Калькулятор степени сжатия двигателя
Рассчитайте степень сжатия двигателя по диаметру цилиндра, ходу поршня, объёму камеры сгорания и другим параметрам.
Логика вычислений
Калькулятор определяет геометрическую степень сжатия двигателя как отношение полного объёма цилиндра (рабочий объём плюс объём камеры сжатия в ВМТ) к объёму камеры сжатия. Все линейные размеры приводятся к сантиметрам, объёмы — к кубическим сантиметрам, после чего считаются рабочий объём, объём камеры сжатия и сама степень.
Рабочий объём одного цилиндра определяется как объём цилиндра с диаметром, равным диаметру отверстия (борёра), и высотой, равной ходу поршня:
V_d = π / 4 × D² × S V_d_общ = V_d × n
где:
- V_d — рабочий объём одного цилиндра, см³;
- D — диаметр цилиндра, см (переводится из выбранной единицы: дюйм × 2,54, мм × 0,1);
- S — ход поршня, см (переводится аналогично);
- V_d_общ — суммарный рабочий объём двигателя, см³;
- n — количество цилиндров, шт.
Объём камеры сжатия V_c складывается из четырёх частей: собственно объёма камеры сгорания в головке блока, поправки на форму поршня, объёма зазора палубы (пространство между поршнем в ВМТ и плоскостью блока) и объёма отверстия прокладки головки:
V_c = V_кам + V_порш + V_пал + V_прок
где:
- V_c — объём камеры сжатия, см³;
- V_кам — объём камеры сгорания в головке блока, см³ (вводится напрямую; куб. дюйм × 16,387064);
- V_порш — поправка на форму поршня, см³ (см. ниже);
- V_пал — объём, образуемый зазором палубы, см³;
- V_прок — объём, занимаемый отверстием прокладки головки блока, см³.
Объём зазора палубы — это объём цилиндра диаметром D и высотой, равной зазору палубы:
V_пал = π / 4 × D² × h_пал
где:
- h_пал — зазор палубы (расстояние от поршня до плоскости блока в ВМТ), см.
Объём отверстия прокладки — это объём цилиндра диаметром, равным диаметру отверстия в прокладке, и высотой, равной толщине прокладки:
V_прок = π / 4 × D_пр² × h_пр
где:
- D_пр — диаметр отверстия прокладки головки блока, см;
- h_пр — толщина прокладки головки блока, см.
Поправка на форму поршня зависит от его типа. Плоский поршень не меняет объём, выпуклый (с куполом) вытесняет часть объёма камеры и уменьшает её, вогнутый (с выемкой) добавляет свой объём к камере:
V_порш = 0 (плоский) V_порш = − V_куп (выпуклый) V_порш = + V_вы (вогнутый)
где:
- V_куп — объём купола выпуклого поршня, см³;
- V_вы — объём выемки вогнутого поршня, см³.
Когда полный объём камеры сжатия определён, степень сжатия вычисляется как отношение суммы рабочего объёма одного цилиндра и объёма камеры сжатия к объёму камеры сжатия:
ε = (V_d + V_c) / V_c
где:
- ε — геометрическая степень сжатия (выводится в виде «ε : 1»).
Рабочий и итоговый объёмы при выводе переводятся в выбранную единицу: куб. см оставляются как есть, в кубические дюймы — делением на 16,387064, в литры — делением на 1000.
Примеры расчёта степени сжатия для разных двигателей
Три типичных конфигурации: атмосферный 2,0 л с плоским поршнем, форсированный V8 с выпуклым поршнем-«куполом» и турбодизель 2,0 л с вогнутым поршнем-«выемкой». Рабочий объём одного цилиндра считается по V_d = π/4 × D² × S, объём камеры сжатия — суммой V_c = V_кам + V_порш + V_пал + V_прок, а сама степень — ε = (V_d + V_c) / V_c.
| Двигатель | D, см | S, см | n | V_кам, см³ | Тип поршня (V_порш) | h_пал; h_пр; D_пр | V_d, см³ | V_пал, см³ | V_прок, см³ | V_c, см³ | ε | V_d_общ, л |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Бензин 2,0 л, плоский | 8,60 | 8,60 | 4 | 50,00 | плоский (0) | 0,05; 0,10; 8,80 | 499,56 | 2,90 | 6,08 | 58,99 | 9,47 : 1 | 2,00 |
| V8 5,65 л, выпуклый (купол) | 10,00 | 9,00 | 8 | 55,00 | выпуклый (−6,00) | 0,04; 0,08; 10,20 | 706,86 | 3,14 | 6,53 | 58,68 | 13,05 : 1 | 5,65 |
| Турбодизель 2,0 л, вогнутый | 8,40 | 9,00 | 4 | 60,00 | вогнутый (+12,00) | 0,05; 0,10; 8,60 | 498,76 | 2,77 | 5,81 | 80,58 | 7,19 : 1 | 2,00 |
Видно, как форма поршня сдвигает результат: купол вытесняет часть объёма камеры и при прочих равных поднимает степень сжатия (до ~13 : 1 для атмосферного бензина), а выемка увеличивает камеру и снижает её до уровня дизеля или турбомотора. Зазор палубы и отверстие прокладки добавляют к V_c единицы кубических сантиметров — на итоговую ε они влияют слабее, но в граничных случаях смещают её на десятые доли.