Рабочий объем двигателя 1596 что это значит

Объем двигателя автомобиля

Подбирая новый автомобиль, покупатель ориентируется на разные параметры. Один из них – объем мотора. Многие ошибочно полагают, что это единственный фактор, определяющий, насколько мощным будет авто. Попробуем разобраться, что значит рабочий объем двигателя, и на какие еще параметры он влияет.

Что такое рабочий объем двигателя

Рабочим объемом двс считается сумма объема всех цилиндров мотора. От этого показателя отталкиваются автомобилисты, планируя покупку авто. Благодаря данной цифре можно определить, на сколько километров хватит очередной заправки. Во многих странах на этот параметр ориентируются, определяя, какой налог должен заплатить хозяин транспортного средства. Что же такое рабочий объем, и как он вычисляется?

В двигателях внутреннего сгорания тепловая энергия преобразуется во вращательную. Данный процесс происходит следующим образом.

В камеру сгорания через впускной клапан поступает смесь воздуха и топлива. Искра от свечи зажигания воспламеняет горючее. В результате образуется небольшой взрыв, который толкает поршень в низ, благодаря чему происходит вращение коленчатого вала.

От литража мотора зависит, насколько сильным будет этот взрыв. В автомобилях с атмосферными двигателями объем цилиндра – ключевой фактор, определяющий мощность силового агрегата. Современные автомобили оснащаются дополнительными нагнетателями и системами повышения КПД мотора. Благодаря этому мощность увеличивается не от количества поступающей топливной смеси, а за счет повышения производительности процесса горения, и использования всей высвободившейся энергии.

Вот почему малый объем турбированного двигателя не обязательно означает, что он маломощный. Примером тому служит разработка фордовских инженеров – система EcoBoost. Вот сравнительная таблица мощностей некоторых типов двигателей:

Тип двигателя: Объем, литры Мощность, лошадиные силы
Карбюраторный 1,6 75
Инжекторный 1,5 140
Duratec, многоточечный впрыск 1,6 125
EcoBoost 1,0 125

Как видно, не всегда увеличенный литраж означает большую мощность. Конечно, чем сложнее система впрыска топлива, тем дороже двигатель в обслуживании, но такие моторы будут более экономичными и будут соответствовать экологическим нормам.

Особенности расчета

Как высчитывается рабочий объем двс? Для этого существует простая формула: h(ход поршня) умножается на площадь сечения цилиндра (площадь круга – 3,14*r2). Ходом поршня считается высота от его нижней мертвой точки до верхней.

Большинство двигателей внутреннего сгорания, которые устанавливаются в автомобили, имеют несколько цилиндров, и все они одинакового размера, поэтому полученную цифру нужно умножить на количество цилиндров. Результатом будет рабочий объем мотора.

Полный объем цилиндра – это сумма его рабочего объема и объема камеры сгорания. Вот почему в описании характеристик автомобиля может стоять показатель: объем двигателя – 1,6 литра, а рабочий объем – 1594 см3.

О том, как данный показатель и степень сжатия влияют на показатель мощности двс, можно прочитать .

Как определить объем цилиндра двигателя

Как и объем любой емкости, объем цилиндра рассчитывается, исходя из размеров его полости. Вот какие параметры необходимо знать, чтобы вычислить эту величину:

  • Высота полости;
  • Внутренний радиус цилиндра;
  • Длина окружности (если основание цилиндра не имеет форму идеального круга).

Вначале производится расчет площади окружности. Формула в этом случае простая: S=П*R2. П – постоянная величина и равняется 3,14. R – радиус окружности основания цилиндра. Если в исходных данных указывается не радиус, а диаметр, тогда площадь окружности будет следующей: S=П*D2 и результат разделен на 4.

Если сложно найти исходные данные радиуса или диаметра, то площадь основания можно рассчитать самостоятельно, замерив предварительно длину окружности. В этом случае площадь определяется по формуле: Р2/4П.

После того, как была подсчитана площадь основания цилиндра, рассчитывается объем цилиндра. Для этого на калькуляторе умножается высота емкости на S.

Как увеличить объем двигателя

В основном этот вопрос возникает у автомобилистов, которые хотят увеличить мощность мотора. О том, как влияет эта процедура на эффективность ДВС, рассказано в отдельной статье. Объем двигателя напрямую зависит от диаметра окружности цилиндров. И первый способ изменить характеристики силового агрегата – расточить цилиндры на больший диаметр.

Второй вариант, который поможет добавить немного лошадиных сил мотору – установить нестандартный для данного агрегата коленчатый вал. Увеличив амплитуду вращения кривошипа, можно изменить рабочий объем мотора.

Выполняя тюнинг, стоит учесть, что увеличение объема не всегда означает больше мощности. Но при такой модернизации автовладельцу потребуется приобрести другие детали. В первом случае это будут поршни с большим диаметром, а во втором – полностью вся поршневая группа вместе с коленвалом.

Классификация автомобилей с учетом объема двигателя

Так как не существует транспорта, который соответствовал бы запросам всех автомобилистов, производители создают моторы с разными характеристиками. Каждый, исходя из своих предпочтений, подбирает определенную модификацию.

По литражу двигателя все автомобили делятся на четыре класса:

  • Микролитражные – машины с мотором, объем которых не превышает 1,1 литра. Например, среди таких транспортных средств CITROEN C1 и FIAT 500C.
  • Малолитражные – авто, объем двс которых варьируется от 1,2 до 1,7 л. Такие машины пользуются популярностью среди тех, кому важен минимальный показатель расхода со средней производительностью. Представителями такого класса является DAIHATSU COPEN 2002-2012 и CITROEN BERLINGO VAN.
  • Среднелитражные – силовой агрегат в таких автомобилях имеет объем от 1,8 до 3,5 л. В этот класс входят такие модели, как BUICK REGAL TOURX и LAND ROVER RANGE ROVER EVOQUE.
  • Крупнолитражные – в таких авто объем двс будет больше 3,5л. Среди представителей данного класса: ASTON MARTIN VANQUISH VOLANTE 2013, CHEVROLET CAMARO 2018 и BENTLEY CONTINENTAL GT CONVERTABLE.

Данная классификация действует в случае бензиновых агрегатов. Часто в описании характеристик можно встретить несколько иную маркировку:

  • B – компактные машины с литражом 1,0 – 1,6. Чаще всего это бюджетные варианты, такие как SKODA FABIA.
  • C – в данную категорию входят модели, сочетающие в себе среднюю цену, неплохую производительность, практичность и презентабельный внешний вид. Моторы в них будут объемом от 1,4 до 2,0 литров. Представителем данного класса является SKODA OCTAVIA 4.
  • D – чаще всего такими автомобилями пользуются деловые люди и семьи. В машинах мотор будет объемом в 1,6-2,5 литра. Список моделей в этом классе не короче, чем в предыдущем сегменте. Один из таких автомобилей — VOLKSWAGEN PASSAT.
  • E – транспортные средства бизнес-класса. ДВС в таких моделях чаще всего объемом в 2,0 л. и больше. Примером таких авто является AUDI А6 2019.

Помимо литража в данной классификации учитываются такие параметры, как целевой сегмент (бюджетная модель, средняя стоимость или премиум), габариты кузова, комплектация систем комфорта. Иногда производители комплектуют малолитражными моторами автомобили среднего и высшего классов, поэтому нельзя сказать, что представленные маркировки имеют жесткие границы.

Когда модель автомобиля стоит между сегментами (например, по техническим характеристикам это класс С, а системы комфорта позволяют отнести авто к классу Е), к букве добавляют «+».

Помимо упомянутой классификации существуют и другие маркировки:

  • J – внедорожники и кроссоверы;
  • M – минивэны и микроавтобусы;
  • S – спортивные модели автомобилей.

Моторы таких автомобилей могут иметь разный объем.

На какие характеристики влияет литраж?

Основной параметр, от которого будет зависеть мощность авто – объем двигателя. Например, если под капотом будет установлена модификация на 1,5 литра и 120 л.с., то аналог с увеличенным объемом до двух литров, естественно, будет мощнее.

Однако не стоит считать литраж единственным фактором, влияющим на мощность. Характеристики мотора могут существенно измениться при наличии турбины, измененных размеров кривошипно-шатунного механизма и системы смены фаз газораспределения.

На что еще влияет объем двигателя?

  1. Динамика. Совокупность современных технологий газораспределения и большого объема цилиндров позволяет повысить пиковую скорость авто и сократить время разгона. Эти параметры также могут значительно измениться, если производитель установит в мотор особенные шатуны и коленвал.
  2. Стоимость автомобиля. Для моделей с мощным мотором потребуется более надежная коробка передач, улучшенная тормозная система, подвеска, и шины. Это необходимо, потому что водитель будет пытаться использовать весь потенциал транспорта, а значит, машина будет быстро ездить. Изготовление и обслуживание такого транспорта будет дороже.
  3. Расход топлива. Машины с 1,5-литровыми силовыми агрегатами в городском режиме расходуют в среднем 6-7 литров на 100км., а среднелитражные – порядка 9-14 л./100км. «Прожорливость» крупнолитражных моделей стартует от показателя в 15 литров. Однако и эти параметры относительны. Так, для динамичной езды на малолитражке водителю придется часто «крутить» мотор на повышенных оборотах, что обязательно приведет к перерасходу топлива. А если машина оснащена кондиционером, то малолитражка будет не менее прожорливой, чем аналог классом выше.

Подробней о связи расхода и объема двс рассказывается в видео:

Как связаны расход топлива и объем двигателя?

Плюсы и минусы ДВС с большим и малым объемом

Каждый тип моторов имеет свои достоинства и определенные недостатки, что может существенно повлиять на выбор нового авто.

Достоинства малолитражных двс:

  • дешевле стоимость и обслуживание других деталей, например, коробки и ходовой;
  • экономичный расход топлива;
  • турбированный вариант сочетает в себе высокую производительность при минимальных нагрузках и небольшом рабочем объеме.

Недостатки двигателей с маленьким литражом:

  • слабая мощность, из-за чего автомобиль обладает маленькой грузоподъемностью;
  • недостаточная динамика;
  • низкий ресурс мотора из-за частой езды на повышенных оборотах;
  • турбированный вариант очень дорогой в обслуживании.

Достоинства объемных моторов:

  • мощность выше, чем у экономичных аналогов;
  • увеличенный ресурс (двигатель реже работает на максимальных оборотах, поэтому будет дольше служить);
  • отличная динамика (для выполнения обгона реже нужно переключаться на пониженную скорость);
  • зимой быстрее прогреваются;
  • атмосферные модификации не прихотливы к качеству топлива.

Недостатки объемных силовых агрегатов:

  • обслуживание дороже, чем в случае с экономным аналогом (нужно заливать больше масла и охлаждающей жидкости, устанавливать более качественную коробку, подвеску и тормоза);
  • высокие налоги при перерегистрации (покупка на вторичном рынке) и растаможке;
  • увеличенный расход топлива.

Как видно, объем мотора тесно связан с дополнительными растратами, как в случае с малолитражками, так и с более «прожорливыми» аналогами. В виду этого, подбирая модификацию авто по литражу, каждый автомобилист должен исходить из условий, в которых будет эксплуатироваться машина.

По каким параметрам подбирать автомобиль – смотрите в данном видео:

Как выбрать автомобиль, какой двигатель лучше? 4.7 / 5 ( 13 голосов )

ISSN 1992-6502 (P ri nt)_

2014. Т. 18, № 2 (63). С. 19-24

Ъыьмт QjrAQnQj

ISSN 2225-2789 (Online) http://journal.ugatu.ac.ru

УДК 621.43.038.12

Рациональная степень сжатия

ДВИГАТЕЛЯ С УНИФИЦИРОВАННЫМ РАБОЧИМ ПРОЦЕССОМ

1 у о

М. Д. Гарипов1, Р. Ю. Сакулин2, П. Б. Яковлев3

1 garry76@mail.ru, 2 laminar_burn@mail.ru, 3 yak21@live.ru ФГБОУ ВПО «Уфимский государственный авиационный технический университет» (УГАТУ)

Поступила в редакцию 29.08.2013

Аннотация. Приведены результаты расчетного исследования влияния степени сжатия на эффективные показатели четырехтактного дизеля YANMAR И00С. Определено значение наиболее приемлемой для исследуемого двигателя степени сжатия.

Ключевые слова: степень сжатия; поршневой ДВС; эффективный КПД; коэффициент избытка воздуха.

Степень сжатия является определяющей характеристикой для обоих современных типов поршневых двигателей: как бензиновых, так и дизелей. Верхняя граница диапазона используемых степеней сжатия для двигателей с принудительным воспламенением соответствует » 12, нижняя граница для двигателей с воспламенением от сжатия в безнаддувном варианте » 16.

В двигателях с принудительным воспламенением ограничение максимальной степени сжатия продиктовано тем, что к моменту воспламенения в цилиндре находится уже подготовленная гомогенная смесь, в которой при повышенных степенях сжатия возникает детонация.

Двигатели с воспламенением от сжатия, наоборот, вынуждены использовать высокие степени сжатия для обеспечения воспламенения топлива. Это приводит к повышению максимального давления, что в свою очередь ведет к увеличению нагрузки на детали цилиндропоршневой группы и КШМ. В итоге такая организация рабочего процесса приводит к повышению механических потерь и увеличению массы двигателя.

Таким образом, как бензиновые двигатели, так и дизели вынуждены работать в нерациональных (с точки зрения совмещения высокого эффективного КПД и низкой удельной массы) диапазонах степеней сжатия.

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

Рабочий процесс, позволяющий в широком диапазоне степеней сжатия организовать эффек-

тивное бездетонационное сгорание различных топлив, в том числе низкооктановых (дизельное топливо, керосин, низкооктановые бензины), разработан на кафедре ДВС Уфимского государственного авиационного технического университета . Еще одним преимуществом этого рабочего процесса является качественное регулирование нагрузки.

В основе этого рабочего процесса, называемого унифицированным, лежит принцип искрового воспламенения богатой топливо-воздушной струи, впрыскиваемой вблизи верхней мертвой точки. В результате сгорания части топливовоздушной смеси, подожженной искрой, в камере сгорания повышаются давление и температура. Это ведет к тому, что в несгоревшей части происходит (в случае применения низкооктановых топлив) многоочаговое воспламенение и сгорание, характерное для рабочего процесса дизельного двигателя. Управление унифицированным рабочим процессом возможно за счет изменения угла опережения впрыска и момента подачи искры .

Поскольку в унифицированном рабочем процессе устраняются ограничения по степени сжатия, возникает возможность выбора ее значения, рационального с точки зрения объединения лучших свойств двух современных типов двигателей: топливной экономичности дизеля и удельной мощности бензинового двигателя.

В качестве объекта исследования был выбран четырехтактный одноцилиндровый дизель УЛКМЛЯ Ь-100С (степень сжатия в

серийном исполнении составляет 19,3), поскольку на базе этого двигателя планируется проводить часть экспериментальных исследований унифицированного рабочего процесса.

Целью работы является определение рациональной степени сжатия исследуемого дизеля.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Расчеты осуществлялись в системе имитационного моделирования ДВС «Альбея», разработанной на кафедре ДВС Уфимского государственного авиационного технического университета. Эта система позволяет определить индикаторные и эффективные показатели двигателя .

Для подтверждения адекватности модели были проведены расчеты параметров цикла и эффективных показателей двигателя УЛКМЛЯ Ь-100С, которые были сопоставлены с данными экспериментального исследования. Условная продолжительность сгорания (ф2) была определена из экспериментальных данных и составила 89 градусов угла поворота коленчатого вала (ГУПКВ). Наилучшее совпадение расчетных и экспериментальных кривых давления и скорости нарастания давления в цилиндре было получено при значении показателя характера горения т = 0,1. Результаты сопоставления представлены на рис. 1 и 2.

Угол поворота коленчатого вала 9, град

Рис. 1. Сопоставление расчетной и экспериментальной кривых давления и скорости нарастания давления (йР/йф) в цилиндре двигателя УЛКМЛЯ Ь-100С: 1 — давление в цилиндре, эксперимент;

2 — давление в цилиндре, расчет; 3 — скорость нарастания давления (йР/йф), эксперимент;

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

4 — скорость нарастания давления (йР/йф), расчет

Угол начала теплоподвода при каждой степени сжатия выбирался из условия получения максимального эффективного КПД.

На первом этапе влияние степени сжатия на показатели описываемого двигателя исследовалось с характеристиками тепловыделения ис-

ходного двигателя. При этом предполагалось, что показатель характера сгорания (т = 0,1) и продолжительность сгорания (ф2 = 89) при изменении степени сжатия остаются неизменными.

— 25

О—

1750 2050 2350 2650 2950

Обороты коленчатого нала, об/ынк

Рис. 2. Сопоставление расчетной и экспериментальной внешних скоростных характеристик двигателя УЛКМЛЯ Ь-100С: 1 — эксперимент; 2 — расчет

Унифицированный рабочий процесс позволяет использовать различные топлива и, соответственно, различные режимы выгорания (от характеристик, соответствующих дизелям, до характеристик, соответствующих бензиновым двигателям) . Поэтому при неизменной продолжительности сгорания (ф2 = 89) были проведены исследования с показателем характера горения т = 3, как наиболее типичным для бензиновых двигателей.

Кроме того, рассматривалось влияние степени сжатия на показатели двигателя с более совершенной характеристикой выгорания. Известно, что при одинаковых степенях сжатия наиболее эффективен цикл с изохорным подводом теплоты. Однако на практике сокращать продолжительность меньше 40-50 градусов УПВК нецелесообразно ввиду сильного роста механической и тепловой нагрузки на двигатель . Поэтому продолжительность сгорания ф2 примем равной 50 ГУПКВ. Также, как и в предыдущем случае, рассматривались два показателя характера сгорания (т = 0,1 и т = 3).

Расчеты проводились при частоте вращения коленчатого вала, равной 3100 об/мин, что соответствует режиму максимальной мощности.

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

На рис. 3 представлены расчетные зависимости эффективного КПД от степени сжатия исследуемого двигателя при различных коэффициентах избытка воздуха. Условная продолжительность сгорания и показатель характера горения здесь соответствуют стандартному ис-

полнению исследуемого двигателя (ф2 = 89 ГУПКВ, т = 0,1).

Понижение степени сжатия исследуемого двигателя с 19,3 до 15 не вызывает понижения эффективного КПД цикла, а, напротив, ведет к его увеличению. Так на полной нагрузке (а = 1,36) отмечается рост эффективного КПД цикла на 6,1 %. С увеличением коэффициента избытка воздуха рост эффективного КПД цикла усиливается: для а = 2, а = 3 и а = 4 увеличение составляет 10,5, 19,8 и 34,6 % соответственно.

В случае понижения степени сжатия с 1 9,3 до значения 10 при а = 1,36 также наблюдается рост эффективного КПД на 6,4 %. На частичных нагрузках тенденция возрастания эффективного КПД сохраняется (увеличение на 13,5, 28,0 и 50,8 % для а = 2, а = 3 и а = 4 соответственно).

о -I—

10 15 20 25 30

Степень сжатия

На рис. 4 показатель характера горения соответствует наиболее типичному для бензиновых двигателей значению (т = 3).

Некоторое повышение общего уровня эффективного КПД (на 2-3 % на высоких нагрузках и до 10 % на малых) не повлияло на характер зависимости эффективного КПД от степени сжатия двигателя. Так, при а = 1,36 рост эффективного КПД при понижении степени сжатия с 19,3 до 15 составил 6,1 %, а при понижении с 19,3 до 10 — 6,4 %. Для частичных нагрузок характер зависимости также не изменился: рост на 10,2, 18,4 и 30,5 % для снижения с 19,3 до 15 и 12,8, 25,1 и 43,5 % для снижения с 19,3 до 10 для а = 2, а = 3 и а = 4 соответственно.

При переходе на значения продолжительности сгорания, равной 50 ГУПВК, зависимость эффективного КПД от степени сжатия исследуемого двигателя продемонстрировала характер, аналогичный приведенным выше расчетам (рис. 5, 7).

о -I— —— —— ——

10 15 20 25 30

Степень сжатия

Как показано на рис. 5, понижение степени сжатия исследуемого двигателя с 1 9,3 до 15 аналогично не вызывает понижения эффективного КПД цикла, а, напротив, ведет к его увеличению. Так, на полной нагрузке (а = 1,36) отмечается рост эффективного КПД цикла на 4,1 %. С увеличением коэффициента избытка воздуха рост эффективного КПД цикла усиливается: для а = 2, а = 3 и а = 4 увеличение составляет 7,5, 14,6 и 24,7 % соответственно.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

н

ч V

10 15 20 25 30

Степень сжатия

На рис. 6 показаны регулировочные характеристики эффективного КПД двигателя от угла начала теплоподвода для коэффициента избытка воздуха а = 1,36 и характеристиках сгорания т = 3, ф2 = 50.

Рис. 6. Регулировочные характеристики эффективного КПД в зависимости от угла начала теплоподвода

(а = 1,36, т = 3, фг = 50): г = 10 (1); 12,5 (2); 15 (3); 17,5 (4); 20 (5)

Аналогичная картина наблюдается и в случае значения показателя характера горения т = 0,1 (ф2 = 50 ГУПКВ), но сопровождается некоторым снижением общего уровня эффективного КПД (на 3-4 % на высоких нагрузках и до 12 % на малых) (рис. 7).

Падение эффективного КПД двигателя с повышением степени сжатия выше определенного значения обуславливается двумя основными причинами:

• увеличением механических потерь;

• увеличением отклонения от изохорного процесса подвода теплоты (при одинаковой продолжительности теплоподвода).

Рост механических потерь с увеличением степени сжатия (рис. 8) объясняется ростом давления газов в цилиндре двигателя (рис. 9). При увеличении коэффициента избытка воздуха относительная доля механических потерь возрастает, соответственно снижается значение степени сжатия, соответствующее максимальному эффективному КПД.

Сущность влияния отклонения от изохорно-го подвода теплоты на эффективный КПД двигателя можно легко описать, если ввести условную величину:

8 ф =

V + V

где

V = АК + V ;

Д V, — часть рабочего объема двигателя, на которую распространяется процесс теплоподвода. При изохорном подводе теплоты (Д V, = 0) это выражение переходит в известное выражение для степени сжатия (расширения):

8 =

Ун + Ус V.

Отношение этих величин характеризует отклонение от изохорности подвода теплоты в зависимости от объема камеры сгорания:

8 АУн

— = —- +1.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Видно, что с уменьшением объема камеры сгорания, а следовательно, с увеличением степени сжатия, отклонение от изохорности при постоянной продолжительности теплоподвода увеличивается. Как следствие, с повышением степени сжатия (при неизменной продолжительности сгорания) индикаторный КПД будет расти гораздо медленнее термического и, при определенных условиях, даже снижаться (рис. 8). По этой же причине практически не увеличиваются максимальные значения температуры цикла (рис. 9).

Таким образом, в условиях исследуемого дизеля и при частоте вращения п = 3100 об/мин, варьирование степени сжатия в диапазоне от 1 0 до 20 слабо влияет на эффективный КПД двигателя на полной нагрузке. На частичных нагрузках происходит значительное повышение КПД двигателя при переходе в диапазон ~ 10-15.

Если учесть, что транспортный двигатель эксплуатируется на частичных режимах (меньше половины максимальной мощности) до

ф

50-70 % общего времени, а на режимах холостого хода до 40 % , то можно констатировать, что снижение степени сжатия до значений 10-15 приведет к повышению экономичности. При этом уровень нагрузок на элементы двигателя (рис. 9) значительно уменьшится (до 30 %).

0.9 0.8 0.7

……………………^ Т^-С ~

i ! ** ^

‘ //

10 15 — а = 1,36 —

— а = 2—

25 30

Степень сжатия

а = 3 ………. а = 4

Рис. 8. Зависимость механического (цт) и индикаторного КПД от степени сжатия при различных коэффициентах избытка воздуха (фг = 50 ГУПКВ, т = 3)

г

25 30

Степень сжатия

цию двигателя без ухудшения экономичности на полной нагрузке и с ростом экономичности на частичных режимах. Это в свою очередь позволит либо снизить массу и габариты, либо увеличить запас прочности и ресурс двигателя. Кроме того, понижение степени сжатия снизит вероятность самовоспламенения топливо-воздушной смеси раньше момента искрового воспламенения при использовании низкооктановых топлив.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

2. Губайдуллин И. С. Моделирование рабочих процессов двигателей внутреннего сгорания в интерактивной системе имитационного моделирования «Альбея». Уфа: УГАТУ, 1997. 43 с.

Данный вывод подтверждается результатами, полученными в работе , где исследовался дизель со специальной системой зажигания с рядом последовательных искр. Было отмечено, что при снижении степени сжатия до 12, топливная экономичность дизеля возрастала.

ВЫВОДЫ

При реализации унифицированного рабочего процесса на базе дизельного двигателя YANMAR L-100C рекомендуется снизить степень сжатия до значений 10-15, поскольку это уменьшит нагрузки, действующие на конструк-

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

ОБ АВТОРАХ

ЯКОВЛЕВ Павел Борисович, студ. каф. ДВС.

AВMAЦMOHHAfl M PAKETHO — KOCM MHECKAfl TEXHMKA

Title: The rational compression ratio for ICE with the unified workflow.

Authors: M. D. Garipov, R. J. Sakulin, P. B. Yakovlev.

Ufa State Aviation Technical University (UGATU), Russia.

Email: garry76@mail.ru, laminar_burn@mail.ru, yak21@live.ru.

Language: Russian.

Компрессия – важнейший показатель здоровья двигателя. Для каждого типа двигателей существует своя компрессия: бензин, дизель, турбированный, трех- или многоцилиндровый… И за компрессией нужно следить. Как?

Что такое компрессия двигателя и чем ее измерить?

Компрессия в цилиндрах — является величиной максимального давления в цилиндре, которое создается в верхней мертвой точке (ВМТ) поршня.

Измеряется в величинах мер давления:

— один паскаль, Па(Ра) равен 1Н/кв.м.;

— миллиметр ртутного столба (мм. рт. ст);

— она же физическая атмосфера (атм.) равна 360 мм. рт.ст.,

— техническая атмосфера (1 атм. = 1 кгс/кв.см),

— бар и тп.

В автомеханике сегодняшнего дня давление принято измерять в атмосферах и микропаскалях – Мпа.

Компрессия – величина физическая, это – давление. Ее нельзя путать, со степенью сжатия – это величина математическая, отношение объема камеры сгорания при нахождении поршня в ВМТ к общему объему цилиндра. Степень сжатия, в отличии от компрессии, измеряется дробью 1:12, 1:20 и т. д. Часто компрессия соответствует степени сжатия, но, например, в форсированных и турбированных двигателях эти величины значительно разнятся.

Зачем делать замер компрессии в двигателе? Для диагностики, она является косвенным указателем на проблемы в двигателе и измеряется специальными приборами, которые у мотористов так и называются – компрессометрами.

Какие бывают комперссометры?

— механические;

— электронные.

Механические приборы для измерения компрессии, в свою очередь, бывают прижимными и ввертываемыми. Это, как правило, специально проградуированный манометр с жестким наконечником или гибким шлангом высокого давления. Прижимается к свечному отверстию или ввертывается по свечной резьбе вместо свечи.

Электронные — это мотор-тестеры, они изменяют не столько давление в самом цилиндре, сколько колебания значений электрического тока стартера в момент холостой прокрутки двигателя. Таким электронным прибором можно одновременно измерить компрессию всех цилиндров без выворачивания свечей, а заодно снять и множество других параметров.

Отечественные механические компрессометры довольно просты, а импортные являются настоящими наборами с комплектами переходников-адаптеров для измерений компрессии в двигателе любой марки и модификации автомобиля любого мирового производителя.

Замер компрессии в двигателе вашего автомобиля: как это сделать?

Замер компрессии двигателя механическим компрессометром проводится по следующему алгоритму. Следует вывернуть все свечи из цилиндров и вхолостую провернуть коленчатый вал двигателя, поочередно измеряя компрессию в каждом цилиндре:

— желательно, чтобы двигатель был прогретым, хотя это и не критично;

— подача топлива должна быть однозначно отключена;

— если прокрутка двигателя осуществляется стартером, то аккумуляторная батарея должна быть заряжена, а стартер соотвественно – исправным;

— также двигатель можно проворачивать вручную заводной рукояткой (если она есть) либо соответствующим ключом за храповик; прокрутка руками за шестерни, ремень или цепь механизма ГРМ корректных результатов замера компрессии – не даст.

На профессиональном автосервисе компрессию измеряют с открытой и с закрытой дроссельной заслонкой, а разница показаний может косвенно указывать на некоторые дефекты в работе двигателя. При закрытой заслонке в цилиндры будет поступать меньше воздуха, и компрессия будет низкой — около 0,6-0,8 МПа. При открытой заслонке картина будет другая — причины дефектов двигателя можно определить по прилагаемой таблице внизу статьи.

В любом случае следует учитывать не только динамику нарастания давления, но и максимальные значения компрессии. А главное — в любом случае результаты замеров компрессии в цилиндрах являются величинами расчетными, относительными, и опираться следует именно на разницу давления в разных цилиндрах. Если в трех цилиндрах компрессия составляет, к примеру, 11-12 атм., а в четвертом 7-8 атм., то проблема сосредоточилась именно в нем. Тут и следует искать причины потери герметичности цилиндропоршневой группы.

Как проверить компрессию без компрессометра?

Если существуют претензии к работе мотора, подозрения на потерю его мощности, а при этом под рукой компрессометра нет, то провести несложную самостоятельную диагностику все равно можно. Точных цифр показаний измерения компрессии вы не получите, но общая картина состояния мотора будет вам видна.

Старый шоферский способ довольно прост.

Следует поочередно вывернуть каждую свечу зажигания, а вместо нее в свечное отверстие вставить банальный бумажный кляп. Именно — бумажный. Делается он из смятой газеты — не из мокрой или промасленной тряпки-ветоши, а именно из сухой газеты.

Когда вы проворачиваете коленчатый вал, бумажный пыж буквально выстреливает вверх из свечного отверстия цилиндра. Причем — с очень громким хлопком, но только в том случае, если с компрессией данного цилиндра все в порядке. Если герметичность нарушена, если прогорели клапаны (или клапан), если залегли поршневые кольца или разрушились перегородки на поршне, то хлопок будет не таким выразительным, или его вовсе не будет. Именно этот цилиндр и нуждается в «лечении». То есть — в ремонте.

Какая компрессия должна быть в двигателе?

Каковы нормы степеней сжатия и компрессий для двигателей внутреннего сгорания? Они — разные. Степень сжатия бензинового двигателя может колебаться от 10:1 до 13:1, 14:1, а то и выше. Компрессия дизельного двигателя не бывает ниже 20:1. Учебники по теории автомобиля и всевозможные наставления определяют степень сжатия как: «…отношение полного объема цилиндра к объёму камеры сгорания. Степень сжатия определяется c помощью следующей формулы (V + C)/C = CR, где V это рабочий объем цилиндра, а С это объем камеры сгорания».

Формул расчета компрессии — не существует, поскольку эта величина уже не расчетная геометрическая, а абсолютная. Это, как уже было выше сказано, — давление. Зависит компрессия от множества факторов, главным из которых является качество герметичности сопряженных пар — цилиндр-поршень, цилиндр-клапаны, цилиндр-дроссельная заслонка и т.д.

Анализ результатов замера компрессии

В зависимости от результатов замеров компрессии следуют и выводы-рекомендации по ремонту двигателя. Общее и равномерное падение компрессии во всех цилиндрах двигателя говорит о равномерном естественном износе деталей цилиндропоршневой группы и двигателя в целом.

Если компрессия одного цилиндра значительно отличается от компрессий в остальных, то на этот узел и следует обратить особое внимание. Негерметичность цилиндра может быть обусловлена, например, прогоревшим клапаном, тогда требуется разборка, притирка или замена клапанов. Нарушение герметичности может быть обусловлено просевшими поршневыми кольцами. В этих случаях механики говорят «кольца залегли». Падение давления может быть спровоцировано прогоревшей прокладкой между блоком цилиндров и головкой блока цилиндров двигателя. И в данном случае возможны не только падение компрессии, но и попадание охлаждающей жидкости в систему смазки и наоборот попадание масла в систему охлаждения.

Что делать, если слишком низкая компрессия в двигателе?

Основной причиной потери компрессии является, понятно, потеря герметичности. Но где именно произошла разгерметизация? Проверить это можно следующим образом.

В «подозрительный» цилиндр выливают 50 мл моторного масла и снова замеряют компрессию. Возможны два варианта. Если компрессия осталась такой же низкой, то воздух выходит где-то сверху, в камере сгорания, и это могут быть либо негерметичная дроссельная заслонка, либо прогоревший клапан, либо пробой прокладки головки блока цилиндров. А то и все вместе. Если же компрессия существенно поднялась, следовательно причиной являются «залёгшие» поршневые кольца. И если разница между заводской компрессией и имеющейся превышает хотя бы 20-25%, то переборка — неминуема. То есть — капитальный ремонт двигателя.

Как повысить компрессию в двигателе? Помогают ли присадки в двигатель для повышения компрессии? Не всегда, но — помогают. И прежде, чем начать капитальную затрату средств на дорогостоящий ремонт, такой возможностью стоит воспользоваться. Но если результат окажется нулевым, то вашему автомобилю прямая дорога на СТО.

Правильная, а главное профилактическая диагностика систем и узлов двигателя — залог его безаварийной работы. За компрессией в цилиндрах двигателя нужно периодически следить. Точно также — как и за всеми другими системами, агрегатами и узлами двигателя и всего автомобиля.

Примерная таблица вероятных неисправностей при замерах компрессии

Провести грамотную профессиональную диагностику, выявить причины падения той же компрессии в двигателе сумеют исключительно профессионалы, тем более, если у вас не древний карбюраторный автомобиль, а современная иномарка.
Воспользуйтесь формой внизу, чтоб найти профильные СТО поблизости и записаться на сервис в любое удобное для вас время.

Cepгeй Жeбaлeнĸo, aвтoмoбильный инжeнep, журналист, pyĸoвoдитeль aвтoмoбильнoй пpoгpaммы «Moтop-TB»

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *