Какое давление создается на поршень при воспламенении топлива

Давление в цилиндре двс при воспламенении

TheSenyaDit › Блог › Принцип работы ДВС. Рабочие циклы двигателя (Изучаем вместе)

На автомобилях устанавливают поршневые двигатели внутреннего сгорания (ДВС), у которых топливо сгорает внутри цилиндра. В основу их действия положено свойство газов расширяться при нагревании. Рассмотрим принцип устройства и работы двигателя внутреннего сгорания (ДВС), а также его рабочие циклы.

???? Рабочий цикл четырехтактного бензинового двигателя

Рабочим циклом двигателя называется периодически повторяющийся ряд последовательных процессов, протекающих в каждом цилиндре двигателя и обусловливающих превращение тепловой энергии в механическую работу. Если рабочий цикл совершается за два хода поршня, т.е. за один оборот коленчатого вала, то такой двигатель называется двухтактным.

Автомобильные двигатели работают, как правило, по четырехтактному циклу, который совершается за два оборота коленчатого вала или четыре хода поршня и состоит из тактов впуска, сжатия, расширения (рабочего хода) и выпуска.

• Принцип работы ДВС (для просмотра нажмите на кнопку иллюстрации — Фото 2-5

Крайние положения поршня, при которых он наиболее удален от оси коленчатого вала или приближен к ней, называются верхней и нижней «мертвыми» точками (ВМТ и НМТ). Подробнее в статье «как устроены бензиновые и дизельные двигатели».

Впуск. По мере того, как коленчатый вал двигателя делает первый полуоборот, поршень перемещается от ВМТ к НМТ, впускной клапан открыт, выпускной клапан закрыт. В цилиндре создается разряжение, вследствие чего свежий заряд горючей смеси, состоящий из паров бензина и воздуха, засасывается через впускной газопровод в цилиндр и, смешиваясь с остаточными отработавшими газами, образует рабочую смесь.

Сжатие. После заполнения цилиндра горючей смесью при дальнейшем вращении коленчатого вала (второй полуоборот) поршень перемещается от НМТ к ВМТ при закрытых клапанах. По мере уменьшения объема температура и давление рабочей смеси повышаются.

Расширение или рабочий ход. В конце такта сжатия рабочая смесь воспламеняется от электрической искры и быстро сгорает, вследствие чего температура и давление образующихся газов резко возрастает, поршень при этом перемещается от ВМТ к НМТ. В процессе такта расширения шарнирно связанный с поршнем шатун совершает сложное движение и через кривошип приводит во вращение коленчатый вал.

При расширении газы совершают полезную работу, поэтому ход поршня при третьем полуобороте коленчатого вала называют рабочим ходом. В конце рабочего хода поршня, при нахождении его около НМТ открывается выпускной клапан, давление в цилиндре снижается до 0.3 — 0.75 МПа, а температура до 950 — 1200оС.

Выпуск. При четвертом полуобороте коленчатого вала поршень перемещается от НМТ к ВМТ. При этом выпускной клапан открыт, и продукты сгорания выталкиваются из цилиндра в атмосферу через выпускной газопровод.

???? Рабочий цикл четырехтактного дизеля

В отличие от бензинового двигателя, при такте «впуск» в цилиндры дизеля поступает чистый воздух. Во время такта «сжатие» воздух нагревается до 600оС. В конце этого такта в цилиндр впрыскивается определенная порция топлива, которое самовоспламеняется.

Впуск. При движении поршня от ВМТ к НМТ вследствие образующегося разряжения из воздушного фильтра в цилиндр через открытый впускной клапан поступает атмосферный воздух. Давление воздуха в цилиндре составляет 0.08 — 0.095 МПа, а температура 40 — 60°С.

Сжатие. Поршень движется от НМТ к ВМТ; впускной и выпускной клапаны закрыты, вследствие этого перемещающийся вверх поршень сжимает поступивший воздух. Для воспламенения топлива необходимо, чтобы температура сжатого воздуха была выше температуры самовоспламенения топлива. При ходе поршня к ВМТ цилиндр через форсунку впрыскивается дизельное топливо, подаваемое топливным насосом.

Расширение или рабочий ход. Впрыснутое в конце такта сжатия топливо, перемешиваясь с нагретым воздухом, воспламеняется, и начинается процесс сгорания, характеризующийся быстрым повышением температуры и давления. При этом максимальное давление газов достигает 6 — 9 МПа, а температура 1800 — 2000°С. Под действием давления газов поршень перемещается от ВМТ в НМТ — происходит рабочий ход. Около НМТ давление снижается до 0.3 — 0.5 МПа, а температура до 700 — 900оС.

Выпуск. Поршень перемещается от НМТ в ВМТ и через открытый выпускной клапан отработавшие газы выталкиваются из цилиндра. Давление газов снижается до 0.11 — 0.12 МПа, а температура до 500-700оС. После окончания такта выпуска при дальнейшем вращении коленчатого вала рабочий цикл повторяется в той же последовательности.

???? Принцип работы многоцилиндровых двигателей

На автомобилях устанавливают многоцилиндровые двигатели. Чтобы многоцилиндровый двигатель работал равномерно, такты расширения должны следовать через равные углы поворота коленчатого вала (т. е. через равные промежутки времени).

Последовательность чередования одноименных тактов в цилиндрах называют порядком работы двигателя. Порядок работы большинства четырехцилиндровых двигателей 1-3-4-2 или 1-2-4-3. Это означает, что после рабочего хода в первом цилиндре следующий рабочий ход происходит в третьем, затем в четвертом и, наконец, во втором цилиндре. Определенная последовательность соблюдается и в других многоцилиндровых двигателях.

• Диаграмма работы двигателя по схеме 1-2-4-3 Фото 6

Многоцилиндровые двигатели бывают рядными и V-образными. В рядных двигателях цилиндры расположены вертикально, а в V-образных — под углом. Последние характеризуются меньшей габаритной длиной по сравнению с первыми. Современные восьмицилиндровые двигатели выполняют двухрядными с V-образным расположением цилиндров.

Источник

DIMMYANTUS › Блог › Замер компрессии в двигателе

Диагностика цилиндропоршневой группы позволяет оценить текущее состояние узлов и деталей двигателя, это позволяет установить возникшую неисправность, что в свою очередь поможет сэкономить время и деньги при проведении ремонта. Для диагностики состояния цилиндропоршневой группы двигателя необходимы диагностические приборы. Самый простой из такого диагностического оборудования — компрессометр.

Замер компрессии (давления сжатия в цилиндре) — самый простой из существующих методов диагностики состояния цилиндропоршневой группы. К сожалению он малоинформативен, но все же по отклонению давления в цилиндре от номинальных параметров позволяет выявить неисправность в ЦПГ, далее диагностику можно продолжить уже более специализированным диагностическим оборудованием. Измерение компрессии осуществляется для выявления «больного» цилиндра. Произвести такую диагностику может почти любой автовладелец, если есть желание выкручивать свечи зажигания на бензиновом двигателе (при условии, что к свечам обеспечивается легкий доступ). Для этой цели можно прикупить простенький компрессометр за 400-700 рублей (его обычно хватает на 2-3 диагностики). Главное выбирайте резьбовой наконечник, т.е. чтобы компрессометр вкручивался в свечное отверстие, а не вжимался в него. Тогда замеры при диагностике будут более точны. Также проверьте, чтобы клапан фиксации давления компрессометра находился в головке, которая вкручивается в свечное отверстие, а не находится под манометром. Так Вы избежите занижения показателей компрессии при измерении. Для владельцев дизельных автомобилей рекомендуем обратиться в автосервис, т.к. снимать форсунки или свечи накаливания требует специальных навыков и специнструмента.

Как правильно проверить компрессию двигателя? При измерениях компрессии надо соблюдать следующие несложные правила:

— двигатель должен быть «теплым» (70-90 градусов). Подача топлива должна быть отключена. Можно, например, отключить бензонасос, форсунки или использовать другие способы, препятствующие попаданию большого количества топлива в цилиндры;

— необходимо вывернуть все свечи. Выборочный демонтаж свечей, практикуемый на некоторых СТО, недопустим, так как увеличивает сопротивление вращению и произвольно снижает обороты при прокрутке двигателя стартером;

— аккумуляторная батарея должна быть полностью заряжена, а стартер — исправен. Иногда при замере компрессии используют пускозарядное устройство.

Компрессию измеряют как с открытой, так и с закрытой дроссельной заслонкой. При этом каждый из способов дает свои результаты и позволяет определять свои дефекты. Так, когда заслонка закрыта, в цилиндры, очевидно, поступит мало воздуха, поэтому компрессия будет низкой и составит около 0,6-0,8 МПа. Утечки воздуха в этом случае сравнимы с его поступлением в цилиндр. Вследствие этого компрессия становится особо чувствительной к утечкам — даже при малых неплотностях ее значение падает в несколько раз. Эта величина позволяет сделать выводы или предположения о следующих дефектах двигателя: не вполне удовлетворительном прилегании клапана к седлу; зависании клапана, например, из-за неправильной сборки механизма с гидротолкателями; дефектах профиля кулачка распределительного вала в конструкциях с гидротолкателями, и том числе неравномерном износе или биении тыльной стороны кулачка; негерметичности вызванной прогаром прокладки головки или трещиной в стенке камеры сгорания.

При измерении компрессии с открытой заслонкой картина будет иной. Большое количество поступившего воздуха и рост давления в цилиндре, конечно, способствуют увеличению утечек. Однако они заведомо меньше подачи воздуха. Вследствие этого компрессия падает не столь значительно (приблизительно до 0,8-0,9 МПа). Поэтому способ замеров с открытой заслонкой лучше подходит для определения более «грубых» дефектов двигателя, таких, как поломки и прогары поршней, поломки или зависание (закоксовывание) колец в канавках поршня, деформации или прогары клапанов, серьезные повреждения (задиры) поверхности цилиндров.

В обоих способах измерения желательно учитывать динамику нарастания давления — это поможет установить истинный характер неисправности с большей вероятностью. Так, если на первом такте величина давления, измеряемая компрессометром, низкая (0,3-0,4 МПа), а при последующих тактах резко возрастает, — это косвенно свидетельствует об износе поршневых колец. В таком случае заливка в цилиндр небольшого количества масла (3-5куб.см) сразу увеличит не только давление на первом такте, но и компрессию.

С другой стороны, когда на первом такте давление достигает 0,7-0,9 МПа, а на последующих тактах почти не растет, вероятнее всего налицо негерметичность клапана или прокладки головки. Разумеется, более точно установить причину можно с помощью других средств диагностики.

Если Вы решили применить оба способа замера компрессии, то рекомендуем сначала произвести замер компрессии по всем цилиндрам с открытой дроссельной заслонкой, после этого закрутить свечи и завести двигатель. Дать ему поработать для подзарядки аккумуляторной батареи и прогрева двигателя, и после этого произвести замер компрессии при закрытой дроссельной заслонке.

Замер компрессии на «холодном» двигателе. При затрудненном пуске мотора компрессию рекомендуем замерять «на холодную» (температура двигателя одинакова с температурой окружающего воздуха). В этом случае из-за сильного износа деталей ЦПГ или при залегании поршневых колец давление в нескольких цилиндрах бензинового мотора обычно снижается в два раза (до 4,5-5,5 атмосфер). После пуска и прогрева компрессия, как правило, увеличивается на несколько единиц. Вот почему увидеть такую неисправность можно только при комплексной проверке. Особенно показательны измерения «на холодную» при диагностике дизельных двигателей — если компрессия не превышает 17-18 атмосфер такой двигатель завести практически невозможно. Кроме того, в дизелях компрессия сильно зависит от наличия масла в цилиндрах, поэтому перед диагностикой мотор должен «отстояться» несколько часов, чтобы излишки масла стекли в картер. Если компрессия не превышает 24 атмосферы, то потребуется произвести капремонт двигателя.

Итак, замеры сделаны. Тот цилиндр, компрессия в котором заметно отличается от других, и является «больным». Если разница составляет менее 1-й атмосферы, то возвращайтесь в поисках причин «троения» обратно к зажиганию, подаче топлива, подсосу воздуха и прочему. Разброс в 1-у атм., скорее всего, будет указывать на некоторую неравномерность износа ЦПГ, вполне допустимую у двигателей с пробегом более 50-70 тыс. км. Величина компрессии должна равняться, примерно степени сжатия, умноженной на 1,3. Величину степени сжатия двигателя вы можете найти в технических характеристиках вашего автомобиля. Почему примерно? Потому, что эта величина зависит от многих изменчивых факторов — температура двигателя, вязкость масла, заряженность аккумуляторной батареи и т. д. Да и разброс в точности показаний различных компрессометров достигает 2-х — 3-х атм. Так что наш главный ориентир, это сравнение величин компрессии между цилиндрами. Компрессиия в «больном» цилиндре необязательно должна быть меньше, чем в остальных. Например, излишнее попадание масла в цилиндр двигателя, компрессию увеличивает, что может подтвердить и свеча вывернутая из него и имеющая наросты от сгорания этого масла. А причинами попадания излишнего масла в цилиндр может быть и поломанное маслосъёмное поршневое кольцо и дефект в паре клапан — направляющая втулка и пр.

Рабочие величины компрессии двигателя исправного автомобиля указывают в соответствующих инструкциях по обслуживанию и ремонту автомобиля. У бензиновых двигателей с исправной ЦПГ компрессия, измеренная «на горячую», должна составлять не менее 9,5-10 атмосфер для АИ-760-80, 11-14 атмосфер для более высокооктанового бензина, у дизельных — 28-45 атмосфер (у современных дизелей она ближе к 45, у «старичков» ближе к 28), а разброс ее значений по цилиндрам не должен превышать 0,5-1,0 атмосфер (для дизельных — 2,5-3 атмосферы).

Источник

Источник