Что такое такое степень сжатия двигателя и на что она влияет

Содержание

Что такое степень сжатия двигателя

Есть распространенное заблуждение, что степень сжатия — едва ли не самый главный параметр любого автомобильного двигателя. На самом деле, это не совсем так. Степень сжатия двигателя влияет на топливо, которое лучше использовать для мотора. Также от степени сжатия зависят параметры воспламенения. Если на автомобиле используется искровое зажигание (бензиновый двигатель), степень сжатия специалисты стремятся повысить, а если сгорание в цилиндрах происходит от сжатия (дизельный двигатель), то, наоборот, снизить.


Рассмотрим пример. Допустим, у нас бензиновый двигатель с объемом в 2,4 литра. Если в таком моторе степень сжатия равна 6 единицам, то мощность такого двигателя составит около 100 лошадиных сил. При этом, если оставить тот же мотор, но повысить степень сжатия в дважды — до 12 единиц, то мощность составит около 135-140 лошадиных сил. При этом в обоих рассмотренных случаях расход бензина будет одинаковый. Если сжатие выше, то ниже температура выхлопных газов, соответственно, больше высвободившейся энергии может быть преобразовано в механическую работу.

Если углубиться в физику процесса, можно вспомнить, что чем выше уровень расширения газов после произошедшего воспламенения, тем ниже температура этих газов. Соответственно, больше механической энергии в результате взрыва высвобождается. Поскольку в автомобильных двигателях степень сжатия и степень расширения газов в процессе взрыва практически идентичны (поскольку взрыв происходит в замкнутом цилиндре), отсюда следует, что с повышением степени сжатия удается повысить эффективность работы двигателя.

Само собой, повышать степень сжатия можно не до бесконечности — есть определенная граница. В зависимости от того, насколько высока температура и давление смеси в момент создания искры, определяется риск возникновения детонации. Если не просчитывать данный фактор, могут создаться серьезные проблемы в работе двигателя.

Обратите внимание: Чтобы нивелировать проблему с возникновением детонации в ходе повышения температуры, производители автомобилей ввели в двигателях пятый цикл. Смысл его в том, что закрытие впускных клапанов происходит позже, чем ранее

Соответственно, это позволяет лучше использовать топливо в цилиндрах, что снижает степень сжатия, но увеличивает уровень расширения. Такая схема используется на современных автомобильных моторах.

Если ознакомиться с технической информацией по автомобилю, можно заметить, что степень сжатия фигурирует в документации в качестве одного из параметров. Данная степень сжатия является постоянной для двигателя, и изменить заложенные производителем значения практически невозможно.

Степень сжатия можно измерить самостоятельно. Чтобы это сделать, необходимо поделить общий объём двигателя на число цилиндров. В результате данных вычислений удастся узнать полный объем одного цилиндра. Далее потребуется один из поршней мотора перевести в верхнюю мертвую точку и залить в данный цилиндр масло, отмерив его объем. Полученный объем — это объем камеры сгорания. Далее остается разделить общий объём цилиндра на объем камеры сгорания и узнать степень сжатия двигателя.

Смешанные формы и альтернативные стратегии управления

Классическая стратегия управления дизель­ным двигателем характеризуется одним или более впрысками топлива в диапазоне ВМТ. Процессы сгорания топлива в двигателях с искровым зажиганием характеризуются гомогенным или частично гомогенным (по­слойным) смесеобразованием. В настоящее время разрабатываются альтернативные формы управления процессами, которые не могут быть однозначно связаны только с бензиновыми или только дизельными дви­гателями.

Воспламенение от сжатия гомогенного заряда топлива в дизельных двигателях

Что касается процессов HCCI (воспламенение от сжатия гомогенного заряда топлива), ко­торым был посвящен ряд публикаций, целью является, посредством значи­тельного опережения момента впрыска (как минимум 40-50° угол поворота коленчатого вала до ВМТ) достичь гомогенизации, значи­тельного обеднения смеси и, следовательно, снижения содержания NOx в выбросах. При этом надежное зажигание, тем не менее, бу­дет иметь место, благодаря высокой темпе­ратуре сжатия. В целях обеспечения контроля процесса сгорания степень сжатия должна быть снижена до 14-16. Для повышения тем­пературы в цилиндре при низких нагрузках обычно используется рециркуляция отрабо­тавших газов. Тем не менее, получить опти­мальные условия во всем диапазоне условий, в особенности в диапазоне высоких нагрузок достаточно трудно, поскольку при этом становятся очень высокими градиенты возрас­тания давления, и управление работой двига­теля в переходных режимах становится очень сложной задачей ввиду большого количества всех возможных состояний двигателя.

Воспламенение от сжатия в двигателях с искровым зажиганием

Процессы сгорания топлива в двигателях с искровым зажиганием были исследованы в отношении возможности использования ре­жима HCCI, аналогично дизельным двигате­лям, с целью достижения недросселированного обеднения смеси в диапазоне частичных нагрузок, что дает снижение расхода топлива по сравнению с двигателями, работающими в обычном стехиометрическом режиме. Не­достатки работы на обедненной смеси в отношении процессов преобразования в каталитическом нейтрализаторе компенси­руются чрезвычайно низким содержанием необработанных оксидов азота NOx, благо­даря обеднению смеси. Надежное зажигание трудновоспламеняемой смеси достигается за счет высокой степени сжатия — свыше 13. Оптимальная степень сжатия является пере­менной величиной и может быть снижена за счет повышения температуры в камеры сгорания.

Двигатели с искровым зажиганием с послойным распределением заряда топлива

Процессы сгорания топлива в двигателях с искровым зажиганием с прямым впрыском топлива и послойным распределением за­ряда топлива имеют много общего с про­цессами в дизельных двигателях и, следо­вательно, представляют собой смешанную форму процессов, имеющих место в обыч­ных двигателях с искровым зажиганием и дизельных двигателях. Процессы сгорания топлива этого типа находят все более широ­кое применение, благодаря их более высо­кой эффективности в диапазоне частичных нагрузок, достигаемой за счет исключения дросселирования.

Многотопливные двигатели

Многотопливные двигатели, характеризую­щиеся возможностью использования раз­личных видов топлива, в настоящее время не играют важной роли в связи с невозможно­стью выполнения требований в отношении содержания вредных продуктов в отработавших газах. В следующей статье я расскажу о системах управления бензиновым двигателем

В следующей статье я расскажу о системах управления бензиновым двигателем.


РЕКОМЕНДУЮ ЕЩЁ ПОЧИТАТЬ:

Строй-Техника.ру

Строительные машины и оборудование, справочник

Категория:    Автомобильные эксплуатационные материалы

Публикация:    Марки дизельных топлив и область их применения

Читать далее:

   Контроль за качеством дизельного топлива в условиях автотранспортного предприятия

Марки дизельных топлив и область их применения

Автомобильные двухтактные и четырехтактные дизельные двигатели относятся к типу быстроходных (частота вращения коленчатого вала свыше 1000 об/мин). Она более требовательны м качеству топлива, чем тихоходные транспортные и стационарные дизельные двигатели.

Для автомобильных дизельных двигателей выпускается топливо согласно ГОСТ 4749-73 и ГОСТ 305-73. Топливо по ГОСТ 4749—73 состоит только из продуктов прямой перегонки, а по ГОСТ 305—73 может включать до 20% продуктов каталитического крекинга.

Дизельное топливо по ГОСТ 4749—73 выпускается трех марок: ДА, ДЗ и ДЛ. В этой маркировке буква Д означает — дизельное, а вторая буква соответственно А — арктическое, 3 — зимнее и Л — летнее. Применять эти сорта топлив нужно в зависимости от температуры окружающего воздуха. Так, при температуре ниже минус 30 °С нужно использовать арктическое топливо (ДА), при температуре выше минус 30 °С — зимнее (Д3) и при температуре выше 0 °С — летнее (ДЛ). Все три сорта топлива отличаются между собой фракционным составом, вязкостью, температурами застывания и помутнения, т. е. теми показателями, влияние которых проявляется при изменении температуры топлива.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

ГОСТ 305—73 предусматривает выпуск для автомобилей четырех сортов дизельного топлива: Л (летнего), 3 (зимнего), ЗС (зимнего северного) и А (арктического). Летнее используется при температуре окружающего воздуха выше 0° зимнее — при температуре до минус 20 °С, зимнее северное при температуре до минус 30 °С и арктическое — при температуре до минус 50 °С.

При этом важно помнить, что дизельное топливо подгруппы 2 по ГОСТ 305—73 с повышенным содержанием серы (более 0.2%) можно применять только при условии использования для смазки двигателя масла, содержащего многофункциональные присадки (ВНИИ НП-370, ВНИИ НП-360 и др.), обладающие моющими свойствами и нейтрализующие вредное действие серного и сернистого газов. В противном случае неизбежен будет повышенный износ деталей двигателя, превышающий нормальный в 1,5—3 раза

Чтобы уменьшить вредное влияние сернистого топлива, следует также поддерживать нормальный тепловой режим двигателя (не снижать температуру во избежание конденсации паров влаги), более часто заменять фильтрующие элементы масляных фильтров и масло в картере двигателя.

Рекламные предложения:

Читать далее: Контроль за качеством дизельного топлива в условиях автотранспортного предприятия

Категория: — Автомобильные эксплуатационные материалы

Требования к камере сгорания ГТД

Камера сгорания — один из самых сложных элементов конструкции двигателя. В настоящее время она должна удовлетворять следующим десяти требованиям:

Высокое значение коэффициента полноты сгорания η, равного отношению энергии, выделяющейся при сжигании 1 кг топлива к теплотворной способности топлива. Типичные значения η — 0,98..0,99. Малые потери полного давления δ=p1∗−p2∗p1∗⋅100%{\displaystyle \delta ={\frac {p_{1}^{*}-p_{2}^{*}}{p_{1}^{*}}}\cdot 100\%}, так как это ведет к уменьшению тяги. Типичные значения δ: 3% (противоточные камеры), 6 % (прямоточные), 8 % (двухконтурные двигатели). Малые габариты камеры для облегчения веса

При этом длина камеры обычно в 2—3 раза больше высоты. Обеспечение широкого диапазона изменения параметров (расхода воздуха, топлива) — обеспечение возможности работать на разных режимах: 2≤α=GairLGfuel≤50{\displaystyle 2\leq \alpha ={\frac {G_{air}}{L_{0}G_{fuel}}}\leq 50}, где L — стехиометрический коэффициент (количество воздуха, необходимого для сжигания 1 кг топлива, принимается ≈0,1488). Обеспечение заданной эпюры распределения температуры в выходном сечении камеры при минимальной неравномерности этой температуры в окружном направлении (при большой степени неравномерности может сгореть сопловой аппарат). Надёжный запуск камеры при температурах до −60 °С, в том числе полётный запуск на высоте 7 км. Малая дымность отработанных газов (для визуальной незаметности). Концентрация токсических веществ в выхлопных газах на срезе сопла не должна превышать нормы ИКАО — более важное требование. Наиболее существенные концентрации у веществ CO, CnHm, NOx. Отсутствие вибрационного горения (автоколебаний). Определённый срок службы (минимально 4000 часов до ремонта, 20 000 часов всего — это порядка 2 лет).

Плюсы и минусы жидкотопливных котлов

Современные жидкотопливные котлы — высокоэффективное оборудование, работающие с высоким КПД от 86-94 %. Они имеют хороший уровень автоматизации и современную систему безопасности.

Котлы на жидком топливе могут выполняться универсальными, работать на нескольких видах топлива, в том числе и на газообразном. Для этого только потребуется заменить форсунку котла с жидкотопливной на газовую. Это создает преимущество, поскольку такие агрегаты могут применяться при перебоях в поставках основного топлива.

Жидкотопливные горелки имеют и другие преимущества:

  1. Установка котла не требует согласование с государственными надзорными органами.
  2. Полная комплектация источника нагрева, позволяющая выполнить быстрый монтаж и управление без присутствия оперативного персонала.
  3. Можно использовать в любой отопительной системе с большими объемами нагрева.
  4. Могут работать с любым теплоносителем: вода и антифриз.

Несмотря на большие преимущества данный тип котлов, как и все теплоэнергетическое оборудование, обладает определенныминедостатками:

  1. Самый большой недостаток — это высокая стоимость оборудования и монтажа.
  2. Необходимость обустройства топливного хозяйства с емкостью для хранения топлива, насосами и фильтрами очистки.
  3. Необходимость обустройства отдельной топочной.

Прямоточные воздушно-реактивные двигатели

Двигатели прямоточного воздушно-реактивного двигателя отличаются во многих отношениях от традиционных газотурбинных двигателей, но большинство тех же самых принципов держится. Одно существенное различие — отсутствие вращающегося оборудования (турбина) после камеры сгорания. Выхлоп камеры сгорания непосредственно питается носик. Это позволяет камерам сгорания прямоточного воздушно-реактивного двигателя гореть при более высокой температуре. Другое различие — то, что много камер сгорания прямоточного воздушно-реактивного двигателя не используют лайнеры как камеры сгорания газовой турбины, делают. Кроме того, некоторые камеры сгорания прямоточного воздушно-реактивного двигателя — камеры сгорания свалки, а не более обычный тип. Камеры сгорания свалки вводят топливо и полагаются на рециркуляцию, произведенную большим изменением в области в камере сгорания (а не swirlers во многих камерах сгорания газовой турбины). Однако много камер сгорания прямоточного воздушно-реактивного двигателя также подобны традиционным камерам сгорания газовой турбины, таковы как камера сгорания в прямоточном воздушно-реактивном двигателе, используемом ОПРАВОЙ 8 ракет Talos, которые использовали камеру сгорания мочь-типа.

Котлы с открытой камерой сгорания и атмосферной горелкой


Бытовые котлы с открытой камерой сгорания – это наиболее простая, чаще напольная, чем настенная, конструкция, предполагающая лишь горелку, над которой находится теплообменник. Воздух для сжигания в таких моделях забирается из помещения, через отверстия в корпусе котла, а отвод продуктов сгорания осуществляется через традиционный вертикальный дымоход. Их также называют атмосферными.

Принцип действия классического напольного газового атмосферника.

В виду наиболее простой конструкции, котлы с открытой камерой сгорания более надежные и недорогие, просты в обслуживании, работают практически бесшумно, поскольку единственным источником звука является горелка и ее пламя. Однако такая конструкция имеет и недостатки:

  1. Для обеспечения должного количества кислорода, необходимого для нормального сжигания газа, котлу требуется хорошая вентиляция, иногда даже принудительная.
  2. Для отвода продуктов сгорания необходим традиционный вертикальный дымоход, от грамотности его проектирования зависит качество тяги. При ошибках в проектировании возможна и обратная тяга, когда пламя задувает при небольших или сильных порывах ветра.
  3. Атмосферные горелки, используемые в камерах сгорания открытого типа, более подвержены засорению и требуют более тщательного и частого ухода, хотя и в целом конструкция котла менее требовательна к обслуживанию (достаточно чистить и промывать теплообменник, очищать горелочный модуль).
  4. В сравнении с даже самыми простыми котлами с закрытой камерой сгорания, атмосферники уступают по характеристикам: по расходу газа, КПД, экологичности.

Газовые с открытой камерой сгорания лучше устанавливать в относительно больших домах, имеющих отдельное помещение под котельную, а также при ограниченном бюджете и уже смонтированном хорошем традиционном дымоходе.

Неразделенные камеры сгорания

Неразделенные камеры сгорания представляют собой единый объем и имеют обычно простую форму, которая, как правило, согласуется с направлением, размерами и числом топливных факелов при впрыске. Эти камеры компактны, имеют относительно малую поверхность охлаждения, благодаря чему снижаются потери теплоты. Двигатели с такими камерами сгорания имеют приличные экономические показатели и хорошие пусковые качества.

Неразделенные камеры сгорания отличаются большим разнообразием форм. Чаще всего они выполняются в днище поршней, иногда частично в днище поршня и частично в головке блока цилиндров, реже — в головке.

На рисунке показаны некоторые конструкции камер сгорания неразделенного типа.

В камерах сгорания, приведенных на рисунке, а—д качество смесеобразования достигается исключительно путем распыления топлива и согласования формы камер с формой факелов впрыска топлива. В этих камерах чаше всего применяются форсунки с многодырчатыми распылителями и используются высокие давления впрыска. Такие камеры имеют минимальные поверхности охлаждения. Для них характерна низкая степень сжатия.

Камеры сгорания, показанные на рис. е—з, имеют более развитую теплопередаюшую поверхность, что несколько ухудшает пусковые свойства двигателя. Однако путем вытеснения воздуха из надпоршневого пространства в объем камеры в процессе сжатия удается создать интенсивные вихревые потоки заряда, которые способствуют хорошему перемешиванию топлива с воздухом. При этом обеспечивается высокое качество смесеобразования.

Камеры сгорания, показанные на рисунке, к—м, находят применение в многотопливных двигателях. Для них характерно наличие строго направленных потоков заряда, обеспечивающих испарение топлива и его введение в зону сгорания в определенной последовательности. Для улучшения рабочего процесса в цилиндрической камере сгорания в головке под выпускным клапаном (рис. м) используется высокая температура выпускного клапана, который является одной из стенок камеры.

Камеры сгорания ДВС

Камеры сгорания в поршне дизельного двигателя (варианты)

В течение короткого цикла двигателя должно происходить не только сгорание, но и предварительное приготовление горючей смеси (за исключением устаревших карбюраторных моторов). Поэтому форма камеры сгорания, размещение форсунки и клапанов/окон должно обеспечивать как приготовление смеси, так и её сгорание с минимальными теплопотерями в стенки

Кроме того, важно соблюдение экологических норм.

В искровых моторах камера сгорания может быть шатрового, полусферического, линзовидного, клинового, и более редких типов. Движение фронта пламени должно обеспечивать примерно одинаковую скорость сгорания, чтобы работа двигателя не была «жёсткой». Из соображений детонационной стойкости путь пламени должен быть кратчайшим, а последняя порция смеси не должна располагаться в зоне выпускных клапанов. В системах с расслоением заряда повышение детонационной стойкости достигают обеднением последней сгорающей порции смеси.Камера должна быть компактной, чтобы уменьшить теплоотдачу в стенки. Подача топлива — через карбюратор, в коллектор, прямой впрыск в цилиндр.

В моторах с воспламенением от сжатия форма камер более разнообразна, определяется выбранным методом смесеобразования (испарения топлива). Это может быть вихрекамера или предкамера в головке блока, либо камера в поршне. Смесеобразование — плёночное, объёмно-плёночное, объёмное. Метод впрыска — только прямой. В последнее время эффективная система Common rail значительно улучшило показатели двигателей с объёмным смесеобразованием, так что разнообразие камер сократилось.

Камера сгорания непрерывного действия

Камера сгорания непрерывного действия относятся к числу важнейших узлов авиационных и космических двигательных установок, специальных и транспортных газотурбинных установок, которые находят широкое применение в энергетике, химической промышленности, на ж.-д. транспорте, морских и речных судах.


Камера сгорания непрерывного действия 1 — Задний корпус компрессора 2 — Форсунка 3 — Кожух камеры 4 — Силовая труба 5 — Жаровая труба 6 — Газосборник 7 — Коллектор 8 — Сопловой аппарат I ступени турбины

Принцип работы

Камера сгорания является узлом газотурбинного двигателя (ГТД), в котором происходит приготовление и сжигание топливовоздушной смеси. Для приготовления топливовоздушной смеси в камеру сгорания подводится через форсунки топливо и поступает воздух из компрессора. В процессе запуска двигателя поджог топливовоздушной смеси производится электрической искрой (или пусковым устройством), а при дальнейшей работе процесс горения поддерживается непрерывно вследствие контакта образующейся топливовоздушной смеси с раскаленными продуктами сгорания. Образовавшийся в камере сгорания газ направляется в турбину компрессора.

Устойчивость и совершенство процессов в камере сгорания в значительной степени обеспечивают надежную и экономичную работу газотурбинного двигателя.

Требования, предъявляемые к камере сгорания непрерывного действия

  • Устойчивость процесса горения при всех возможных режимах и полетных условиях. Необходимо, чтобы сгорание топлива было непрерывным и не было срыва пламени или пульсационного горения, что может вызвать самовыключение двигателя. В процессе изменения режима работы двигателя и полетных условий изменяется соотношение топлива и воздуха, поступающих в камеру сгорания, т.е. изменяется качество смеси.
  • Обеспечение равномерного поля температуры газов перед турбиной. Обычно камеры сгорания имеют несколько форсунок для подвода топлива, поэтому имеется тенденция к получению зон различной температуры на выходе газов из камеры сгорания. Значительная неравномерность поля температур газов может приводить к разрушению турбинных лопаток.
  • Минимальная длина факела пламени, т.е. процесс сгорания, должен заканчиваться в пределах камеры сгорания. В противном случае пламя доходит до лопаток соплового аппарата, что может привести к их прогару.
  • Надежность в эксплуатации, большой срок службы, удобство контроля и технического обслуживания. Обеспечение длительной и надежной работы камеры сгорания достигается как рядом конструктивных мероприятий, так и строгим соблюдением правил летной и технической эксплуатации. Для максимального выполнения перечисленных требований каждому типу двигателя подбирается соответствующий тип камеры сгорания.

Формы — камера — сгорание

Формы камер сгорания этого типа могут быть различными.  

От формы камеры сгорания зависит и возникновение детонации, ограничивающей повышение степени сжатия, а следовательно, и повышение мощности и экономичности двигателя при работе его на определенном сорте топлива. Детонационное сгорание, при котором рабочая смесь сгорает со скоростью примерно в сто раз большей, чем скорость нормального сгорания, чаще всего возникает в местах камеры, расположенных на значительном расстоянии от свечи. В этих местах вследствие удлинения пути пламени, дополнительного сжатия и значительного нагрева несгоревшей части смеси сгорание происходит при более высоких температурах и давлениях, что усиливает интенсивность химических реакций и ускоряет возникновение детонации в той части смеси, которая воспламеняется в последнюю очередь. Чтобы не допустить детонационного сгорания части смеси, — сгорающей в последнюю очередь, ее располагают в хорошо охлаждаемой части камеры.  

Наконец, формы камеры сгорания и дюз должны быть такими, чтобы возникающая реактивная сила была направлена в нужную сторону. Необходимо, чтобы дюзы свободно пропускали большие массы газа так, чтобы внутри струи не возникало ненужных движений.  

В табл. 8 приведены формы камер сгорания карбюраторных и газовых двигателей и их характеристика. У карбюраторных и газовых двигателей клапаны располагаются как в головке ( подвесные), так и в самом блоке цилиндров, в случае смещенной камеры сгорания — Г — образной головке ( фиг. Конструкция головки цилиндров в автотракторных ( быстроходных бескомпрессорных) дизелях тесно связана с принятым принципом смесеобразования и включает в себя все элементы, определяющие его. Главные требования к ней сводятся к обеспечению проникновения распыленного топлива через слой воздуха и равномерного перемешивания с ним.  

Конструкция головки блока зависит от формы камеры сгорания и расположения клапанов. Клиновая форма камеры обеспечивает большую стойкость против детонации.  

Конструкция головки цилиндров зависит от формы камеры сгорания, расположения клапанов, свечей или форсунок, впускных и выпускных каналов, наружных трубопроводов и направлеиия потоков охлаждающей жидкости.  

Правый и левый ряды блока цилиндров с гильзами V-образного двенадцатицилиндрового двигателя Д-12 А. 1 — гильза. 2-блок цилиндров.  

Конструкция головки блока зависит от формы камеры сгорания и расположения клапанов.  

Цилиндр и головка цилиндра двигателя с воздушным охлаждением. / — цилиндр. 2 — головка цилнд-дра. 3 — охлаждающие ребра.| Формы камер сгорания карбюраторных двигателей., а — полусферическая. б — цилиндрическая. в — клиновая. г — вихревая Г — сЛразная.  

Конструкция головки блока цилиндров зависит от формы камеры сгорания и расположения клапанов. Форма камеры сгорания оказывает большое влияние на характер протекания рабочего процесса в цилиндре и особенно на процесс сгорания.  

Количество и расположение сопловых отверстий выбирается исходя из формы камеры сгорания и способа смесеобразования.  

Конструкция головки зависит в основном от типа и размеров двигателя, формы камеры сгорания, способа охлаждения, вида механизма газораспределения, расположения клапанов, форсунок и свечей, а также конструкции топливоподающей системы.  

Наиболее выгодными для обеспечения наименьших тепловых потерь являются полусферическая или цилиндрическая формы камеры сгорания. При высоких степенях сжатия камеры сгорания следует полностью механически обрабатывать. Это необходимо для точного выполнения объема камер сгорания, а также устранения шероховатых поверхностей, которые склонны к перегреву. В этом случае форму камеры сгорания следует выбирать из соображений легкости ее механической обработки или применять литьо в кокиль.  

Конструкция головки зависит в основном от типа и размеров двигателя, формы камеры сгорания, способа охлаждения, вида механизма газораспределения, расположения клапанов, форсунок или свечей, а также конструкции топливоподающей системы.  

Для дизелей теплоотдача вследствие более высоких параметров процесса сгорания сильно зависит от формы камеры сгорания.  

Замер компрессии: без компрессометра или при помощи спецоборудования

Итак, на практике активно используются всего два способа, которые позволяют делать замеры компрессии:

  • при помощи компрессометра;
  • замер компрессии от руки;

Естественно, наличие прибора позволяет получить наиболее точные показания, однако в экстренных случаях или для получения приблизительных оценочных результатов также практикуется  решение замерить компрессию вручную.

Сразу отметим, чтобы мерить компрессию без приборов, потребуются определенные навыки и знания, при этом больших сложностей операция не представляет, причем даже для начинающих автолюбителей.

  1. Для начала нужно выкрутить свечи зажигания, оставив только свечу в первом цилиндре.
  2. Затем коленвал нужно провернуть так, чтобы поршень в первом цилиндре оказался в конце такта сжатия.
  3. Чтобы точно определить, что поршень находится в правильном положении, нужно сверяться с метками.
  4. Далее следует приблизительно запомнить, с каким усилием проворачивался коленвал от руки.
  5. После этого вкручивается свеча во второй цилиндр и так далее.

Основная задача — выявить проблемный цилиндр, когда после вкручивания свечи коленчатый вал вращался наиболее легко (с наименьшим усилием). Другими словами, если компрессия понижена в одном цилиндре, тогда усилия, которые нужно приложить для прокручивания коленвала, будут меньше по сравнению с  проверкой  компрессии других цилиндров.

Отметим, что хотя способ достаточно примитивный, однако в ряде случаев даже он позволяет получить общее представление и выявить неполадку в том или ином цилиндре двигателя. Более точные измерения можно выполнить только при помощи компрессометра.

Прежде всего, нужно изучить техническую документацию применительно к конкретному типу установленного на машине ДВС. Определив конкретное значение компрессии для двигателя, необходимо запустить мотор и прогреть его до выхода на рабочую температуру (происходит включение вентилятора охлаждения). Затем аккуратно выкручиваются свечи зажигания

Далее необходимо пригласить помощника, который будет выжимать педаль газа (важное условие при замерах компрессии) и прокручивать двигатель стартером. Если говорить о приборе, компрессометр имеет особый наконечник, который плотно вставляется в свечное отверстие. После этого двигатель прокручивается стартером около 3-4 сек. Еще важно учесть, что мерить компрессию нужно при условии того, что АКБ заряжена и сам стартер полностью исправен

Дело в том, что недостаточная частота вращения коленвала может привести к заметному снижению показателей, однако это не будет означать, что в двигателе настолько сильно упала компрессия. Затем, когда показания были получены, их нужно сравнить с номинальными для конкретного двигателя.

Еще добавим, что разница показаний компрессии по всем цилиндрам (разброс данных) не должна быть больше 1/10 от самого максимального показателя. Это значит, что если в каком-либо цилиндре компрессия упала на 15-20% сравнительно с остальными, тогда высока вероятность того, что изношен поршень и поршневые кольца, произошло повреждение клапанов ГРМ и т.д.

Сейчас читают

Также важно понимать, что дальше продолжительно эксплуатировать двигатель, в котором компрессия снижена в одном или нескольких цилиндрах, не рекомендуется. Дело в том, что детали в этом цилиндре будут еще больше изнашиваться, сам  двигатель будет сильнее вибрировать и работать нестабильно, несгоревшее топливо в избытке стечет в масляный поддон, что вызовет разжижение масла, тем самым усилит общий износ ДВС и т.д

Факторы влияющие на продолжительность первой фазы сгорания

  1. Воспламеняемость топлива, которая оценивается цетановым числом. Чем выше цетановое число, тем лучше воспламеняемость.
  2. Давление и температура воздушного заряда в начале впрыска топлива. При увеличении давления и температуры период задержки воспламенения сокращается.

  3. Тип камеры сгорания, который оказывает влияние на задержку воспламенения, гак как в зависимости от типа камеры по разному будет проходить распространение топлива по объему воздушного заряда и в пристеночной зоне. Кроме того температура стенок камеры сгорания также будет зависеть от ее типа.
  4. Интенсивность направленного движения заряда в камере. Увеличение интенсивности движения заряда несколько сокращает период задержки воспламенения. На рисунке показаны способы создания вихревого движения заряда в цилиндре при впуске.
  5. Тип распылителя форсунки. Форсунка закрытого типа сокращает период задержки воспламенения. Разделенные камеры сгорания имеют основную и вспомогательную полости, соединенные горловиной. В настоящее время применяют в основном вихревые камеры сгорания и предкамеры, где ось соединительной горловины направлена по касательной к внутренней поверхности камеры сгорания. Разделенные камеры сгорания обеспечивают более полное сгорание топлива и менее жесткую работу за счет сокращения времени задержки воспламенения.
  6. Нагрузка. С ростом нагрузки увеличивается давление и температура цикла, что приводит к повышению теплового режима двигателя, а это к свою очередь вызывает сокращение времени задержки воспламенения.
  7. Частота вращения коленчатого вала. Увеличение частоты вращения коленчатого вала приводит к улучшению распыления, увеличению давления и температуры конца сжатия, что способствует сокращению первой фазы горения, особенно в дизелях с разделенными камерами сгорания. Продолжительность первой фазы горения при этом растет.

Вторая фаза горения (02) — самовоспламенение и быстрое горение начинается с момента воспламенения (см. рис. точка 2) и заканчивается в момент достижения максимального давления в цилиндре (точка 3). В первую очередь сгорают однородные слои смеси топлива и воздуха хорошо перемешанные между собой. При этом пламя распространяется очень быстро, соответственно быстро растет давление, в определенных случаях с образованием ударной волны, распространяющейся со скоростью звука. Но в отличие от карбюраторных двигателей в дизелях эти волны не переходят в детонационные, так как структура смеси по всему объему камеры сгорания неравномерна. Это позволяет получать более высокую степень сжатия.

После того, как сгорит хорошо подготовленная к воспламенению топливовоздушная смесь, горение продолжается в зонах, где структура смеси более неравномерна. Здесь на индикаторной диаграмме наблюдается некоторый спад роста давления.

В течение второй фазы выделяется 30—45 % всей теплоты. Температура рабочего тела возрастает до 1600—1800 К. Максимальное давление может достичь 6—9 МПа, а при наддуве превысить 10 МПа. Продолжительность второй фазы 0,8—1,5 мс, что соответствует 10—20° поворота коленчатого вала.


С этим читают