Siz dvigatelingizning hajmini 2,0 litrdan 2,3 litrgacha oshirishni rejalashtirmoqdasiz. Siz silindr diametri va milning yurish masofasini hisoblab chiqdingiz, ammo ko'pchilik quruvchilar e'tibor bermaydigan bir narsa bor: klapanlar qo'shimcha hajmga mos kelishi kerak. Kattaroq silindrga ko'proq havo kerak bo'ladi va agar kirish klapanlaringiz yetarlicha oqmasa, siz quvvatni ortiqcha sarflaysiz.
Ushbu qo'llanmada dvigatel hajmini qanday hisoblash, burg'ulash diametrining ortishi va yurish tezligi o'rtasidagi farq va nima uchun ish hajmini o'zgartirganda klapan mexanizmi komponentlari muhimligi tushuntiriladi.
Dvigatel hajmini qanday hisoblash mumkin
Dvigatel hajmi - bu barcha pistonlar tomonidan bitta to'liq siklda siqib chiqarilgan umumiy hajm. Formulasi juda oddiy:
Yagona silindrning siljishi = π × Teshikli diafragma² × Yurish tezligi / 4
Umumiy siljish = bitta silindr × silindrlar soni
Qayerda:
Teshik (D) = silindr diametri mm yoki dyuymlarda
Zarba (S) = pistonning harakatlanish masofasi mm yoki dyuymlarda
π = 3.14159
Misol hisoblash
Keling, Honda K20A dvigatelini hisoblaylik:
Teshik: 86,0 mm
Zarba uzunligi: 86,0 mm
Shilinglar: 4
Yakka silindr = 3.14159 × (86.0)² × 86.0 / 4 = 499.5 kub santimetr
Umumiy hajmi = 499,5 kub santimetr × 4 = 1998 kub santimetr = 2,0 litr
Teshik va zarba: Siqilishni oshirishning ikki yo'li
Agar siz ko'proq hajmni xohlasangiz, sizda ikkita variant mavjud: teshikni (silindr diametri) oshirish yoki yurishni (piston harakatini) oshirish. Har bir yondashuv dvigatel xususiyatlariga turlicha ta'sir qiladi.
Kattalashtirilgan teshik (Oversquare Dvigatel)
Tsilindrlarni burg'ilash sizga kengroq yonish kamerasini beradi. Bizning K20A misolimizdan foydalanib, 86 mm yurishni saqlab qolgan holda, teshikni 86 mm dan 90 mm gacha oshirish sizga 2190 kub santimetr (2,2 L) yangi ish hajmini beradi. Kengroq teshik yuqori RPM da yaxshiroq havo oqimi uchun kattaroq klapanlarni ta'minlaydi va qisqaroq alanga masofasi to'liqroq yonishga olib keladi.
Biroq, kattaroq pistonlar maksimal RPMni cheklaydigan o'zaro og'irlikni oshiradi. Zerikarli burg'ulash silindr devorlarini yupqaroq qiladi, bu esa strukturaviy mustahkamlikka putur yetkazishi mumkin. Kengroq yonish kamerasi detonatsiya xavfini oshiradi va eng muhimi, ortib borayotgan teshik havo oqimi talabiga moslashish uchun kattaroq klapanlarni talab qiladi - standart o'lchamdagi klapanlardan foydalanish siljishning oshishini isrof qiladi.
Yuk ko'tarish tezligini oshirish (Undersquare Engine)
Pistonning yurishini uzaytirish har bir siklda uzoqroqqa harakatlanishini anglatadi. 86 mm teshikni saqlab qolgan holda yurishni 86 mm dan 94 mm gacha oshirish 2185 kub sm (2,2 L) hajm hosil qiladi — bu burg'ulash bilan deyarli bir xil hajm, ammo turli xil xususiyatlarga ega. Uzunroq yurish yaxshiroq past tezlikdagi moment va samaraliroq yonishni ta'minlaydi, shu bilan birga standart teshik hajmidan foydalanish imkonini beradi.
Kamchiliklari mexanik kuchlanish va qadoqlash bilan bog'liq. Yuqori piston tezligi maksimal xavfsiz RPMni cheklaydi va sizga balandroq dvigatel bloki yoki o'zgartirilgan krank mili kerak bo'ladi. Hatto uzunroq yurish bilan ham, siljishni oshirish uchun to'g'ri klapan vaqti va sifatli klapan mexanizmi komponentlari juda muhimdir.
Teshik/zarba nisbati
Dvigatelning diametri/zarba nisbati sizga qanday turdagi dvigatelingiz borligini ko'rsatadi:
Nisbat = Teshik / Urish
1.0 dan yuqori (Oversquare): Yuqori aylanish tezligida ishlaydigan dvigatellar
1.0 ga teng (kvadrat): Muvozanatli dizayn
1.0 dan past (Unsquare): Momentga yo'naltirilgan dvigatellar
Nima uchun klapan hajmi siljishni oshirishda muhim ahamiyatga ega
Ko'pgina quruvchilar mana nimani sog'inadilar: siz ish hajmini 15% ga oshirganingizda, har bir silindr har bir siklda 15% ko'proq havo yutishi kerak. Agar klapanlaringiz o'lchami o'zgarishsiz qolsa, ular tiqilib qoladi.
Havo oqimi muammosi
6000 RPM tezlikda 4 taktli dvigatel daqiqasiga 3000 ta havo olish siklini yakunlaydi — bu har bir silindr uchun sekundiga 50 ta havo olish hodisasi. Klapanlarni yangilamasdan ish hajmini oshirganingizda, klapan teshigi orqali havo tezligi sezilarli darajada oshadi va klapan boshi atrofida turbulentlik hosil qiladi, bu esa samarali oqim maydonini kamaytiradi.
Tezroq harakatlanadigan havodan ishqalanishning kuchayishi kirish havosi haroratini oshiradi va zaryad zichligini pasaytiradi. Yuqori RPMda hajmli samaradorlik pasayadi, chunki klapanlar kattaroq silindrlarni to'ldirish uchun yetarli havo oqizolmaydi. Natijada: dvigatelga mashinani ulash uchun sarflagan katta hajmga qaramay, quvvat yo'qotiladi.
Klapan o'lchamlarini aniqlash bo'yicha ko'rsatmalar
Umumiy qoida: kirish klapanining diametri teshik diametrining taxminan 38-42% ni, chiqarish klapanining diametri esa teshik diametrining 32-36% ni tashkil qilishi kerak.
86 mm diametrli teshik uchun:
Kirish klapani: 33-36 mm
Egzoz klapani: 28-31 mm
90 mm diametrli teshik uchun (burg'ulashdan keyin):
Kirish klapani: 34-38 mm
Egzoz klapani: 29-32 mm
Katta hajmli dvigatellarda issiqlikni boshqarish
Katta hajmdagi sigʻim har bir siklda koʻproq yoqilgʻi yoqilishini, yaʼni koʻproq issiqlikni anglatadi. Egzoz klapanlari eng yomon taʼsirga duchor boʻladi, normal ish rejimida harorat 800-900°C ga yetadi. Sigʻim oshirilganda, egzoz harorati yana 50-80°C ga koʻtarilishi mumkin.
Standart zanglamaydigan po'latdan yasalgan klapanlar 850°C dan yuqori haroratda mustahkamligini yo'qota boshlaydi. Klapan boshi egilishi, poyasi cho'zilishi va muhrlash yuzasi yomonlashishi mumkin. Bu yerda material sifati juda muhim ahamiyat kasb etadi.
Siqilishni yangilash uchun TOPU klapan yechimlari
Sig'imni oshirish uchun mashina ishlariga sarmoya kiritayotganingizda, sifatli klapanli mexanizm komponentlaridan foydalanish ixtiyoriy emas - bu siz to'layotgan samaradorlik o'sishiga erishish uchun juda muhimdir.
Yuqori samarali dvigatel klapanlari
TOPU yuqori ish hajmi va yuqori ishlash talablari uchun maxsus ishlab chiqilgan klapanlarni ishlab chiqaradi. Kirish klapanlari 850°C gacha bo'lgan harorat ko'rsatkichiga ega 21-4N yoki 21-2N yuqori mustahkamlikdagi zanglamaydigan po'latdan foydalanadi. Ushbu klapanlar oqimni yaxshilash uchun optimallashtirilgan bosh profiliga ega va zerikkan dvigatellarga mos keladigan katta diametrlarda mavjud.
Egzoz klapanlari uchun TOPU Inconel 751 yoki Nimonic 80A nikel qotishmasidan foydalanadi, u 1000°C gacha bo'lgan haroratga bardosh bera oladi. Ushbu materiallar yuqori issiqlik o'tkazuvchanligini ta'minlaydi va hatto uzoq muddatli yuqori haroratda ham egilishga qarshi turadi. Faqatgina materialning yangilanishi standart klapanlarga nisbatan 30-50°C pastroq ish haroratini ta'minlaydi, bu esa dvigatelning ishlash muddatini uzaytiradi va butun ish faoliyatini saqlab qoladi.
Nozik klapanli tappetlar
Siqilishning ortishi ko'pincha klapanlarni yuqori RPM da boshqarish uchun qattiqroq klapan prujinalarini talab qiladi. Bu klapanlarga (ko'targichlarga) ko'proq yuk tushiradi. Eskirgan yoki yetarli bo'lmagan klapanlar siljishning oshishini yo'qotadigan klapan vaqtini hisoblashda xatolarga olib keladi.
TOPU kranlari 20CrMo qotishma po'latdan yasalgan bo'lib, karbürizlangan va nitridlangan yuzasi HRC 58-62 qattiqligiga etadi. Kontakt yuzalar barqaror ishlash uchun Ra 0,1μm gacha aniqlik bilan silliqlanadi. DLC qoplama opsiyasi yuqori samarali dasturlar uchun ishqalanishni yanada kamaytiradi. Ommabop qo'llanmalar qatoriga Toyota va Lexus dvigatellari uchun TP31 seriyasi, masalan, 2GR-FE 3.5L V6, Mercedes-Benz M112 va M113 V6/V8 dvigatellari uchun TP24 seriyasi va Volkswagen va Audi EA888 2.0T dvigatellari uchun TP18 seriyasi kiradi.
Vana poyezdi komponentlarini qachon yangilash kerak
Havo oqimiga bo'lgan talab mutanosib ravishda oshib borishi sababli, siljishni 10% yoki undan ko'proqqa oshirishda klapan o'tkazgichini yangilashni ko'rib chiqishingiz kerak. RPM chegarasini oshirish suzib yurishning oldini olish uchun klapanni yaxshiroq boshqarishni talab qiladi va majburiy induksiyani qo'shish silindr bosimini ham, issiqligini ham oshiradi.
Agar siz raqobat uchun qurayotgan bo'lsangiz, stress ostida ishonchlilik chegarada ishlamay qolmaydigan sifatli qismlarni talab qiladi. Klapanlarning yuqori RPM da eksantrik profiliga to'g'ri mos kelmaydigan holatdagi suzuvchi klapan holatini boshdan kechirish - bu mavjud komponentlar dvigatelingiz talablariga javob bera olmasligining aniq belgisidir.
To'g'ri komponentlarni tanlash
TOPU sizga yig'ishingiz uchun mos komponentlarni tanlashda yordam berish uchun texnik yordam ko'rsatadi. Aniq tavsiyalar olish uchun siz dvigatelingiz modeli va kodi, joriy va maqsadli hajm, mo'ljallangan maksimal RPM, dvigatel tabiiy ravishda so'riladimi yoki majburiy induksiyami, va sizning qo'llanishingiz - ko'chada haydash, trekda foydalanish yoki musobaqa bo'ladimi - haqida ma'lumot berishingiz kerak bo'ladi.
Ushbu ma'lumot bilan TOPU muhandislari sizning aniq ehtiyojlaringiz uchun to'g'ri klapan o'lchamlari va materiallarini, prujina bosimingiz va eksantrik profilingizga mos keladigan tegishli klapan xususiyatlarini, RPM diapazonida klapanlarni boshqarish uchun klapan prujinasi talablarini va klapan o'qi tizimini to'g'ri bajarish uchun zarur bo'lgan har qanday qo'shimcha komponentlarni tavsiya qilishlari mumkin.
Xulosa
Dvigatel hajmini hisoblash juda oson, ammo ishonchli yuqori samarali dvigatelni yaratish barcha komponentlarning birgalikda qanday ishlashini tushunishni talab qiladi. Siz hajmini oshirganingizda, klapan tizimi ortib borayotgan havo oqimi talablari va issiqlik yuklariga moslashishi kerak.
Boshidanoq sifatli komponentlardan foydalanish — tegishli materiallardan tayyorlangan to'g'ri o'lchamdagi klapanlar, aniq klapanlar va mos keladigan klapan qismlari — sizning ish hajmining oshishi qog'ozdagi katta raqamlarga emas, balki haqiqiy samaradorlik o'sishiga olib kelishini ta'minlaydi.
Dvigatelingiz hajmini aniqlash uchun kalkulyatordan foydalaning, so'ngra qurilmangizga xos komponentlar bo'yicha tavsiyalar olish uchun TOPU bilan bog'laning.