Увеличение степени сжатия

УВЕЛИЧЕНИЕ СТЕПЕНИ СЖАТИЯ

Для того, чтобы немного разобраться в этом вопросе, необходимо кое-что знать о бензинах, а также владеть некоторыми недокументированными техническими данными двигателя УД2.

Соответствие степени сжатия двигателя и октанового числа бензина Степень сжатия двигателя Октановое число бензина 5,5 - 6,0 А-72 7,2 - 7,4 А-76 7,5 - 8,2 А-80 8,2 - 9,5 А-92 9,5 - 11 А-95

Из недокументированных техданных нам нужны следующие:

Объём цилиндра – 305,208 см3

Толщина прокладки головки цилиндра – 1,5 мм

Площадь прокладки головки цилиндра – 80 см2

Дополнительный объём от прокладки головки цилиндра – 12 см3

Объём камеры сгорания – 72 см3

Глубина камеры сгорания в месте проекции тарелок клапанов – 11 мм

Максимальный выход тарелки клапана – 9 мм (перед фрезеровкой головки необходимо замерить, так как этот показатель зависит от конкретного двигателя)

В интеренете мне довелось увидеть такое определение степени сжатия: "Степень сжатия – это отношение между максимальным объемом цилиндра и минимальным". И вот здесь надо было бы и поставить точку! Но нет, автор этих великих строк пошёл дальше и всё опошлил: "Или, другими словами, отношение полного объёма цилиндра (то есть объёма цилиндра плюс объёма камеры сгорания) к объёму одной лишь камеры сгорания..."

Даже Википедия даёт ошибочное определение степени сжатия. Вначале всё вроде бы хорошо: "Степень сжатия – отношение объёма надпоршневого пространства цилиндра двигателя внутреннего сгорания при положении поршня в нижней мёртвой точке (НМТ, полный объем цилиндра) к объёму надпоршневого пространства цилиндра при положении поршня в верхней мёртвой точке (ВМТ), то есть к объёму камеры сгорания. А надо без всяких "то есть", ибо топливо сгорает в объёме, состоящем из объёма камеры сгорания + объёма, который дополняет прокладка головки, в нашем случае цилиндра!

При положении поршня в НМТ объём, расположенный над ним, состоит из трёх объёмов - объёма цилиндра (отмечен жёлтым), объёма, создаваемого прокладкой (отмечен салатовым) и объёма камеры сгорания (отмечен розовым). В нашем случае это: 305,208 см3 +12 см3 +72 см3 = 389,208 см3.

При положении поршня в ВМТ объём, расположенный над ним, состоит из двух объёмов - объёма, создаваемого прокладкой (отмечен салатовым) и объёма камеры сгорания (отмечен розовым). В нашем случае это: 12 см3 +72 см3 = 84 см3.

Тут не следует вешать на лицо сардоническую улыбку - хотя прокладка головки цилиндра УД2 имеет довольно экзотичную форму, но всё же подсчитать её площадь можно, положив на лист миллиметровки или обычный лист в клетку. Можете не повторять сей аттракцион - всё уже подсчитано: 80 см2! Если теперь умножить эту цифру на 0,15 (толщина прокладки в см), то получим 12 см3. А это, согласитесь, не мало, и пренебрегать таким объёмом не стоит, так как это аж 1/6 часть от объёма камеры сгорания! Даже если предположимть, что прокладка сожмётся при затягивании головки цилиндра и её толщина уменьшится до 1 мм, то даже и в этом случае объём, дополняемый ею составит 8 см3. Конечно, при огромных объёмах двигателя и камер сгорания, объём, обусловленный прокладкой можно не учитывать, но только не в нашем случае.

Отсюда степень сжатия УД2: 389,208 / 84 = 4,633, при толщине прокладки 1 мм - 4,8151, но никак не 5,5, как указано в инструкции!

Тут я хочу обратить внимание на тот факт, что двигатель УД2 изначально был "заточен" под 66-ой бензин. Но это ещё не все особенности УД2. Имея столь низкую степень сжатия этот легендарный движок заводится (я обращаю внимание на термин "заводится", а не "продолжает работать"!) на техническом спирте, уайт-спирите и даже на ацетоне! Была даже модификация, рассчитанная на работу на керосине! Найдите мне немца, американца, японца или китайца, который бы не сдох сразу от такой отравы! А УД2 заводится и работает!

А сейчас мы льём в него А-80. При такой степени сжатия на таком бензине хорошей работы дождаться трудно. Что делать? Надо увеличить степень сжатия.

Для этого необходимо:

1. Отфрезеровать головки цилиндров

2. Нарезать дополнительные канавки на поршнях для компрессионных колец или применить поршни с выпуклым донышком.

3. Выбросить штатные прокладки головки цилиндров и вместо них применить пищевую фольгу.

Фрезерование головки цилиндра на… Уменьшает объём камеры сгорания на… Повышает степень сжатия до... Формула расчёта 1 мм 8 см3 5,7688 (5,8) (305,208+64)/64 1,5 мм 12 см3 6,0868 (6,1) (305,208+60)/60 2 мм 16 см3 6,4501 (6,5) (305,208+56)/56 2,5 мм 20 см3 6,8694 (6,9) (305,208+52)/52 3 мм 24 см3 7,3585 (7,4) (305,208+48)/48

Фрезеровать на 2,5 мм можно совершенно спокойно - советский ВПК это выдержит с честью. Что касается 3 мм, тут подход должен быть индивидуальный. Головки попадаются разные. Некоторые шлифовать можно. Надо смотреть на толщину головки цилиндра и глубину камеры сгорания в проекции клапанов - важно, чтобы этот показатель был не меньше 10 мм.

Отфрезерованная головка второго цилиндра. Объём камеры сгорания - 56 см3.

Нарезание дополнительных канавок по компрессионные кольца осуществляется вот так:

Старые канавки следует оставить пустыми. Кстати, новые канавки можно нарезать под кольца "Запорожца" и поршень станет унифицированным.

В качестве прокладок следует использовать пищевую алюминиевую фольгу, из которой надо вырезать 3 прокладки на цилиндр по образцу "родной".

Кстати, несколько слов о методике изготовления прокладок из алюминиевой фольги. Это чтобы сразу не загубить весь рулон.
Вам потребуется:
Две "родные" прокладки головки цилиндра
Восемь винтов с гайками М8 и шестнадцать шайб
Писчая бумага, четыре листа размером А5 (половинка от обычного листа писчей бумаги А4)
Алюминиевая фольга для запекания мяса
Перовое сверло диаметром 8 мм
Маникюрные ножницы с загнутыми концами
Надо сделать такой "слоёный пирог":
Родная прокладка головки цилиндра
Лист бумаги размером А5
Три слоя фольги (аккуратно расправить, не допускать "морщин")
Два листа бумаги размером А5
Три слоя фольги (аккуратно расправить, не допускать "морщин")
Лист бумаги размером А5
Родная прокладка головки цилиндра
Сначала с полученного "пирога" убираем верхнюю прокладку головки цилиндра, ладонью прижимаем полученный "сэндвич" к столу и пальцем осторожно находим нижнее левое отверстие в нижней прокладке головки цилиндра. Нажимаем, чтобы получилась небольшая вмятина. После этого накладываем верхнюю прокладку головки цилиндра, совмещаем соответствующее отверстие в ней с полученной вмятиной и осторожно (руками!) просверливаем перовым сверлом отверстие. Вставляем винт с шайбой и закручиваем гайку (тоже с шайбой). Потом также делаем вмятину в другом месте, лучше по диагонали, опять просверливаем отверстие и скрепляем винтом с гайкой. Теперь конструкция стала жёсткой и следует по очереди просверлить оставшиеся отверстия и затянуть их винтами с гайками. Вырезать прокладки лучше маникюрными ножницами. После окончания работы получаем два набора прокладок по 3 штуки. Ставить их на цилиндр лучше вместе в "родной" прокладкой (она будет сверху), которую потом следует удалить
После указанной выше модернизации мощность двигателя заметно подросла. К сожалению, я не могу назвать точных лошадиных сил, поскольку не владею методом определения мощности двигателя. Несколько сократился и расход топлива, что тоже объективизировать трудно. Однако одно могу утверждать точно - двигатель работает более ровно, заводится легко, держит холостые хорошо. Так что повышение степени сжатия считаю делом нужным и полезным.
Выше я описал несложный метод повышения степени сжатия. Но это не всё. Можно повысить степень сжатия и до 8 и заставить работать наш движок на 92 бензине. Если интересно - садитесь в кружок...
Когда я говорил, что глубина головки цилиндра в месте проекции клапана должна быть не менее 10 мм, я несколько кривил душой. Дело в том, что наша задача - не дать клапану соприкоснуться с крышкой. Подъём тарелки клапана на разных двигателях составляет от 7 до 11 мм, и в принципе именно этот показатель определяет, на сколько миллиметров можно фрезеровать головку цилиндра, и можно ли её фрезеровать вообще (ну и сама головка тоже может быть и толще и тоньше - тут ГОСТ не указ). Но на самом деле это не совсем так. Дело в том, что для нормальной работы выпускной системы вполне достаточно и семимиллиметрового подъёма тарелки клапана. А теперь давайте помыслим, ну хотя бы ради процесса - а что влияет на высоту подъёма тарелки клапана? Длина клапана - нет! Зазор - нет! Высота цилиндра - нет! Распредвал? - Да! Именно высота эксцентриков распредвала. Мысль уловили? Нет? Тогда подсказываю - надо уменьшить высоту эксцентриков распредвала. Исходно они... совершенно разные - от 7 до 11 мм! Следует уменьшить их до 7 мм. Этим мы снимем ограничения на фрезеровку головки цилиндра.
У этого распредвала высота эксцентриков (расстояние от поверхности вала до самой высокой точки эксцентрика) такая: 1 - 11 мм, 2 - 7 мм, 3 - 10 мм, 4 - 8 мм! Поэтому и высота подъёма тарелок клапанов разная.
А можно ли "заточить" старенький УД2 под 92 бензин? Можно.
Вот таблица соответствия объёма камеры сгорания и степени сжатия.
Объём камеры сгорания	Степень сжатия	Формула расчёта
45 см3	8,097
44 см3	7,936
43 см3	8,097
42 см3	8,266
41 см3	8,444
40 см3	8,630
39 см3	8,826
38 см3	9,032
37 см3	9,248
36 см3	9,478
Таким образом, объём камеры сгорания меньше 42 см3 будет соответствовать бензину с октановым числом 92. На практике нам не удастся сделать камеру сгорания меньше 40 см3, что собственно говоря и не нужно. Как рассчитать на сколько следует фрезеровать головку цилиндра?
Сначала нужно завернуть в головку свечу, перевернуть её и влить 40 мл керосина или любой другой жидкости, только не воды. А потом измерить штангелем расстояние от уровня жидкости до края головки. Получится всего-то 3,5 мм фрезеровки.