Компрессия и степень сжатия дизельного двигателя

Двигатель внутреннего сгорания (бензиновый, дизельный) является сложным устройством, состоящим из множеств механизмов и систем.

Взаимодействие их между собой позволяет преобразовывать энергию, возникающую при сгорании топливно-воздушной смеси во вращательное движение кривошипно-шатунного механизма с дальнейшей передачей вращения на трансмиссию.

Основная работа по преобразованию энергии происходит внутри цилиндро-поршневой группы, а именно в цилиндрах.

Понятие степени сжатия

Зачастую эти понятия путают между собой или объединяют в один термин. В действительности это два разных термина, и характеризуются они по-разному.

Сначала разберем все о степени сжатия дизельного мотора.

Соотношение объема цилиндра двигателя в момент нахождения поршня в нижней мертвой точке (НМТ) к объему камеры сгорания в момент, когда поршень достигает верхней мертвой точки и есть степень сжатия двигателя.

Данное соотношение указывает на разницу давления, возникающую в цилиндре двигателя в тот момент, когда в цилиндр поступает топливо.

В технической документации, идущей вместе с дизельной силовой установкой, степень сжатия указывается в виде математического соотношения, к примеру — 18:1.

Для дизельного агрегата самой оптимальной степень сжатия варьируется в диапазоне от 18:1 до 22:1. Именно при таких показателях у этого двигателя достигаются максимальные показатели эффективности.

Как все работает

У дизельного мотора при такте сжатия, когда поршень движется к ВМТ, объем в цилиндре быстро сокращается. В этот момент в камере сгорания находиться только воздух, он-то и сжимается, данный процесс называется тактом сжатия.

При подходе поршня к ВМТ, воздух сжимается на указанную в документации степень сжатия, в камеру сгорания под давлением подается топливо.

Смесь из топлива и воздуха из-за воздействия на нее высокого давления воспламеняется, значительно увеличивая давление внутри камеры, поршень в этот момент проходит ВМТ.

Образовавшееся в результате сгорания топливовоздушной смеси высокое давление начинает давить на днище поршня, заставляя его двигаться к НМТ.

Посредством шатуна поступательное движение поршня преобразовывается во вращательное движение колен. вала.

В данном случае давление, возникшее в результате воспламенения смеси, заставляет двигаться поршень к НМТ называется рабочим ходом. Рабочий ход является одним из тактов работы цилиндро-поршневой группы.

При такте сжатия как раз и важна степень сжатия. Чем она выше, тем более легче воспламениться горючая смесь и в более полной мере она сгорит, обеспечив большее давление.

При хорошем показателе степени сжатия дизельный мотор будет обеспечивать больший выход мощности при меньшем количестве сгораемого топлива.

Больше по теме — Разная компрессия в цилиндрах, что делать, последствия.

Однако у дизельных силовых установок не зря имеется диапазон степени сжатия, за который выходить не рекомендуется.

Степень сжатия меньше 18:1 приводит к снижению мощностного показателя установки, при этом потребление топлива увеличивается.

Но и чрезмерная степень сжатия у мотора тоже сказывается нехорошо на двигателе, особенно дизельном. За счет увеличенных нагрузок, которые испытывают цилиндропоршневая группа, их ресурс очень быстро сокращается.

Увеличение сверх нормы степени сжатия может привести к прогоранию поршня, изгибу шатуна.

В некоторых случаях увеличение данного показателя приводит к взрыву силовой установки без возможности последующего восстановления.

ВАЖНО ЗНАТЬ: Степень сжатия у водородных двигателей значительно больше.

Возможность замера степени сжатия

Проверить степень сжатия дизельного агрегата в гаражных условиях практически невозможно. Поскольку нужно проводить некоторые замеры, которые сделать очень сложно.

Одним из таких замеров является выяснение объема в цилиндре при нахождении поршня в ВМТ.

Далее нужно знать некоторые параметры силовой установки, часть из которых можно узнать из тех. документации, но некоторые узнать довольно сложно.

Для расчета степени сжатия потребуется знать объем камеры сгорания, поскольку между блоком цилиндров находиться прокладка, то нужно знать ее толщину и диаметр поршневого отверстия в ней, ход поршня и диаметр цилиндра.

Имея все эти данные, а также произведя замеры объема в цилиндре, можно математическим путем провести вычисления степени сжатия.

Способы повышения показателя

Замерить степень сжатия на дизельном двигателе сложно, а вот изменить данный показатель в лучшую сторону – можно.

Есть несколько способов увеличения показателей степени сжатия на дизельном агрегате.

Уменьшаем камеру сгорания двигателя

Самым простым способом увеличения данного показателя является уменьшение камеры сгорания.

Уменьшить объем камеры сгорания

Можно несколькими путями. Первое, что можно сделать – это заменить прокладку между блоком и головкой двигателя на более тонкую, за счет этого и измениться объем камеры сгорания.

Дополнительно можно провести торцевание головки блока цилиндров. В этом случае с головки блока снимается слой металла, из-за чего и уменьшается камера сгорания.

Читайте также:

Использование турбированного нагнетателя

Вторым способом изменения данного показателя является увеличение давления в камере сгорания.

Применение такого устройства, как турбинный нагнетатель, он же турбонаддув, позволяет увеличить степень сжатия.

В дизельных силовых установках, не имеющих данного устройства, воздух, требуемый для создания горючей смеси, подается за счет разрежения в цилиндре, возникающего при такте впуска.

При такой подаче воздуха в цилиндры высокое давление на такте сжатия обеспечить в полной мере невозможно, поскольку количество воздуха получатся ограниченным.

При использовании нагнетателя воздух в цилиндры подается принудительно. Это обеспечивает подачу большего количества воздуха, и как следствие большего давления в цилиндре при такте сжатия.

ЧИТАЙТЕ ПО ТЕМЕ: Турбированный или атмосферный двигатель, что лучше.

Интеркулер

Часто на дизельных моторах, помимо нагнетателя применяется еще одно устройство – интеркулер. Он также позволяет увеличить давление в цилиндре, но по несколько иному принципу, чем нагнетатель.

В задачу интеркулера входит охлаждение воздуха перед подачей его в цилиндры. Приводит это к тому, что при охлаждении плотность воздуха увеличивается, а значит и давление в цилиндре будет выше.

Это основная информация, что касается степени сжатия. Перейдем к компрессии.

Понятие компрессии

Компрессия – это показатель давления в цилиндрах двигателя. Измеряться данный показатель может в нескольких величинах – кг/см кв., Барах, Атмосферах, Паскалях.

Особое внимание заслуживает компрессия дизельного двигателя, так как данный показатель очень важен в дизельных моторах. У дизеля компрессия должна быть порядка 22 Атм., хотя на разных двигателях может быть и больше, при этом значительно.

Высокая компрессия в цилиндрах дизеля должна обеспечиваться потому, что воспламенение горючей смеси производится именно из-за высокого давления.

Если данный показатель на дизеле будет значительно меньше нормы, запуск мотора – затруднителен или невозможен.

Компрессия дизельного двигателя в цилиндре достигается путем сжатия воздуха поршнем при такте сжатия. Но полной герметичности внутри цилиндра добиться просто невозможно, всегда будет утечка воздуха.

Воздух частично может прорываться через изношенные компрессионный кольца, когда они уже не могут обеспечить должное прилегание к цилиндру, часть воздушной массы может выходить из цилиндра через неплотное прилегание клапанов к седлам.

Если говорить в общем, то показатель компрессии указывает на состояние двигателя.

Сильное несоответствие компрессии двигателя от заданных норм всегда указывает на сильный износ механизмов силовой установки. Поэтому измерение компрессии входит в комплекс диагностических работ двигателя.

Как замерить компрессию

В отличие от степени сжатия провести замеры компрессии двигателя не особо сложно. Для проведения данных работ достаточно иметь компессометр или компрессограф.

Принцип действия этих двух приборов одинаков, разница лишь в выводе информации.

У компрессометра значение давления указывается на шкале манометра.

У компрессографа же информация о давлении в цилиндре заносится на какой-либо носитель информации или же просто на бумагу.

Последовательность проверки компрессии в дизельном двигателе такова:

1. С одного цилиндра снимается форсунка, на ее место устанавливается прибор;
2. Затем производится проворот коленвала стартером и записывается полученный результат;
3. После проверяется компрессия во всех остальных цилиндрах;
4. Затем значения, полученные во всех цилиндрах, сверяются.

У неизношенного двигателя компрессия должна соответствовать или хотя быть близкой к номинальному значению, указанному в документации. Разбежность в показателях на разных цилиндрах тоже должна быть одинаковой, допускается незначительные отличия.

От чего зависит компрессия

Как уже сказано, компрессия дизельного двигателя, и не только его, а всех силовых установок, зависит от состояния цилиндро-поршневой группы и газораспределительного механизма.

Но помимо этого компрессия двигателя еще и зависит от количества оборотов коленвала. Чем ниже его обороты, тем больше времени у воздуха, находящегося внутри цилиндра найти место, где он может выйти из нее.

Поэтому при замере компрессии важно проследить о том, чтобы стартер обеспечил хотя бы минимальных 200-250 оборотов коленчатого вала в минуту. Иначе показания компрессометра не будут соответствовать реальному значению этого показателя.

Это конечно, не все факторы, влияющие на компрессию, но перечисленные являются одними из основных.

Особенности запуска дизельного двигателя

Но высокая компрессия дизельного двигателя, которой обеспечивается работоспособность силовой установки, играет не на руку легкости пуска.

Конечно, если двигатель хорошо прогреется, стартеру не составит труда обеспечить должные обороты коленвала, и как следствие должное давление в камере сгорания и запуск силовой установки.

У холодного же мотора появляется несколько дополнительных факторов, усложняющих запуск. Одним из таких факторов является повышенное трение между узлами и механизмами у холодного двигателя, поскольку масляной прослойки между ними нет.

А если к данному фактору у дизельной установки добавить еще и слабую компрессию, из-за которой воспламенение рабочей смеси затруднительно, поскольку давления в камере сгорания недостаточно, то пуск мотора очень затруднителен.

Поэтому чем ниже температура и слабее компрессия дизельного двигателя, тем меньше шансов его запустить.

И это еще не рассмотрена такая особенность дизельного топлива, как парафинированние его при низких температурах.

Как рассчитать и изменить степень сжатия двигателя

Содержание

• 1 Что такое степень сжатия двигателя
• 2 На что она влияет
• 3 Отличие степени сжатия от компрессии
• 4 Расчет коэффициента сжатия
• 5 Турбированные моторы
• 6 Пример подсчета
• 7 Как увеличить степень сжатия двигателя
• 8 Дефорсирование ДВС: для чего нужно и как осуществить
• 9 Таблица: зависимость степени сжатия от октанового
  числа
• 10 Таблица: популярные двигатели и показатель сжатия

Одним из главнейших технических
показателей автомобильного мотора является коэффициент сжатия. Он показывает соотношение разницы между объёмом
свободного участка над цилиндровым поршнем и под ним в крайних его положениях.

Что такое степень сжатия двигателя

Условно величину сжатия представляют и как
соотношение давлений в устройстве при подаче горючего и взрыве смеси. Конкретно
эта степень обусловлена конструкцией автомобильного двигателя, и может быть
высокой или низкой.

Перед непосредственным процессом
воспламенения горючей смеси, поршни сжимают топливо до определённого объёма.
Инженеры способны варьировать этот показатель, рассчитывая его ещё на стадии
проектирования. Узнав количественное соотношение данной величины к объёму
камеры сгорания, можно делать различные выводы.

На бензиновых силовых установках
показатель сжатия достигает максимум 12 единиц. Чем выше здесь степень сжатия
двигателя или ССД, тем больше удельная мощность
мотора. Однако при сильном увеличении данного показателя снижается ресурс
агрегата, особенно при заправке низкосортным бензином. На дизельных моторах,
ввиду их технических отличий, она может варьироваться от 14 до 18 единиц.

В бензиновые двигатели с увеличенной до 12 единиц степенью сжатия нельзя лить ничего, кроме АИ-98 Премиум. Очевидно, что это существенно удорожает расходы на топливо.

На что она влияет

ССД непосредственно определяет объём
работы, произведённой ДВС. Чем изначально выше рассчитана
степень сжатия, тем продуктивнее будет воспламенение.
Пропорционально увеличится и отдача мотора. Вспомним, как разработчики в 90-е годы
старались повышать этот показатель, полностью не модернизируя двигатель.  Таким
способом они конкурировали между собой, делая агрегаты мощнее, и не затрачивая
при этом много средств. Но что самое интересное — моторы в этом случае не
потребляли больше горючего, а даже становились экономнее.

Однако всему есть предел, и как было
сказано выше, чересчур высокий коэффициент приводит к снижению ресурса ДВС.
Почему это происходит? Дело в том, что при значительном сжатии топливная смесь
начинает самопроизвольно детонировать, взрываться. Особенно это затрагивает
агрегаты на бензине, поэтому здесь данный коэффициент имеет строгое
ограничение.

Помните, что применение низкооктанового топлива становится причиной детонации на агрегатах с повышенной ССД. И наоборот, высокооктановое горючее может не позволять двигателю полностью раскрываться, если будет использовано в агрегатах с низким коэффициентом сжатия. По этой причине оба параметра должны соответствовать. Подробнее в таблице ниже.

Отличие степени сжатия от компрессии

Степень сжатия двигателя не является компрессией. Они полностью различаются, хотя многие их путают. Коэффициент, о котором идёт речь в статье, не раскрывает значение оптимального давления ТВС перед возгоранием. Измеряется ССД лишь относительно, в соотношении к единице объёма камеры.

Под компрессией принято понимать предельное значение сжатия, образуемого в камере сгорания, на конечном этапе давления горючей смеси. Данная величина априори не может быть относительной, поэтому её измеряют в абсолютных значениях — атм, кг/см2, бар.

Степень сжатия и компрессия неразрывно связаны, но не идентичны. Показатель компрессии зависит не только от сжатия. На него оказывает влияние температура ДВС, наличие зазоров в приводных клапанах, состав топлива и многое другое.

Расчет коэффициента сжатия

Ввиду того, что желательно увеличивать
степень сжатия до определённого значения, необходимо уметь рассчитывать этот
показатель. К тому же это даст возможность избежать детонационных моментов,
разрушающих силовой агрегат изнутри в процессе форсирования.

Таким образом, необходимость в измерении
этого показателя требуется в таких случаях, как:

• форсировка мотора;
• подгонка под топливо с другим АИ или для метанового топлива с
  октановым числом 120;
• послеремонтная корректировка.

Турбированные моторы

На турбомоторах расчёт коэффициента сжатия
отличается. Это объясняется наличием наддува воздуха. Поэтому в этом случае
величину, полученную в ходе вычислений, умножают на показатель
турбокомпрессора.

Кроме того, при вычислении степени сжатия
турбированных моторов учитывается не только давление наддува, но и показатель
эффективного сжатия, климатические изменения и многое другое. В данном случае
процесс значительно усложняется по сравнению с измерениями на атмосферном
двигателе.

Пример подсчета

Вот как выглядит общепринятая расчётная
формула для автомобильного ДВС: «ССД = (РО+ОКС)/ОКС». Степень сжатия здесь
отмечена как «ССД», рабочий объём цилиндра — «РО», а объём камеры сгорания —
«ОКС».

Для расчёта «РО» нужно в первую очередь
разложить единый объём двигателя или литраж на количество используемых
цилиндров. К примеру, литраж мотора «четвёрки» — 1997 см3. Для определения
ёмкости одного цилиндра, надо 1997 разделить на 4. Получится около 499 см3.

Для вычисления параметра «ОКС» специалисты
пользуются проградуированной в см3 трубкой или пипеткой. Под камерой
подразумевается место, где непосредственно происходит возгорание горючего.
Камеру заправляют, а затем измеряют объём с помощью жидкостной бюретки. Если
нет градуированной трубочки, можно жидкость выкачать с помощью шприца, а затем
измерить в мерной посуде или на весах. В этом случае желательно для расчёта
использовать не бензин или солярку, а чистую воду, так как её удельный вес
более соотносим к объёму в см3.

Внимание! Для точного измерения «ОКС» дополнительно приплюсовывается объём толщины прокладки ГБЦ, учитывается форма днища поршней и другие особенности. Поэтому расчёт этой величины рекомендуется доверить специалистам.

Как увеличить степень сжатия двигателя

Если необходимо увеличить данный
показатель, используют несколько способов:

• расточка блока и установка поршней с большим диаметром;
• уменьшение объёма камеры сгорания путём удаления слоя металла в месте соединения ГБЦ.

Нельзя забывать, что в некоторых случаях потребуется инсталляция модернизированных поршней. Это делается, чтобы исключить такое нежелательное последствие, как встреча поршней с клапанами. В частности, на элементах увеличивают выемки клапанов. Также в обязательном порядке корректируются заново фазы газораспределения.

Интересно, что лучше всех раскрыли
потенциал степени сжатия ДВС японские производители. В то время как европейские
автокомпании пошли путём усовершенствования гибридных моторов, японцам удалось
увеличить ССД до 14 единиц и на бензиновых силовых агрегатах, применив
изменяемую величину. Но как это возможно без детонационных моментов? Всё
оказалось просто. Оказывается, нужно охладить камеру, где происходит
возгорание. Тогда можно будет без опасения сжимать смесь. И вовсе не
обязательно для этого использовать прохладный воздух: достаточно модернизировать
систему выпуска.

Приём, давно известный ещё по гоночным
движкам. Выпускные каналы меняются согласно схеме 4-2-1. Порции выхлопных газов
здесь не мешаются, поочерёдно вылетают в трубу. Благодаря такой чёткой системе
выхлопа, улучшается продувка цилиндров, где остаётся меньше горячих газов.

Секрет японской формулы, согласно которой можно без опаски сжимать горючую смесь, имеет строго математическое соотношение. Так, если процент выхлопа снизить в 2 раза, ССД можно поднимать на 3 единицы, но не больше. Если же при этом ещё и охлаждать воздух, поступающий в цилиндры, можно приплюсовать ещё одну единицу.

Однако для реализации данного метода нужно
будет еще модернизировать газообмен, раскошелившись на фазовращатели обоих
распредвалов. Вдобавок потребуется доработать некоторые моменты. К примеру,
изменить длину поршневого хода посредством компьютерного вмешательства.

Применяется система изменяемого коэффициента на многих японских движках, например, для Inflniti. Способность автоматически менять этот показатель сжатия в зависимости от нагрузки позволяет значительно повышать КПД мотора, особенно турбированного. Каждая порция смеси сгорает при оптимальном на данный момент работы сжатии. Так, если нагрузки на мотор незначительные и смесь обеднённая, включается максимальное сжатие. И наоборот, в нагруженном режиме задействуется минимальная степень, так как бензина впрыскивается много и возможна детонация.

Таким образом, передовая система изменения ССД позволяет вдвое уменьшать литраж мотора, сохраняя при этом мощность и динамические характеристики.

Курс на увеличение
степени сжатия двигателя наблюдался и в середине 20 века в
США. Основная масса американских двигателей, выпущенных в 70-е годы, находилась
в пределах 11-13 единиц. Но работали они только на очень качественном,
высокооктановом топливе, получаемом путём этилирования. После того как
этилирование запретили, в серийных образцах ДВС наблюдалось снижение показателя
сжатия.

Важно знать, что прирост мощности будет наиболее заметен на двигателях, штатно работающих на низкой степени сжатия. Например, моторы с показателем 8 единиц, доведённые до 10, выдадут больше мощности, чем агрегаты со стоковым параметром 11 единиц, форсированные до 12.

Дефорсирование ДВС: для чего нужно и как осуществить

Иногда бывает необходимо уменьшить показатель сжатия. В этом случае устанавливается дополнительная металлическая прокладка ГБЦ. Можно использовать две прокладки вместо одной, тем самым утолщая промежуток — объём камеры растёт за счёт высоты головки блока. Более сложный способ подразумевает укорочение поршня — удаление верхнего слоя на токарном станке.

Дефорсирование двигателя, как правило, процедура
вынужденная. В том числе это делается для снижения налоговых выплат или в целях
увеличения ресурса агрегата. Как известно, моторы с низкой степенью сжатия дольше
работают, меньше подвержены износу. Однако любой такой процесс усложняется
законом, чтобы недобросовестные владельцы искусственно не занижали технические
данные.

Что касается снижения показателя сжатия на
турбированных моторах, то здесь потребуется модернизация системы электрики с
датчиками, всей поршневой группы и форсунок, если это дизельный агрегат.

В отдельных случаях дефорсированию предпочитают свап, когда менее мощный контрактный мотор устанавливают вместо штатного.

Таблица: зависимость степени сжатия от октанового
числа

Таблица: популярные двигатели и показатель сжатия

Двигатели	Степень сжатия
BMW M54B30	10,2
Mercedes-Benz M112 E32 3.2 л	10
Ford-Mazda 2,0 л Duratec HE/MZR LF	10,8
Infiniti VQ37VHR (Nissan) 3.7 л	11.0
Mitsubishi 4М41	17.0
Audi 3.6 FSI	12. 0
ЗМЗ 406 2.3 л.	8-9,3

Если у вас возникли вопросы — оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

Почему важна степень сжатия | Насосы и системы

Одним из важнейших параметров при проектировании и выборе компрессора является степень сжатия, часто обозначаемая как r. Степень сжатия — это просто отношение абсолютного давления нагнетания ступени к абсолютному давлению всасывания ступени.

Поскольку температура большинства газов повышается при сжатии, конечная температура на выходе из компрессора всегда имеет значение. Высокая температура нагнетания может привести к выходу из строя внутренних компонентов из-за разрушения материала или чрезмерного теплового расширения. Степень сжатия также важна для определения требуемой мощности; чем выше соотношение, тем больше мощность, необходимая для этой ступени.

Степень сжатия в зависимости от температуры нагнетания

Вот простой пример расчета степени сжатия. Например, мы будем сжимать газ с коэффициентом удельной теплоемкости 1,3 (см. соотношение удельная теплоемкость вставка) от давления всасывания -0,5 фунтов на квадратный дюйм до давления нагнетания 35 фунтов на квадратный дюйм. Чтобы рассчитать степень сжатия, сначала преобразуйте оба этих давления в абсолютное давление, добавив 14,7 к каждому члену, а затем разделив абсолютное давление нагнетания на абсолютное давление всасывания:

Уравнение 1

Зная степень сжатия (при условии отсутствия внутренних потерь), мы можем определить теоретическую температуру нагнетания, используя уравнение 2, основанное на адиабатическом сжатии.

Уравнение 2

Где:

T = DEG R

K = отношение удельного тепла

R = Коэффициент расчету по долю.0004

Предполагая температуру всасывания 60 градусов по Фаренгейту, мы получаем теоретическую температуру нагнетания (T _d ) 234 градуса по Фаренгейту. фунтов на квадратный дюйм, чтобы увидеть, что происходит с температурой нагнетания. Таблица 1 суммирует результаты. По мере увеличения давления нагнетания повышается степень сжатия и соответственно увеличивается температура нагнетания (T _d ). В этом примере Т _d увеличивается с 234,3°F при степени сжатия 3,5 до 335,7°F при степени сжатия 6,32.

Таблица 1. Влияние давления на выходе на теоретическую температуру нагнетания 50 фунтов на квадратный дюйм. Соотношение между теоретической температурой нагнетания и расчетной предельной температурой можно увидеть на рисунке 1. Рекомендуется выбрать консервативный предел расчетной температуры на этапе выбора проекта, чтобы обеспечить безопасный рабочий запас для неизвестного или неожиданного внутреннего цилиндра. с учетом потерь.

Например, потенциальный компрессор имеет рекомендуемый порог аварийной сигнализации по температуре нагнетания 325°F и автоматическое отключение при 350°F. Если фактическое давление нагнетания составляет 60 фунтов на кв. дюйм, ожидайте минимальное значение Td около 303°F. значения температуры нагнетания в таблице 1 являются теоретическими значениями.) В действительности она будет выше из-за внутренних потерь, поскольку компрессор подвергается нормальному износу. Если фактическая Td больше похожа на 318 градусов по Фаренгейту, запас будет составлять всего 7 градусов по Фаренгейту, что приведет к бесчисленным тревогам и телефонным звонкам в полночь.

Чтобы избежать этой ситуации, используйте консервативную расчетную спецификацию температуры нагнетания и используйте больше ступеней сжатия, чтобы обеспечить меньшую степень сжатия на ступень. В Таблице 1 показано, что для этого примера расчетная степень сжатия не должна превышать 4,5 на ступень, чтобы поддерживать приемлемый запас между рабочей температурой и пределом аварийной сигнализации.

Предостережение: Эти примеры основаны на теоретических расчетах адиабатического сжатия. Формулы адиабатического сжатия используются для аппроксимации производительности поршневых компрессоров. Читатели должны работать с производителями компрессоров, чтобы определить фактическую степень сжатия и пределы температуры нагнетания для конкретных конструкций компрессоров. Теоретические расчеты, использованные в этой колонке, были использованы для демонстрации общей тенденции, ожидаемой от все более и более высоких степеней сжатия.

Для центробежных компрессоров обычно используется следующее теоретическое уравнение повышения температуры, основанное на политропическом сжатии:

Уравнение 3 где  _p — политропический КПД компрессора

Уравнение 3 следует использовать только для оценки теоретической температуры нагнетания в динамических компрессорах.

Конструктивные компромиссы

Всегда существует компромисс между количеством ступеней сжатия и температурой нагнетания компрессора на каждой ступени. Чем больше ступеней, тем дороже будет компрессор из-за сложности и тем больше требуется охлаждения на каждой ступени. Однако, чем больше ступеней сжатия установлено, тем меньше повышение температуры будет на каждой ступени, что позволяет компонентам компрессора работать с меньшим нагревом и более надежно. Это компромисс, на который должны пойти все профессионалы в области компрессоров, начиная процесс выбора.

Общая степень сжатия является произведением всех индивидуальных степеней сжатия, т. е. r _o = r ₁ x r ₂ x r ₃ x и т. д. Предполагая, что все ступени имеют одинаковую степень сжатия, мы можем написать

n = количество ступеней

Из этого соотношения мы можем сделать вывод, что количество ступеней, необходимых для достижения требуемого общего соотношения, составляет:

Уравнение 5

. сжатие. В целом можно сделать вывод, что чем меньше допустимая степень сжатия (r _s ), тем больше требуется ступеней (n).

Я рекомендую использовать максимально широкий экономический диапазон между расчетной температурой нагнетания и предельной расчетной температурой компрессора. В приведенном выше примере я рекомендовал расчетный запас в 50 градусов по Фаренгейту (325 градусов по Фаренгейту — 275 градусов по Фаренгейту), чтобы обеспечить буфер для непредвиденной внутренней деградации компрессора. Если ожидаются такие факторы, как грязный газ, увеличьте расчетный запас еще больше.

Помните, что производитель компрессора поможет пользователям выбрать компрессор, подходящий для их применения. Производителям компрессоров необходимо знать самые точные характеристики степени сжатия, состава газа и температуры всасывания, чтобы помочь выбрать эффективный и безотказный компрессор.

Нажмите здесь, чтобы увидеть ответ читателей на эту статью.

Объяснение коэффициента аудиокомпрессора — Icon Collective College of Music

BY Rory PQ | Опубликовано 12 февраля 2020 г. | Обновлено 27 мая 2020 г.

Советы по созданию музыки

Степень сжатия часто является наиболее неправильно понимаемым элементом управления компрессором. В этом руководстве для начинающих по сжатию объясняется, что такое коэффициент аудиокомпрессора и как он влияет на вашу музыку.

Что такое коэффициент аудиокомпрессора?

Коэффициент сжатия определяет степень уменьшения усиления, применяемую компрессором, когда сигнал превышает пороговый уровень. Например, соотношение 4:1 означает, что на каждые 4 дБ сигнала, превышающего пороговое значение, компрессор увеличивает выходную мощность на 1 дБ. В то время как соотношение 10:1 или выше заставит компрессор действовать как ограничитель. Однако, если соотношение равно 1:1, сжатия не произойдет.

[yuzo id=13031 ]

Что делает ручка Ratio на компрессоре?

Ручка соотношения устанавливает степень применяемой компрессии. Цифры на ручке указывают соотношение входа и выхода. Чем выше коэффициент, тем сильнее сжатие. Компрессоры обычно выражают уровни соотношения в децибелах (дБ). Например, при степени сжатия 2:1 входной сигнал должен пересечь пороговое значение на 2 дБ, чтобы выходной уровень увеличился на 1 дБ.

Однако доступные коэффициенты зависят от типа и производителя используемого компрессора. Например, вот основные настройки соотношения, доступные для большинства компрессоров:

• 1:1 без сжатия . Уровни входа и выхода остаются одинаковыми независимо от порогового уровня.
• 1.5:1 применяет тонкое сжатие . Это соотношение имеет нежное и прозрачное звучание. Это сохранит естественные пики и долины.
• 2:1 применяет легкое сжатие . Это соотношение плавно контролирует динамику, не вызывая заметных изменений тона и панча.
• 3:1 применяет умеренное сжатие . Этот параметр соотношения немного более агрессивен. Он применяет мягкое управление переходными процессами, сохраняя при этом естественную динамику.
• 4:1 применяется среднее сжатие . Это соотношение имеет более жесткий контроль над переходными процессами. Будут тонкие изменения в тоне, панче и громкости.
• 10:1 применяет сильное сжатие . Это соотношение агрессивно. Это резко сузит динамический диапазон, из-за чего сигнал потеряет силу, четкость и присутствие, если его сильно надавить.
• 20:1 до бесконечности:1 ограничивает . В Infinity:1 компрессор по существу блокирует сигнал от пересечения порога.

Примечание : Все органы управления компрессором работают вместе. Лучше всего настраивать их в тандеме, а не сосредотачиваться на ручке соотношения по отдельности. Например, отношение и порог работают вместе. Сжатие происходит только тогда, когда сигнал поднимается выше установленного порогового уровня. Затем компрессор снизит уровень сигналов, превышающих пороговый уровень, на коэффициент, установленный регулятором соотношения.

Основы коэффициента компрессора

Не существует конкретных настроек коэффициента, которые лучше всего подходят для любого конкретного звука. Было бы неправильно перечислять конкретные настройки коэффициента, потому что каждый звук и компрессор разные. Выбранные вами настройки отношения также зависят от исходного звука, других настроек управления компрессором и результата, которого вы хотите достичь.

Лучше всего использовать свои уши и измерители, чтобы определить правильное соотношение для каждого звука. Существуют также общие советы, которые помогут вам найти отправную точку при настройке коэффициента сжатия компрессора. Рассмотрим эти основы соотношения компрессора:

• Низкие коэффициенты : Низкие коэффициенты компрессора обеспечивают естественное и прозрачное звучание. Они лучше всего подходят для тонкой компрессии, сохраняя при этом естественные пики и впадины сигнала. Однако более низкие передаточные числа будут иметь меньший динамический контроль.
• Средние коэффициенты : Умеренные коэффициенты компрессора обеспечивают мягкий динамический контроль, который сохраняет естественный звук сигнала. Они дают вам более жесткий контроль над переходными процессами, не вызывая заметных изменений тона и панча. Вы также можете заметить, что звук стал более полным и громким.
• Heavy Ratios : Более высокие коэффициенты приведут к более обработанному и агрессивному звуку. Они лучше всего подходят для экстремального формирования тона и динамического контроля. Тем не менее, используйте тяжелые передаточные числа компрессора с осторожностью. Они могут привести к тому, что сигнал потеряет силу, ясность и присутствие.
• Ограничение : Бесконечное соотношение предотвращает превышение сигналом цифрового потолка. В результате уменьшается динамический диапазон и увеличивается воспринимаемая громкость сигнала. Однако ограничение достигается ценой потери деталей и изюминки. Он также вносит цифровые искажения и клиппирование при сильном нажатии.

Примечание : Чтобы получить техническую информацию, существует также математическое уравнение для расчета производительности компрессора. Тем не менее, лучше всего использовать свои уши и измерительные приборы при принятии обоснованных решений.

Заключение

Очень важно понимать управление коэффициентом сжатия компрессора. Изучение того, как различные настройки компрессора работают вместе, поможет вам достичь наилучших результатов. Кроме того, не забывайте внимательно слушать, применяя компрессию. И используйте сжатие с осторожностью. Агрессивные настройки компрессора могут отрицательно сказаться на тоне, панче, четкости и присутствии источника звука.

Получите доступ к ведущему в отрасли музыкальному образованию

Овладейте искусством создания музыки и с уверенностью начните свою музыкальную карьеру.

Стань частью Коллектива. Вы готовы начать свое музыкальное путешествие?

Да, покажи мне свои музыкальные программы

О Icon Collective

ICON Collective — это школа музыкального производства в Лос-Анджелесе и онлайн, которая обучает вас основным техническим навыкам, раскрывая ваш уникальный творческий процесс.