Расскажу своими словами и немного упрощенно, чтобы всем было понятно.
В 20-е годы прошлого века на аэропланах еще применялись обычные автомобильные моторы без наддува со СЖ=5 : 1.
Такая низкая (по современным меркам) СЖ объяснялась низкой детонационной стойкостью бензинов тех лет.
Как известно, вероятность возникновения детонации зависит от максимального давления в процессе сжатия горючей смеси (в такте сжатие), чем оно больше – тем больше вероятность детонации (и наоборот). А давление, в свою очередь, зависит от степени наполнения цилиндра: чем большее кол-во смеси (масса заряда рабочей смеси) поступит в цилиндр в процессе впуска – тем больше будет макс давление в процессе сжатия – тем больше будет вероятность возникновения детонации.
Но по мере подъема аэроплана на высоту плотность воздуха снижается, следовательно при практически неизменной степени наполнения цилиндра уменьшается его весовое наполнение (масса заряда), что снижает максимальное давление сжатия. Аналогичные явления характерны и при работе автомобильного мотора на высокогорье.
И авиамотор по названным причинам мог спокойно работать на высоте без детонации со СЖ= 7 : 1, и соответственно развивать значительно большую мощность, чем мотор со СЖ= 5 : 1, работающий в таких же условиях.
Таким образом, перед конструкторами встала трудноразрешимая задача: с одной стороны, оптимальной СЖ для работы аэроплана на высоте являлась 7, но при такой высокой СЖ он не мог взлететь из-за сильнейшей детонации, которая влекла резкое снижение мощности мотора, увеличивала риск его поломки и снижала ресурс.
Требовалось сконструировать такой мотор, в котором макс давление сжатия при взлете было бы относительно небольшим, а при наборе высоты увеличивалось. Нужно было сделать авиамотор с регулируемым давлением сжатия.
Самым простым решением было разработать мотор со СЖ 7 : 1, но сделать так, чтобы летчик при взлете не мог его вывести в режим, при котором возникала детонация. Это достигалось ограничением степени (угла) открытия дроссельной заслонки карбюратора, или как говорилось в те годы: ограничение возможности работы мотора при взлете на полном дросселе.
Летчик полностью «выжимал газ», но дроссельная заслонка приоткрывалась лишь частично, что ограничивало степень наполнения цилиндра, и давление сжатия возникало такое, что мотор работал с максимально возможной мощностью, близкой к пределу, задаваемому детонацией. Проще говоря – при взлете искусственно уменьшалась степень наполнения цилиндра.
Ну а с набором высоты ограничитель открытия заслонки отключался, и мотор мог работать на полном дросселе, используя все выгоды от высокой СЖ.
ДВС такого типа получили наименование «задросселированный двигатель с пересжатием».
Другим техническим решением, обеспечивающим подобный эффект (регулирование макс
давления сжатия) было т.н. «перестановка фаз газораспределения», или говоря современным нам языком – ДВС с изменяемыми фазами ГРМ.
При взлете аэроплана впускные клапаны мотора со СЖ=7 закрывались с большим запаздыванием, из-за чего поршень выталкивал из цилиндра назад часть ранее всосанного свежего заряда – макс давление в цилиндре снижалось, и по значению было как у мотора со СЖ=5. Двигатель работал без детонации.
А при выходе на рабочую высоту фазы переставлялись, впускные клапаны закрывались гораздо раньше, обеспечивая наилучшую степень наполнения цилиндра – макс давление сжатия становилось как у обычного мотора со СЖ=7, но т.к. он уже работал на высоте, детонация не возникала.
Можно сказать, что эти конструктивные приемы позволили решить те же задачи, которые решаются в двигателях с переменной степенью сжатия – оптимально регулировать давление процесса сжатия при работе ДВС с высокой СЖ в различных режимах.
Причем тут Скайэктив?
Да при том, что в нем также, как в моторах 20-х г.г., применено чрезмерное запаздывание закрытия впускных клапанов, которые закрываются при 110 гр п. к. в.
Из-за этого в режиме макс мощности поршень выталкивает из цилиндра часть свежего заряда, что ограничивает чрезмерное повышение давления сжатия, что в совокупности с другими приемами позволяет обеспечить работу мотора со СЖ=14 на бензине АИ-95 без детонации.
Говоря иными словами, это ДВС с геометрической СЖ=14, но с максимальным давлением сжатия как у мотора (условно) со СЖ=11. Такой прием немного снижает максимальную мощность ДВС, но зато улучшает его топливную экономичность при работе на частичных нагрузках, когда давление сжатия снижено и можно использовать все выгоды от высокой СЖ. При этом фазы ГРМ изменяются и впускные клапаны при частичных нагрузках начинают закрываться с меньшим запаздыванием, т.е. как у обычных моторов.
Вот так это видится в моем представлении.
Старался объяснить как можно проще, но боюсь, неподготовленный читатель все равно не поймет
Сообщение отредактировал Lew: 15 July 2013 - 08:44