარქვლის მექანიზმის კომპონენტები

სარქველების სისტემის გაუმჯობესება უნდა განიხილოთ, როდესაც მოცულობას 10%-ით ან მეტით ზრდით, რადგან ჰაერის ნაკადის მოთხოვნა პროპორციულად იზრდება. ბრუნვის სიჩქარის ლიმიტის გაზრდა მოითხოვს სარქვლის უკეთეს კონტროლს ტივტივის თავიდან ასაცილებლად, ხოლო იძულებითი ინდუქციის დამატება ზრდის როგორც ცილინდრში წნევას, ასევე სითბოს.

თუ კონკურენციისთვის აწყობთ მანქანებს, დატვირთვის ქვეშ საიმედოობისთვის საჭიროა ხარისხიანი ნაწილები, რომლებიც ზღვრულ სიმძლავრეზე არ გაფუჭდება. სარქვლის ტივტივის გამოცდილება — სადაც სარქველები მაღალ ბრუნზე სწორად არ მიჰყვებიან ამწე კამერის პროფილს — აშკარა ნიშანია იმისა, რომ ამჟამინდელი კომპონენტები ვერ აკმაყოფილებენ თქვენი ძრავის მოთხოვნებს.

სწორი კომპონენტების არჩევა

TOPU გთავაზობთ ტექნიკურ მხარდაჭერას, რათა დაგეხმაროთ თქვენი აწყობისთვის შესაბამისი კომპონენტების შერჩევაში. ზუსტი რეკომენდაციების მისაღებად, თქვენ უნდა მოგვაწოდოთ ინფორმაცია თქვენი ძრავის მოდელისა და კოდის, მიმდინარე და სამიზნე მოცულობის, მაქსიმალური ბრუნვის სიჩქარის, ძრავის ატმოსფერული თუ იძულებითი ინდუქციური რეჟიმის და თქვენი გამოყენების შესახებ - იქნება ეს ქუჩაში მართვა, ტრასაზე გამოყენება თუ შეჯიბრი.

ამ ინფორმაციის საფუძველზე, TOPU-ს ინჟინრებს შეუძლიათ გირჩიონ თქვენი კონკრეტული საჭიროებებისთვის შესაფერისი სარქველების ზომები და მასალები, შესაბამისი სარქვლის სპეციფიკაციები, რომლებიც შეესაბამება თქვენი ზამბარის წნევას და ამწევი მექანიზმის პროფილს, სარქვლის ზამბარების მოთხოვნებს სარქველების ბრუნვის სიჩქარის დიაპაზონში სამართავად და ნებისმიერი დამატებითი კომპონენტი, რომელიც საჭიროა სარქველების სისტემის სათანადოდ დასასრულებლად.

დასკვნა

ძრავის მოცულობის გამოთვლა მარტივია, მაგრამ საიმედო, მაღალი ხარისხის ძრავის აწყობა მოითხოვს იმის გაგებას, თუ როგორ მუშაობს ყველა კომპონენტი ერთად. როდესაც მოცულობას ზრდით, თქვენი სარქვლის სისტემა უნდა შეესაბამებოდეს ჰაერის ნაკადის გაზრდილ მოთხოვნებს და თერმულ დატვირთვას.

თავიდანვე ხარისხიანი კომპონენტების გამოყენება — შესაბამისი მასალისგან დამზადებული სათანადო ზომის სარქველები, ზუსტი საკინძები და შესაბამისი სარქვლის მექანიზმის ნაწილები — უზრუნველყოფს, რომ თქვენი მოცულობის ზრდა რეალურ შესრულებაზე აისახოს და არა უბრალოდ ქაღალდზე დაწერილ დიდ ციფრებზე.

ძრავის მოცულობის დასადგენად გამოიყენეთ კალკულატორი, შემდეგ კი თქვენი აწყობისთვის სპეციფიკური კომპონენტების რეკომენდაციებისთვის დაუკავშირდით TOPU-ს.