Компрессия в бензиновом двигателе: Нормы компрессии в вашем автомобиле

Содержание

Компрессия в двигателе, какая должна быть


Люди, занимающиеся изучением устройства транспортных средств, оборудованных двигателем внутреннего сгорания, часто сталкиваются с понятиями и терминами, которые рядовому обывателю непонятны.

Работа силовой установки сопряжена с рядом физических процессов, а само устройство ДВС изобилует всевозможными обозначениями. Темой нашего сегодняшнего разговора станет понятие компрессии в двигателе. Поговорим о том, что это такое, а также есть ли разница в компрессии бензинового и дизельного моторов.

Компрессия и степень сжатия

Под понятием компрессии подразумевают показатель максимального давления внутри цилиндра, давления, создаваемого в верхней точке нахождения поршня (т.н. «мертвая точка»). Измеряется компрессия в следующих величинах:

  1. В Паскалях (1 Ра = 1Н на кв.м).
  2. В миллиметрах ртутного столбика.
  3. В физических атмосферах, что соответствует показателю 360 мм.рт.ст.
  4. В технических атмосферах, что соответствует 1 кгс. /кв.см.
  5. В барах.

Когда речь идет об автомеханике, то компрессия в ней измеряется обычно в атмосферах, реже – в микропаскалях (сокращенно – Мпа).

Важно

Компрессия в цилиндрах двигателя – это сжатие газа, которое происходит под воздействием внешней силы с целью уменьшения объема газа, повышения давления и температуры.

Чтобы детально разобраться с данным явлением, необходимо понимать устройство мотора, состоящего из клапана, блока цилиндров, поршней и поршневых колец, коленчатого вала и шатунов.

Когда поршень поднимается на такте сжатия, клапаны находятся в закрытом положении. Топливная смесь возгорается, а давление в цилиндре находится на максимальной отметке. Цифра, отражающая показатель давления в этот момент времени, и есть компрессией.

Часты случаи, когда компрессию как понятие из физики путают со степенью сжатия, которая является математической величиной и отображает соотношение объема камеры сгорания и общего объема цилиндра. Ее, то есть степень сжатия, измеряют дробью, к примеру, 1:12 или 1:20 и пр.

Как правило, компрессия и степень сжатия в ДВС одинаковы, но встречаются исключения, поэтому говорить о тождественности данных понятий нельзя. Существенно различаются показатели в турбированных и форсированных силовых установках.

Общая терминология

В среде любителей-автомобилистов часто путают степень сжатия воздушно-топливной смеси с непосредственно компрессией. Причина – наличие мануала, то есть технического паспорта машины. Не каждый, прочтя ее, поймет, в чем дело. А дело в том, что там указывается лишь степень сжатия.

Под компрессией подразумевается не стабильная, а меняющаяся величина давления во всех рабочих цилиндрах двигателя, замеряемая в момент прокручивания коленвала стартером. Данный параметр характеризует, насколько полностью сгорает бензин или солярка, вырабатывая энергию. А от нее, кстати, напрямую зависит мощность «железного сердца» машины.

В свою очередь, показатель давления в области сгорания топлива зависит от нескольких факторов:

имеется ли достаточно моторного масла в зоне, где происходит возгорание топливовоздушной смеси;

герметичности уплотнений клапанной и цилиндро-поршневой групп;

какова скорость вращения стартера – этот показатель зависит от степени заряда АКБ;

температуры силового агрегата в момент проверки.

Главной причиной, по которой проводится замер компрессии автовладельцами – желание доподлинно знать, как долго прослужит мотор без капитального ремонта. Ведь КР всегда требует вложения серьезной суммы для восстановления агрегата. Соответственно, аналогичная процедура разумными покупателями проводится в момент выбора подержанной машины. Если замер показывает пониженное давление, то от покупки лучше отказаться – вряд ли плохое состояние клапанов и цилиндро-поршневой группы позволит послужить двигателю долго без проведения капремонта.

Значения компрессии в бензиновом и дизельном двигателях

Говоря о том, какая компрессия должна быть в двигателе, важно отметить, что это значение зависит от того, о каком именно моторе идет речь. Компрессия дизельного двигателя может варьироваться в пределах от 14 до 18 единиц, и это будет нормой, тогда как компрессия бензинового двигателя колеблется от 8 до 12.

А вот если говорить о степени сжатия, то на дизельных агрегатах она не может опускаться ниже 20:1, в случае с бензиновыми моторами нормой считается показатель в диапазоне 10:1 – 13:1.

Влияние на компрессию оказывает множество факторов, в частности, герметичность соединения цилиндров и поршней, цилиндров и дроссельной заслонки, цилиндров и клапанов. Начинающих автолюбителей волнует вопрос о том, зачем выполнять проверку компрессии двигателя.

Ответ на него прост: это косвенный признак неисправности силовой установки, который может указывать на наличие серьезных проблем ее в работе. Если упустить момент, возможны серьезные последствия, вплоть до необходимости капитального ремонта ДВС. Измеряется компрессия специальными приборами – компрессометрами.

Замер с заливом масла и определение проблем

Данный «точечный» метод абсолютно ничем не отличается от стандартного, кроме того момента, что с помощью шприца в проблемные цилиндры добавляется 30 мл моторного масла. «Вливание» проще всего сделать через свечные колодцы.

Если показатель компрессии окажется таким же, как и в случае со стандартным замером, то существует большая вероятность, что имеется утечка воздуха через прокладку головки блока цилиндров. Вероятность того, что в подсосе воздуха виновата трещина в ГБЦ либо блоке цилиндров, практически исключена.

Вариант №2: компрессия оказалась выше, чем при стандартном замере. Скорее всего, в этом виноват механический износ цилиндра либо маслосъемных колец.

ПРИМЕЧАНИЕ.
Перед тем, как проверить компрессию на автомобиле, помните – лучше с маслом не переусердствовать, 30 мл – это максимум! В случае с воздушными двигателями нарушение данного правила приведет к весьма неточным данным, а в случае с дизельными агрегатами все вообще может закончиться повреждением отдельных элементов двигателя.

Причины падения компрессии

Если значения, полученные в результате проведения измерений, оказались ниже нормы, необходимо восстановить требуемое давление в цилиндрах. В противном случае проблема усугубиться, эксплуатация транспортного средства будет невозможной.

Двигатель перестанет запускаться, его обороты во время работы начнут «прыгать», появятся посторонние шумы. Заметно снизится мощность силовой установки, возрастет расход топлива, повысится содержание в выхлопных газах вредных примесей. Кстати, один из основных признаков низкой компрессии – это синий дым из выхлопной трубы, появляющийся в момент запуска двигателя.

К наиболее распространенным причинам падения компрессии относят:

  • Перегоревший поршень, клапан или прокладка на блоке цилиндра.
  • Детали цилиндра заметно износились и требуют замены.
  • Разрушилось седло клапана.

Первое, что надо сделать при обнаружении любого из описанных выше признаков – немедленно заехать на СТО, выполнить замеры и диагностику. Если предварительный «диагноз» подтвердился, необходимо заменить неисправные комплектующие и измерить компрессию повторно.

Процедура проверки компрессии

Все подготовительные работы способен провести один человек – в данном случае автовладелец. Однако возникает вопрос: как проверить компрессию на автомобиле, если нужно одновременно прокручивать стартер и замерять давление? Естественно, с этой минут понадобится помощник, сидящий на месте водителя.

Он должен повернуть ключ зажигания примерно на 5-10 секунд. За это время стартер провернет коленвал достаточное количество раз, чтобы в цилиндрах было достигнуто максимальное давление. Второй человек, возле двигателя, должен следить за манометром – когда его показания перестанут расти, он отдает команду помощнику выключить зажигание. Далее наконечник компрессометра поочередно вкручивается в другие цилиндры и процедура повторяется.

ПОЛЕЗНЫЙ СОВЕТ.
Чтобы результаты замеров были достоверными, человек с манометром должен записывать не только максимальные показатели давления в каждом из цилиндров, но и время, за которое это давление было достигнуто. Это нужно для дальнейшей расшифровки показателей компрессии.

Как измерить компрессию

Выше мы говорили о том, какая компрессия двигателя считается нормальной. Сейчас приведем несколько советов относительно самостоятельного выполнения соответствующих замеров.

Напомним, что профессиональные мотористы измеряют данную величину с помощью специального прибора – компрессометра, который легко найти в свободной продаже. Итак, «вооружившись» упомянутым прибором, который фактически представляет собой обычный манометр с обратным клапаном, делаем следующее:

проверяем заряд АКБ, ведь пока осуществляются замеры, мотор работает на аккумуляторе. Заблаговременно прогреваем двигатель, чтобы он достиг рабочей температуры (только так можно получить максимально точный результат).

Собственно процесс измерения состоит из таких этапов:

  • Снятие проводов со всех свечей.
  • Выкручивание свечи на каждом из цилиндров.
  • Вытаскивание бензонасоса, если он электрический. (В случаях с обычным бензонасосом с него необходимо снять шланг, который подает топливо).
  • Отключение электропровода с форсунок.

Можно начинать измерение. Лучше всего делать это с помощником, ведь один человек должен вращать двигатель, а второй – фиксировать результаты. Чтобы замеры были корректными, компрессометр необходимо подсоединить к тому цилиндру, который проверяется в конкретный момент времени.

Далее педаль акселератора нужно выжать до максимума – это обеспечит полное открытие дроссельной заслонки. Проворачивается ключ зажигания, начинает вращаться стартер. Действовать нужно до тех пор, пока фиксируемые прибором значения не перестанут расти, они и станут реальной компрессией мотора.

По завершению измерений полученные показатели нужно сравнить с нормой (она указана в инструкции по эксплуатации транспортного средства). Если цифры одинаковы, либо они рознятся несущественно, причина неисправности кроется в чем-то другом.

Подготовительные работы

Перед тем, как проверить компрессию в цилиндрах двигателя автомобиля, нужно обзавестись компрессометром. Его можно купить – цена на этот прибор (если только он не профессиональный) немногим больше, чем на манометр – или попросить у знакомых. Данный атрибут должен иметь наконечник, который вкручивается в свечной канал, а не забивается в него. Второе условие выбора – наличие шланга, который соединяет манометр с наконечником. Если вместо гибкого соединителя установлена жесткая трубка, то конфигурация неудачна: наверняка из-за жесткости что-то на двигателе будет мешать монтажу компрессометра. Наконец рекомендуется выбирать прибор со шкалой как минимум 20 кг/см2. Также понадобится свечной ключ.

Следующий шаг – прогрев двигателя. Этот метод используется наиболее часто, поэтому как проверить компрессию в машине «на холодную» мы описывать не будем. Двигатель должен прогреться до рабочей температуры – в среднем это 90 градусов. И главное: замер должен проводиться на полностью заряженном аккумуляторе. Иначе он будет слабо прокручивать коленвал, и полученные результаты окажутся недостоверными.

Далее необходимо провести следующие манипуляции:

заглушить мотор, открыть капот для доступа к агрегату;

открыть дроссельную заслонку и зафиксировать ее. А можно поступить и по-другому: выжать педаль газа до упора и удерживать ее в таком положении. Соблюдение данного условия позволит агрегату получать необходимое количество воздуха;

снять или отсоединить воздушный фильтр;

извлечь предохранитель топливной помпы – это нужно для того, чтобы избежать случайной подачи топлива в цилиндры. Самостоятельно понять, где установлен предохранитель, проблематично – воспользуйтесь инструкцией по эксплуатации автомобиля;

снимите провода со свечей зажигания;

очистите зону вокруг свечей зажигания от грязи, так как есть риск ее попадания внутрь двигателя;

выкрутите свечи с помощью ключа;

вкрутите в один из свечных колодцев наконечник компрессометра.

Перед тем, как приступить к тестированию, из компрессометра нужно сбросить избыточное давление. Для этого существует обычный клапан. Причем пользоваться им нужно каждый раз перед проверкой каждого из цилиндров.

Как восстановить компрессию

Если компрессия низкая, чаще всего причина кроется в потере герметичности, и в такой ситуации важно определить, где произошла утечка. Для этого в цилиндр, на который пали подозрения, вливают около 50 мл. масла и повторно проводят измерения. Если данные остались прежними, значит, воздух выходит выше, возможно, в камере сгорания. Если же результат иной, причина неисправности кроется в залегших поршневых кольцах.

При заметных различиях между имеющейся величиной и той, которая является нормой для конкретного мотора, не обойтись без капитального ремонта. При небольшой разнице компрессию повышают специальными присадками. Если они помогли – отлично, если нет, придется доверить автомобиль опытным мотористам.

Примечательно, что многое зависит от того, упало ли давление в одном или во всех цилиндрах сразу. В первом случае можно обойтись без ремонта, а всего лишь очистить от налета камеру сгорания. Когда компрессия у пала во всех цилиндрах, машине прямая дорога на СТО.

Каким должен быть уровень компрессии

Существует множество двигателей со своими характеристиками. И нельзя сказать точно, сколько должна быть компрессия в двигателе, универсальной цифры нет – она индивидуальна для каждого силового агрегата.

Значение компрессии рассчитывается по принципу: степень сжатия*умножающий коэффициент (т.н. число Х).

Степень сжатия и упомянутый коэффициент зависят от индивидуальных характеристик мотора.

Важно: уровень компрессии в любых дизельных двигателях гораздо выше, чем в их бензиновых собратьях, поскольку топливо воспламеняется за счет его добавления к нагретому высоким давлением воздуху. Но даже здесь нельзя сказать, какой должна быть компрессия в дизельном двигателе, данный параметр также индивидуален.

На номинальное значение компрессионного числа влияет сорт топлива, для которого проектировался двигатель: бензины с различным и октановыми числами детонируют в разных рабочих условиях. Поэтому если, например, ДВС, рассчитанный на 80-й бензин, со стандартным 92 или 95 может просто не завестись, и наоборот, ведь мотор не создает требуемых для нормального цикла воспламенения условий.

Разница компрессии в цилиндрах

Гораздо хуже положение с двигателем, когда наблюдается разная компрессия в цилиндрах. Вот это однозначно может означать, что двигатель придется перебирать весь, и одной заменой сальников, клапанов или уплотнительных колец не обойтись. Потому что откровенно низкая компрессия в одном цилиндре (если сравнивать показания с остальными) означает, что проблема, дефект находятся непосредственно на блоке или поршне. Может треснул, а может просто степень износа запредельная. Как бы то ни было, один поршень (особенно на уже побегавших солидно двигателях) менять не принято. Разница пропадет только если поменять всю поршневую группу.

Несколько популярных мифов

Миф первый: компрессия – то же, что и степень сжатия

Такое мнение распространено у начинающих автолюбителей и тех, кто мало осведомлен о принципах работы ДВС.

Следует понимать: компрессия – давление в цилиндре, а степень сжатия – комплексный параметр, основанный на характеристиках цилиндра. Уровень компрессии прямо зависит от степени сжатия – но не наоборот!

Помимо сжатия, на компрессию влияет множество факторов: давление в цилиндре в начала цикла сжатия, температура во время замера, регулировка газораспределения, наличие протечек. Последнее прямо зависит от состояния двигателя – степени износа цилиндров и поршневых колец.

Компрессия на графике:

Миф второй: поднятие компрессии = увеличение мощности двигателя

Это утверждение не является корректным.

Поднятие возможно двумя путями:

  • устранить протечки газов из цилиндра;
  • увеличить степень сжатия.

Например, можно изменить объем пространства сжатия – делается это шлифовкой нижней плоскости головки БЦ. Убрав пару миллиметров металла с посадочной плоскости ГБЦ, можно, теоретически, поднять компрессию с 9.9 до целых 11 единиц (пример для двигателя ВАЗ 2111). Должен вырасти и КПД мотора, как минимум до 4 процентов прироста.

На практике эффект окажется существенно ниже. При росте сжатия увеличится давление в камере, это вызывает детонацию, датчик детонации срабатывает и отправляет команду на сдвиг угла опережения зажигания назад. Поэтому прогнозируемого роста мощности не произойдет, а вот ресурс двигателя снизится: возрастает шанс прогара поршней и клапанов.

Второй вариант – максимально убрать протечки, заменив поршневые кольца. Компрессия при этом также вырастет, но прироста мощности также не произойдет по причине детонации и автоматического сдвига УОЗ.

Миф третий: отсутствие компрессии – повод для капитального ремонта

Автомеханики очень любят пугать несведущих клиентов фразой «нет компрессии», отправляя их на дорогой капремонт, поскольку двигатель якобы предельно изношен.

Какая компрессия двигателя нормальная

Ясно, что для различных моделей двигателя с различными характеристиками и в том числе степенью сжатия, нормальное значение компрессии будет разным. Нормальная компрессия на разных авто, может располагаться в границах от семи, до одиннадцати атмосфер. И это для двигателей бензиновых. У современных дизелей, компрессия значительно выше. Здесь рамки нормы от 25 до 32 атмосфер. Дело в том, что сама конструкция дизельных моторов и современных агрегатов особенно, предполагает высокое рабочее давление в их цилиндрах. Ведь солярка, как известно, воспламеняется не от искры, как бензин или газ, а от сжатия. Следовательно, отличная компрессия для мотора бензинового, для дизеля будет вообще никакой. И сравнивать их просто нет смысла.

Существуют специальные руководства, выпускаемые производителями автомобильной техники, в которых указываются допустимые значения компрессии для различных типов и моделей двигателей. Ну и конечно же, в документации к конкретной модели авто, как правило, указывается нормальная компрессия в двигателе. Вот на эти значения и следует ориентироваться. Для примера приведем таблицу с данными для некоторых популярных автомобилей.

АвтомобильКомпрессия в кг/см2
ВАЗ 211013
ВАЗ 210911
ВАЗ 2106-0711
VW Tiguan 1,4/2,012/12
VW Jetta (2010-2017) 1,4/1,612/12.5
VW Golf (2009-2017) 1,2/1,4/1,612/12/12.5
Toyota RAV4 (2006-2017) 2,0/2,2/2,512/18/12
Toyota Corolla 1,3/1,6/1,813. 5/12/12
Toyota Camry (2009-2017) 2,0/2,4/2,5/3,511.5/12/12/12,5
Opel Corsa 1,2/1,412.5/12.5
Opel Astra 1,4/1,611/13
Nissan Qashqai 1,6/2,012,5/12
Nissan Juke12.5
Mitsubishi Lancer (2007-2017) 1,5/1,6/1,812.5/12.5/12
Mitsubishi ASX (2010-2017) 1,6/1,8/2,013/12.5/12
Mazda 6 (2011-2017) 2,0/2,516/15
Mazda 3 (2010-2017) 1,5/1,6/2,016/12/16
Kia Sportage (2011-2017) 2,013
Kia Sportage (2004-2010) 2,012.5
Kia Rio (2011-2017)12.5-13
Kia Rio (2005-2011)12.75
Kia Cee’d 1,4/1,613
Hyundai Solaris (2011-2017) 1,4/1,613/13
Hyundai Elantra (2013-2017) 1,613
Honda Civic (2008-2017) 1,8/2,413/13
Ford Focus (2011-2014) 1,6/1,6 с турбонаддувом/2,013. 5/18/14
Daewoo Nexia 1,5/1,610.5/11
Daewoo Matiz 0,811
Daewoo Gentra 1,512.5
Chevrolet Lanos 1,512
Chevrolet Lacetti 1,6/1,812/12.5
Chevrolet Cruze 1.6/1.814/13
Chevrolet Aveo 1,613.5
Audi A4 (2011-2017) 1.8-2.0/3,012/12.5

Еще одним важным моментом, который касается компрессии автомобильного двигателя, является ее равномерность. То есть, если в трех цилиндрах компрессия равна восьми, а в четвертом – пяти, то мотор будет работать не ровно, машину будет подтрушивать и весьма чувствительно, возможно появление, так называемого масложора, когда двигатель начинает расходовать масло и ряд других неприятных явлений.

Компрессия в двигателе, какая должна быть

Люди, занимающиеся изучением устройства транспортных средств, оборудованных двигателем внутреннего сгорания, часто сталкиваются с понятиями и терминами, которые рядовому обывателю непонятны.

Работа силовой установки сопряжена с рядом физических процессов, а само устройство ДВС изобилует всевозможными обозначениями. Темой нашего сегодняшнего разговора станет понятие компрессии в двигателе. Поговорим о том, что это такое, а также есть ли разница в компрессии бензинового и дизельного моторов.

Компрессия и степень сжатия

Под понятием компрессии подразумевают показатель максимального давления внутри цилиндра, давления, создаваемого в верхней точке нахождения поршня (т.н. «мертвая точка»). Измеряется компрессия в следующих величинах:

  1.  В Паскалях (1 Ра = 1Н на кв.м).
  2.  В миллиметрах ртутного столбика.
  3.  В физических атмосферах, что соответствует показателю 360 мм.рт.ст.
  4.  В технических атмосферах, что соответствует 1 кгс./кв.см.
  5.  В барах.

Когда речь идет об автомеханике, то компрессия в ней измеряется обычно в атмосферах, реже – в микропаскалях (сокращенно – Мпа).

Чтобы детально разобраться с данным явлением, необходимо понимать устройство мотора, состоящего из клапана, блока цилиндров, поршней и поршневых колец, коленчатого вала и шатунов.  

Когда поршень поднимается на такте сжатия, клапаны находятся в закрытом положении. Топливная смесь возгорается, а давление в цилиндре находится на максимальной отметке. Цифра, отражающая показатель давления в этот момент времени, и есть компрессией.

Часты случаи, когда компрессию как понятие из физики путают со степенью сжатия, которая является математической величиной и отображает соотношение объема камеры сгорания и общего объема цилиндра. Ее, то есть степень сжатия, измеряют дробью, к примеру, 1:12 или 1:20 и пр. 

Как правило, компрессия и степень сжатия в ДВС одинаковы, но встречаются исключения, поэтому говорить о тождественности данных понятий нельзя. Существенно различаются показатели в турбированных и форсированных силовых установках. 

Значения компрессии в бензиновом и дизельном двигателях

Говоря о том, какая компрессия должна быть в двигателе, важно отметить, что это значение зависит от того, о каком именно моторе идет речь. Компрессия дизельного двигателя может варьироваться в пределах от 14 до 18 единиц, и это будет нормой, тогда как компрессия бензинового двигателя колеблется от 8 до 12.

А вот если говорить о степени сжатия, то на дизельных агрегатах она не может опускаться ниже 20:1, в случае с бензиновыми моторами нормой считается показатель в диапазоне 10:1 – 13:1. 

Влияние на компрессию оказывает множество факторов, в частности, герметичность соединения цилиндров и поршней, цилиндров и дроссельной заслонки, цилиндров и клапанов. Начинающих автолюбителей волнует вопрос о том, зачем выполнять проверку компрессии двигателя.

Ответ на него прост: это косвенный признак неисправности силовой установки, который может указывать на наличие серьезных проблем ее в работе. Если упустить момент, возможны серьезные последствия, вплоть до необходимости капитального ремонта ДВС. Измеряется компрессия специальными приборами – компрессометрами.

Причины падения компрессии

Если значения, полученные в результате проведения измерений, оказались ниже нормы, необходимо восстановить требуемое давление в цилиндрах. В противном случае проблема усугубиться, эксплуатация транспортного средства будет невозможной. 

Двигатель перестанет запускаться, его обороты во время работы начнут «прыгать», появятся посторонние шумы. Заметно снизится мощность силовой установки, возрастет расход топлива, повысится содержание в выхлопных газах вредных примесей. Кстати,  один из основных признаков низкой компрессии – это синий дым из выхлопной трубы, появляющийся в момент запуска двигателя. 

К наиболее распространенным причинам падения компрессии относят:

  •  Перегоревший поршень, клапан или прокладка на блоке цилиндра.
  •  Детали цилиндра заметно износились и требуют замены. 
  •  Разрушилось седло клапана. 

Первое, что надо сделать при обнаружении любого из описанных выше признаков – немедленно заехать на СТО, выполнить замеры и диагностику. Если предварительный «диагноз» подтвердился, необходимо заменить неисправные комплектующие и измерить компрессию повторно.  

Как измерить компрессию

Выше мы говорили о том, какая компрессия двигателя считается нормальной. Сейчас приведем несколько советов относительно самостоятельного выполнения соответствующих замеров. 

Напомним, что профессиональные мотористы измеряют данную величину с помощью специального прибора – компрессометра, который легко найти в свободной продаже. Итак, «вооружившись» упомянутым прибором, который фактически представляет собой обычный манометр с обратным клапаном, делаем следующее:

 проверяем заряд АКБ, ведь пока осуществляются замеры, мотор работает на аккумуляторе.
 Заблаговременно прогреваем двигатель, чтобы он достиг рабочей температуры (только так можно получить максимально точный результат).

Собственно процесс измерения состоит из таких этапов:

  •  Снятие проводов со всех свечей.
  •  Выкручивание свечи на каждом из цилиндров.
  •  Вытаскивание бензонасоса, если он электрический. (В случаях с обычным бензонасосом с него необходимо снять шланг, который подает топливо).
  •  Отключение электропровода с форсунок.

Можно начинать измерение. Лучше всего делать это с помощником, ведь один человек должен вращать двигатель, а второй – фиксировать результаты. Чтобы замеры были корректными, компрессометр необходимо подсоединить к тому цилиндру, который проверяется в конкретный момент времени.

Далее педаль акселератора нужно выжать до максимума – это обеспечит полное открытие дроссельной заслонки. Проворачивается ключ зажигания, начинает вращаться стартер. Действовать нужно до тех пор, пока фиксируемые прибором значения не перестанут расти, они и станут реальной компрессией мотора. 

По завершению измерений полученные показатели нужно сравнить с нормой (она указана в инструкции по эксплуатации транспортного средства). Если цифры одинаковы, либо они рознятся несущественно, причина неисправности кроется в чем-то другом.

Как восстановить компрессию

Если компрессия низкая, чаще всего причина кроется в потере герметичности, и в такой ситуации важно определить, где произошла утечка. Для этого в цилиндр, на который пали подозрения, вливают около 50 мл. масла и повторно проводят измерения. Если данные остались прежними, значит, воздух выходит выше, возможно, в камере сгорания. Если же результат иной, причина неисправности кроется в залегших поршневых кольцах. 

При заметных различиях между имеющейся величиной и той, которая является нормой для конкретного мотора, не обойтись без капитального ремонта. При небольшой разнице компрессию повышают специальными присадками. Если они помогли – отлично, если нет, придется доверить автомобиль опытным мотористам. 

Примечательно, что многое зависит от того, упало ли давление в одном или во всех цилиндрах сразу. В первом случае можно обойтись без ремонта, а всего лишь очистить от налета камеру сгорания. Когда компрессия у пала во всех цилиндрах, машине прямая дорога на СТО.

Заключение

Несмотря на то, что само понятие компрессии кажется сложным, на самом деле речь идет о давлении в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания.

За этим показателем нужно следить, периодически проводя соответствующие замеры. Выполнить измерения целесообразно и при малейших подозрениях на неисправность – это позволит своевременно обнаружить проблему и устранить ее с минимумом усилий.

Как восстановить заводскую компрессию двигателя без дорогого ремонта

Поиск запроса «компрессия в двигателе» по информационным материалам и форуму

Проверяем компрессию в цилиндрах двигателя

Если вдруг вы заметили, что мощность двигателя вашего автомобиля значительно снизилась или двигатель стал совсем плохо запускаться, значит, вам срочно необходимо произвести диагностику двигателя.

Каждому автомобилисту под силу проверить давление в цилиндрах мотора своими руками, т. е. провести проверку компрессии в цилиндрах.

Что такое компрессия двигателя и для чего она нужна

Компрессия двигателя – значение, которое определяет давление воздуха в цилиндрах мотора в конечной точке такта сжатия, во время вращения стартером коленчатого вала. С помощью проверки компрессии двигателя можно более-менее точно определить проблемы двигателя, не разбирая его. Причины снижения компрессии могут быть различными.
Это может быть из-за износа деталей поршневой группы, неисправности элементов ГРМ (газораспределительный механизм) и т.д., перечислять можно до бесконечности. При любом раскладе, снижение давления ухудшает характеристики двигателя  и экономичность.

Вряд ли вам что-то скажут цифры, полученные при измерении давления в цилиндре мотора. А, чтоб все стало более-менее понятно, необходимо ознакомиться с Руководством по измерению компрессии двигателя.

Компрессометр – прибор, служащий для проверки компрессии.  Он более эффективен для измерения компрессии в цилиндрах и подходит для любительского применения. Современные виды компрессометров выполнены, как раз для таких потребителей. В комплекте идут переходники (адаптеры), подходящие для различных моделей автомобилей. В автосервисах же для измерения компрессии применяют компрессографы  или мотортестеры, но мы их не будем обсуждать.
Внимание! В Руководстве к двигателю вашего автомобиля должны быть указаны стандартные значения компрессии.

В исправном бензиновом двигателе,  средняя величина компрессии должна составлять 9,5 – 10 атм. По цилиндрам разброс значений не должен быть больше 0,5 – 1 атм.

Как проводится проверка компрессии двигателя

Технологическая процедура проверки давления в цилиндрах аналогична для любого двигателя. Основным условием для проверки компрессии является полностью заряженный аккумулятор и исправный стартер, в этом необходимо быть уверенным на 100%.
— чтобы измерить компрессию, необходимо прогреть двигатель до рабочей температуры (80-90 градусов).  При такой температуре между подвижными элементами поршневой группы уменьшаются зазоры и вязкость моторного масла становится меньше;
— отключите подачу топлива в двигатель;
— если запустить двигатель не получается, значит, проверяем давление на холодном двигателе. Из-за изношенности элементов поршневой группы, либо «залегания» колец возможно снижение компрессии примерно в два раза;
— свечи зажигания выкручиваем и на полную открываем дроссель и воздушную заслонку. В принципе, проверку можно провести и при закрытом дросселе;
— в первом цилиндре в отверстие для свечи зажигания вставляем наконечник компрессометра (здесь и пригодятся знания о порядке нумерации цилиндров). Коленвал проворачиваем стартером до того, пока давление в цилиндре не перестанет расти;
— записываем показания аппарата, потом делаем сброс и повторяем процесс на остальных цилиндрах.

Какие неисправности можно выявить с помощью проверки компрессии двигателя

— если компрессия нарастает, значит, давление при первом такте низкое 3-4 атм, а потом начинает возрастать, допустим до 8 атм, это говорит о том, что возможно износились поршневые канавки, кольца, стенки цилиндра;
— если компрессия не увеличивается, значит, через повреждения деталей головки блока цилиндров (седла клапанов) выходит воздух;
— если параметры компрессии изменяются, при этом заслонка полностью открыта, значит, возможна деформация клапанов, закоксовывание колец, задиры на поверхности цилиндров, прогар поршня или клапанов и т. д.;
— если компрессия изменяется при закрытой заслонке, значит, вероятно, есть прогар прокладки ГБЦ, зависание клапанов, трещины в стенке камеры и т.д.

Выявить причины невысокой компрессии можно и «дедовскими» способами

Залейте в цилиндр с низкой компрессией моторное масло, примерно 25 куб. см и повторно проведите проверку давления. Если показания не изменились, значит, практически на 100%  можно утверждать, что прокладка ГБЦ повреждена или к седлам неплотно прилегают  клапана. Если компрессия, по сравнению  с первыми показателями, увеличилась, значит, скорее всего изношены поршневые кольца.
С помощью компрессора подайте в цилиндр сжатый воздух, при этом на шланг компрессора должен быть надет конический наконечник от компрессометра. Перед тем, как подать воздух в цилиндр, выставите поршень в DVN/ давление воздуха 2,5-3 кГ/см. Фиксируем стояночный (ручной) тормоз, а рычаг КПП переводим на высшую передачу, чтобы предотвратить прокрутку коленвала.
Если через карбюратор выходит воздух, значит, выпускной клапан неплотно прилегает. При поврежденной прокладке ГБЦ, через радиатор (около горловины вы можете увидеть пузырьки) или в соседний цилиндр выходит воздух.
В любом случае, если проверяя компрессию двигателя, показания прибора значительно отличаются от оговоренных производителем, значит необходимо провести более комплексную диагностику.
Но, в принципе, и так ясно, что необходим ремонт двигателя. А, уже разбирая головку блока цилиндров, можно более точно определить, что именно требует ремонта или замены на б/у двигатель. Компрессия выполнил свою задачу, указав, примерно, где необходимо искать неисправность мотора.
Удачи вам в проверке компрессии.

  • < Назад
  • Вперёд >

Audi 80 | Нормы компрессии двигателей

Двигатель                                           

Двигатель

Норма компрессии

1,4 л Zetec-SE                 

1,6 л Zetec-SE                 

1,8 л Zetec-E                   

2,0 л Zetec-E                   

1,8 л Endura-Turbodiesel

1,8 л Endura-DI-Turbodiesel

12-14 кПа

12-14 кПа

12-14 кПа

12-14 кПа

28-34 кПа

28-34 кПа

Предельно допустимое значение величины компрессии для бензиновых двигателей составляет 10 кПа, для дизельных двигателей — 24 кПа.

Если вы располагаете необходимым оборудованием, то можете измерять компрессию самостоятельно, однако для этого вам потребуется помощник, который будет проворачивать коленчатый вал стартером. Для начала выкрутите все свечи зажигания из головки блока и убедитесь, что клапана правильно выставлены. Во время проверки компрессии на бензиновом двигателе ваш помощник должен полностью нажать на педаль акселератора и сцепления. При проверке дизельного двигателя нажимать на педаль акселератора не надо.

Начинайте проверять с 1-го цилиндра и далее действуйте по порядку работы цилиндров. При проверке определяйте обороты коленчатого вала, после которых установится максимальное значение компрессии. Плавное нарастание давления в цилиндрах свидетельствует о хорошем состоянии цилиндропоршневой группы. По опыту, на двигателе в хорошем состоянии наивысшее значение давления отмечается после 6—8 прокруток коленчатого вала.

Перед тем как начинать замерять компрессию, убедитесь, что стартер находится в хорошем состоянии и аккумуляторная батарея полностью заряжена. Однако лучше эту работу доверить специалисту, по разнице величин компрессии в цилиндрах и характере шума он может выявить следующие неисправности:

— шум во впускном коллекторе — неплотное прилегание впускного клапана к седлу;

— шум из открытой маслоналивной горловины или измерителя уровня масла — изношенные стенки цилиндров или трещина головки блока;

— шум из выпускного коллектора — неплотные выпускные клапаны.

Если полученная в результате измерений величина компрессии меньше нормы, попробуйте добавить немного моторного масла в отверстия под свечи зажигания (отверстия под форсунки для дизеля) и повторите замер. Это позволит уменьшить зазор между поршнем и цилиндром. Если значение не изменится — давление в цилиндре в результате неплотного прилегания клапанов к седлам или повреждение прокладки головки. Если величина компрессии увеличилась, это указывает на износ поршневых колец или рабочих поверхностей цилиндров.

Измерение компрессии проводите в следующем порядке:

— прогрейте двигатель до рабочей температуры, в результате выбирутся зазоры между движущимися деталями;

— отсоедините зажигание (контактный разъем 15), снимите со свечей зажигания наконечники проводов и выверните все свечи зажигания;

— затормозите автомобиль стояночным тормозом, установите рычаг коробки передач в нейтральное положение. Ваш помощник должен нажать на педаль сцепления и педаль акселератора;

— вставьте резиновый конус измерителя компрессии в отверстие для свечи зажигания (для дизеля это отверстие для форсунок) 1-го цилиндра, при необходимости можете использовать переходник;

— далее ваш помощник прокручивает коленчатый вал от 6 до 8 оборотов, чтобы получить наибольшую величину компрессии;


Рис. 164. Резиновый конус прибора для компрессии должен закрывать отверстие под свечу зажигания


Рис. 165. Показатели прибора для измерения компрессии

— запишите полученный результат. Повторите измерения для остальных цилиндров (рис. 164 и 165).

Как работают двигатели с воспламенением от сжатия

Вскоре после объявления Mazda эксперты автомобильной промышленности начали размышлять о том, сможет ли массовый двигатель с воспламенением от сжатия «спасти» газовые двигатели. То есть, поскольку отрасль все больше движется к гибридным и электрическим технологиям, может ли этот газовый двигатель быть достаточно эффективным, чтобы быть жизнеспособным соперником?

Чен говорит, что Mazda руководствуется верой в то, что, «выжимая из двигателя внутреннего сгорания каждую каплю эффективности (в сочетании с электрификацией после того, как двигатель внутреннего сгорания будет усовершенствован), мы можем создать метод, позволяющий приводить автомобиль в в этом столетии, который может генерировать такие же или меньшие выбросы CO2, что и электромобили с чистым аккумулятором, работающие от электростанций, работающих на ископаемом топливе, различных форм.

Другими словами, Mazda считает, что при продолжении инноваций автомобиль с газовым двигателем может быть не менее эффективным, чем электромобиль, а возможно, даже больше. Давайте посмотрим, как этот прорыв в области воспламенения от сжатия

В 2007 году компания Motor Trend представила Saturn Aura, оснащенную двигателем с воспламенением от сжатия, что позволило снизить расход топлива на 15 % по сравнению с обычной Aura [источник: Маркус]. Когда-то GM планировала выпустить автомобиль с двигателем с воспламенением от сжатия в 2015 году, но бренд Saturn был закрыт всего через несколько лет, и GM постепенно переключила свое внимание на электрические и подключаемые гибридные автомобили, такие как Chevrolet Volt. .

Примерно в то же время Mercedes-Benz работал над системой воспламенения от сжатия под названием DiesOtto, и у Ford тоже был проект в разработке [источник: Estrada]. Однако ни один из этих двигателей не получил зеленый свет для производства, и опыт Hyundai может помочь объяснить, почему [источник: Маркус].

Если не считать Mazda, то Hyundai, вероятно, добился наибольшего прогресса, и его усилия впервые стали известны примерно в 2013 году [источник: Маркус]. Компания разработала свою версию двигателя с воспламенением от сжатия без свечей зажигания или свечей накаливания с целевой датой выпуска в 2023 году.

Несмотря на многообещающий прогресс, в 2016 году Hyundai сообщила, что компоненты двигателя просто недостаточно прочны, чтобы выдерживать сжатие, необходимое для работы процесса. Конечно, можно спроектировать более прочные компоненты двигателя, а именно блок, кривошип и подшипники; так работают дизельные двигатели. Это просто очень дорого, а более прочные компоненты увеличивают вес автомобиля и снижают его общую эффективность. Hyundai с самого начала планировала использовать турбокомпрессор для увеличения мощности и поддержания необходимой степени сжатия, но они обнаружили, что им также понадобится нагнетатель, что еще больше ударило по бюджету.И, наконец, Hyundai не удовлетворил уровень загрязнения, производимого этими силовыми агрегатами. В конце концов, проект оказался намного дороже и далеко не таким чистым и эффективным, как планировалось [источник: Маркус].

Разработка Mazda продолжается почти столько же, сколько и ее конкурентов.

«Skyactiv-X всегда был в планах еще до того, как было запущено первое поколение Skyactiv», — объясняет инженер Mazda Чен. «Первым шагом в этой дорожной карте стала технология Mazda Skyactiv, [которая] была представлена ​​в 2009 году. Ключевым улучшением в то время было применение нетрадиционно высокой степени сжатия двигателя для повышения общей эффективности двигателя, а также производительности трансмиссии. Это было достигнуто за счет синергетического сочетания существующих методов, примененных вместе для достижения того, что (до того) считалось невозможным для серийных двигателей». Mazda пришлось немного повозиться, чтобы заставить грядущий Skyactiv-X работать.В результате этой переделки Mazda добавила в смесь свечу зажигания, поэтому двигатель может переключаться между сжатием и искровым зажиганием в зависимости от того, что является наиболее эффективным в данный момент. Может показаться, что это противоречит основам технологии двигателей с высокой степенью сжатия, но Чен говорит, что это работает.

«Этот прорыв, который мы называем искровым воспламенением от сжатия (SPCCI), значительно расширил полезный диапазон работы и управления воспламенением от сжатия, а также предоставил решение для плавного перехода между CI [воспламенение от сжатия] и SI [искровое зажигание]. зажигание] режимы сгорания, используемые при высоких оборотах двигателя (в случае Skyactiv-X)», — говорит Чен.

Проще говоря, свеча зажигания — это волшебный ингредиент, который позволяет двигателю работать плавно и приспосабливаться к различным условиям, и он будет использоваться только в случае крайней необходимости. Двигатель Mazda спроектирован так, чтобы контролировать себя и регулировать свою работу в зависимости от таких факторов, как текущие условия окружающей среды, манера вождения автомобиля, а также предпочтения и настройки водителя [источник: Estrada].

После того, как Mazda пришла в голову эта идея, на разработку двигателя ушло еще два года, за это время было принято еще одно важное решение.Автомобили, оснащенные двигателями Skyactiv-X, будут оснащены нагнетателями для увеличения мощности, что улучшит динамику вождения и поможет убедить потенциальных покупателей рискнуть в этой новой технологии [источник: Estrada].

Последний большой вопрос — когда водители могут его увидеть? Представитель Mazda говорит, что компания пока не может раскрыть, какие автомобили будут первыми оснащены двигателем Skyactiv-X или когда они будут доступны. Мы также не знаем, будут ли автомобили с двигателями с воспламенением от сжатия стоить дороже, чем сопоставимые автомобили с двигателями с искровым зажиганием.Однако можно с уверенностью предположить, что, хотя Mazda будет первой на рынке с этой технологией, другие производители почти наверняка последуют за ней.

Дизельные двигатели по сравнению с бензиновыми двигателями или: Компрессионные двигатели по сравнению с искровыми двигателями

Дизельные двигатели по сравнению с бензиновыми двигателями, различия между ними многочисленны и значительны. Самая большая разница между дизельными и бензиновыми двигателями заключается в процессе воспламенения топлива. Внутри соответствующих цилиндров бензиновые и дизельные двигатели воспламеняют топливо совершенно по-разному.

Дизель — это двигатели с воспламенением от сжатия. Компрессионные двигатели воспламеняют топливо точно так же, как ударник воспламеняет порох. Компрессионные двигатели — двигатели, которые сжигают дизельное топливо и мазут — воспламеняют топливо, подвергая его воздействию чрезвычайно высоких температур, возникающих при сжатии газа. В случае двигателей с компрессионным двигателем воздух представляет собой сжатый газ, выделяющий тепло.

Бензиновые двигатели

, напротив, работают с искровым зажиганием. Бензиновые двигатели с искровым зажиганием воспламеняют топливо, подвергая его воздействию искры.Двигатель с искровым зажиганием воспламеняет топливо так же, как турист зажигает костер пламенем. Зажигание искрой сродни поджиганию спички. Проще говоря, искровые двигатели подвергают топливо воздействию пламени, чтобы воспламенить его. Компрессионные двигатели подвергают топливо воздействию тепла.

«Самое существенное отличие заключается в способе воспламенения топлива в камере сгорания. Либо двигатель предназначен для работы исключительно на природном газе, что требует от него, в отличие от дизеля, использования свечей зажигания для зажигания, либо он работает на двух видах топлива, сочетая природный газ с небольшим количеством дизельного топлива, которое сжимается в камеру сгорания до тех пор, пока она не воспламенится, процесс, известный как прямой впрыск под высоким давлением или HPDI.

Бензиновые и дизельные двигатели Дальние родственники

Из-за разницы в том, как искровые и компрессионные двигатели воспламеняют топливо, дизельные двигатели и бензиновые двигатели различаются на фундаментальном уровне. Бензиновый двигатель имеет больше общего с двигателем, работающим на природном газе или пропане, чем с дизельным двигателем с компрессионным двигателем.

Бензиновые и дизельные двигатели не только работают по-разному, но также существуют различия в отношении эффективности использования топлива и выбросов.Различия, наиболее важные для потребителей, заключаются в том, что дизельные двигатели более экономичны, чем бензиновые двигатели сопоставимого размера. Для всех, а не только для потребителей транспортных средств и водителей, важен тот факт, что дизельные двигатели меньше загрязняют окружающую среду и производят меньше токсичных выбросов, чем бензиновые двигатели. Как объясняет TheConversation.com: «Итак, хотя дизельное топливо содержит немного больше углерода (2,68 кг CO₂/литр), чем бензин (2,31 кг CO₂/литр), общие выбросы CO₂ дизельного автомобиля, как правило, ниже. При использовании это в среднем составляет около 200 г CO₂/км для бензина и 120 г CO₂/км для дизельного топлива.

Четырехтактные двигатели: искровой и компрессорный

Существует два основных типа двигателей внутреннего сгорания: искровые и компрессионные. Причем из двух типов подавляющее большинство — это четырехтактные двигатели. Несмотря на то, что существуют двухтактные двигатели, большинство из них имеют небольшие размеры и генерируют гораздо меньше энергии, чем четырехтактные. Двигатели внутреннего сгорания, используемые почти во всех легковых автомобилях, пикапах, грузовиках, полуприцепах и тяжелой технике, представляют собой четырехтактные двигатели.

Цикл четырехтактного двигателя

Как следует из названия, четырехтактный двигатель внутреннего сгорания имеет четыре стадии цикла.Первая стадия – такт впуска. Второй этап – этап сжатия. Третья стадия — это сгорание и рабочий ход. И, последний этап — такт выпуска.

«Четырехтактный двигатель — это двигатель внутреннего сгорания, в котором используются четыре отдельных хода поршня (впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск) для выполнения одного рабочего цикла. Поршень совершает два полных прохода в цилиндре за один рабочий цикл. Рабочий цикл требует двух оборотов (720°) коленчатого вала.Четырехтактный двигатель является наиболее распространенным типом малогабаритного двигателя. Четырехтактный двигатель выполняет пять тактов за один рабочий цикл, включая такты впуска, сжатия, воспламенения, мощности и такта выпуска».

1) Такт впуска искрового четырехтактного двигателя

Во время такта впуска поршень опускается на дно цилиндра. Когда поршень опускается, внутри цилиндра создается вакуум. В традиционных двигателях с искровым зажиганием вакуум всасывал топливно-воздушную смесь из карбюратора в цилиндр.С другой стороны, современные двигатели с искровым зажиганием впрыскивают топливно-воздушную смесь в цилиндры.

После достижения нижней мертвой точки — в этот момент цилиндр заполнен воздушно-топливной смесью — поршень начинает второй такт цикла из четырех частей, первый ход вверх. Первый ход вверх — такт сжатия.

Такт впуска четырехтактного двигателя, работающего от сжатия

В четырехтактном двигателе с воспламенением от сжатия, как и в двигателе с искровым зажиганием, поршень опускается и создает пустоту в цилиндре. Что касается действия поршней, двигатели сжатия и двигатели с искровым зажиганием одинаковы во время такта впуска. Однако, в отличие от двигателя с искровым зажиганием, во время такта впуска цилиндр заполняет только воздух.

В двигателе с компрессионным двигателем топливно-воздушная смесь не всасывается и не впрыскивается в цилиндр во время такта впуска. В двигателе сжатия добавление топлива происходит в конце первого такта сжатия.

2) Такт сжатия искрового четырехтактного двигателя

Вторым этапом как искровых, так и компрессорных двигателей является такт сжатия.Во время такта сжатия поршень толкается к верхней части цилиндра двигателя. Когда поршень движется к верхней части цилиндра, газ внутри цилиндра сжимается.

При сжатии газа — воздуха, паров воды, паров топлива и т. д. — выделяется тепло. Чем больше давление газа, тем больше тепла выделяется при сжатии. Но в искровом двигателе тепло, выделяемое при сжатии газа, не воспламеняет топливо. Вместо этого, как раз перед тем, как поршень достигает верхней мертвой точки, свеча зажигания искрит.

Такт сжатия двигателя, работающего от сжатия

В дизельном двигателе или двигателе, работающем на жидком топливе, такт сжатия воспламеняет топливо. Когда поршень поднимается, воздух внутри цилиндра нагревается в результате сжатия. Как только тепла становится достаточно для воспламенения топлива, форсунки впрыскивают топливо в верхнюю часть головки цилиндров, и оно начинает гореть. Как и в искровом двигателе, расширение топлива при его сгорании внутри цилиндра толкает поршень вниз.

3) Такт сгорания, также известный как Рабочий ход искрового четырехтактного двигателя

При воспламенении двигателя внутреннего сгорания, вопреки распространенному заблуждению, топливо внутри цилиндров не взрывается. Топливо внутри цилиндров двигателя внутреннего сгорания сгорает, хотя и чрезвычайно быстро. И в идеале топливо сгорает равномерно. В такте сгорания двигателя внутреннего сгорания топливо воспламеняется в заранее определенном месте.

В искровом двигателе искра воспламеняет топливо, пламя распространяется, и топливо расширяется при воспламенении.Расширение горящего топлива толкает поршень вниз, и цилиндр наполняется по мере сгорания топлива.

Рабочий ход четырехтактного двигателя, работающего от сжатия

В двигателе с воспламенением от сжатия тепло, выделяемое при сжатии воздуха в цилиндре, нагревает внутреннюю часть цилиндра. «Такт сжатия начинается, когда поршень движется вверх по цилиндру, сжимая захваченный воздух. Давление повышается от 32 бар до 50 бар, а температура достигает 600 градусов по Цельсию.[Впрыск дизельного топлива или мазута] начинается где-то вблизи ВМТ такта сжатия, топливо распыляется в горячий воздух, воспламеняется и сгорает контролируемым образом за счет теплоты сжатия, что приводит к рабочему такту»

Как и в искровом двигателе, сгорание топлива в двигателе с компрессионным двигателем приводит поршень вниз. И цилиндр наполняется выхлопными газами.

4) Такт выпуска четырехтактных двигателей с искровым и компрессионным двигателем

Такт выпуска в двигателях с искровым и компрессионным двигателем одинаков.Как только поршень достигает нижней мертвой точки и цилиндр заполняется выхлопными газами, поршень поднимается обратно вверх, вытесняя выбросы из выпускного коллектора.

После завершения такта выпуска четырехтактный цикл завершается, и процесс начинается снова.

Почему двигатели сжатия не могут работать на бензине

Бензин не подходит для питания двигателя с компрессионным двигателем. «Автомобильные инженеры потратили десятилетия, пытаясь построить [бензиновый компрессионный] двигатель, потому что дизель обеспечивает лучшую экономию топлива, чем бензиновые двигатели», — объясняет Wired.ком. Бензин не имеет ни достаточной плотности энергии, ни достаточного сопротивления сжатию для работы двигателя с компрессией.

Проблема с тем фактом, что бензин не может питать компрессионный двигатель, заключается в том, что существует прямая зависимость между степенью сжатия и эффективностью использования топлива: «Автомобильные инженеры могут улучшить эффективность использования топлива и экономию топлива, разрабатывая двигатели с высокой степенью сжатия. Чем выше коэффициент, тем сильнее сжат воздух в цилиндре. При сжатии воздуха получается более мощный взрыв топливовоздушной смеси, и расходуется больше топлива.

По сравнению с дизельным топливом бензин является легким высоколетучим топливом. Максимальная степень сжатия бензина, которую может поддерживать до самовоспламенения, составляет от 8:1 до 10:1. Дизельные двигатели с компрессией имеют степень сжатия от 18:1 до 25:1. Во многих случаях степень сжатия даже выше.

Важность сопротивления сжатию для топливной экономичности

По той же причине бензин не может питать компрессионный двигатель, бензиновые двигатели менее экономичны, чем дизельные двигатели.Причиной является сопротивление сжатию. Сопротивление сжатию является одним из двух наиболее важных факторов эффективности использования топлива. Другое дело плотность энергии топлива.

Диапазон степени сжатия двигателя определяет его тепловой КПД. Тепловой КПД — это количество энергии, поступающей в двигатель, по сравнению с количеством этой энергии, которое двигатель преобразует в механическую работу. Это расход энергии против выхода энергии.

Увеличение степени сжатия двигателя увеличивает его тепловой КПД.Причина в том, что чем выше степень сжатия, тем больше тепла выделяется при сжатии газа. В случае двигателей внутреннего сгорания сжатый газ представляет собой воздух или воздушно-топливную смесь.

Дизель имеет потенциал для большей экономии топлива

Самым ограничивающим фактором в отношении экономии бензинового топлива является сам бензин. Так как бензин не особенно богат энергией, а бензин имеет низкое сопротивление сжатию, технологии мало что могут сделать для повышения эффективности использования топлива бензиновыми автомобилями.Дизель, с другой стороны, ограничен технологиями. Технология дизельных двигателей до сих пор не использует в полной мере высокий энергетический потенциал дизеля. Дизельные двигатели также не в полной мере используют тот факт, что дизель имеет очень высокое сопротивление сжатию.

И есть еще третье качество дизельного топлива, которое современным технологиям еще предстоит решить, а именно потенциал насыщения кислородом. На сегодняшний день самая большая проблема с дизельным топливом заключается в том, что дизель настолько плотный и энергоемкий, что его трудно насыщать кислородом. Сгорание топлива – это окисление углеводородов.Углеводороды не будут окисляться, если они не насыщены кислородом. А плотность дизельного топлива затрудняет его насыщение кислородом.

Существуют средства повышения оксигенации дизельного топлива и повышения эффективности использования топлива. Rentar Fuel Catalyst — это топливный катализатор для вторичного рынка, предназначенный для предварительного сгорания, который увеличивает потенциал оксигенации дизельного топлива.

Топливный катализатор Rentar

Из-за длины и размера углеводородов в дизельном топливе они связываются вместе в кластеры.Почему молекулы углеводородов собираются вместе, молекулы внутри кластеров не подвергаются воздействию кислорода. В результате углеводороды в середине топливного кластера либо остаются несгоревшими, либо частично сгорают.

Углеводородные кластеры являются результатом положительных и отрицательных зарядов, присущих молекулам. «Большинство видов топлива для двигателя внутреннего сгорания жидкие, топливо не сгорает, пока не испарится и не смешается с воздухом. Большая часть выбросов автотранспорта состоит из несгоревших углеводородов, угарного газа и оксидов азота.Как правило, топливо для двигателя внутреннего сгорания представляет собой соединение молекул. Каждая молекула состоит из нескольких атомов, состоящих из нескольких ядер и электронов, которые вращаются вокруг своего ядра. Магнитные движения уже существуют в их молекулах, и поэтому они уже имеют положительные и отрицательные электрические заряды».

Топливный катализатор Rentar нейтрализует молекулярные заряды, которые сближают молекулы углеводородов. Как только заряды, объединяющие углеводороды, нейтрализуются, молекулы углеводородов расходятся.Разделенные молекулы углеводородов имеют открытую площадь поверхности, необходимую для оксигенации.

Полевые и лабораторные испытания доказали, что Rentar снижает расход топлива на 3-8 процентов. Экономия топлива для внедорожников еще больше. А Rentar Fuel Catalyst снижает выбросы от 15 до 55 процентов, в зависимости от типа выбросов.

Как газовый двигатель Mazda с воспламенением от сжатия работает как дизель и не взрывается

Вчера на Токийском автосалоне Mazda представила новую информацию о долгожданном двигателе Skyactiv-X с воспламенением от сжатия.Это все немного сложно, если вы не инженер, но Mazda сняла короткое видео, объясняющее, как именно работает этот революционный двигатель.

По сути, этот газовый двигатель может работать как дизель, используя воспламенение от сжатия для сжигания топлива. Mazda называет это воспламенением от сжатия с искровым управлением (поскольку свеча зажигания по-прежнему используется для инициирования сгорания), и это первый двигатель, который может плавно переключаться между воспламенением от сжатия и искровым зажиганием в зависимости от нагрузки.

В этом двигателе также используется новая раздельная система впрыска топлива и датчик давления в цилиндре для обеспечения стабильного сгорания и контроля нагрева.Вот как это объясняет Mazda:

SKYACTIV-X управляет распределением воздушно-топливной смеси, чтобы обеспечить обедненную смесь с помощью механизма SPCCI. Сначала по камере сгорания распределяется бедная топливовоздушная смесь для воспламенения от сжатия. Затем используется прецизионный впрыск топлива и завихрение для создания вокруг свечи зажигания зоны более богатой воздушно-топливной смеси — достаточно богатой, чтобы воспламеняться от искры и минимизировать образование закиси азота. Используя эти методы, SPCCI обеспечивает стабильное горение.

Вы можете прочитать гораздо больше подробностей об этой технологии на веб-сайте Mazda, но мы держим пари, что вы просто хотите узнать результаты. По сути, 2,0-литровый двигатель Skyactiv-X обеспечивает до 30 процентов больше крутящего момента, более острую реакцию дроссельной заслонки и 20-процентное улучшение экономии топлива по сравнению с нынешним 2,0-литровым бензиновым двигателем Mazda. И Mazda говорит, что на низких скоростях Skyactiv-X может получить еще больший расход топлива благодаря своей способности работать на сверхбедной топливной смеси.

Skyactiv-X сочетает в себе лучшее из двух миров: экономичность дизельного топлива, выбросы бензина и управляемость.Он поступит в производство в Mazda 3 2020 года, дизайн которой был представлен в новом концепте Kai, дебютировавшем в Токио.

Если все получится, эта технология может помочь двигателям внутреннего сгорания оставаться актуальными даже в условиях все более строгих норм выбросов и экономии.

Этот контент импортирован с YouTube. Вы можете найти тот же контент в другом формате или найти дополнительную информацию на их веб-сайте.

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты.Вы можете найти дополнительную информацию об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

Mazda выведет на рынок первый бензиновый двигатель с воспламенением от сжатия

Автомобили с дизельным двигателем, которые больше не популярны в Европе, определенно стали изгоем в США. Американцы никогда не относились к ним с симпатией, и схема VW по обману миллионов клиентов и загрязнению планеты не помогла. Но дизели обеспечивают лучшую экономию топлива, чем бензиновые двигатели, даже если они выбрасывают больше вредных веществ.Таким образом, идеальный двигатель внутреннего сгорания должен сочетать эффективность дизеля с (относительно) более низкими выбросами бензинового двигателя.

Автомобильные инженеры десятилетиями пытались создать именно такой двигатель. Mazda только что объявила, что наконец сделала это.

Японский автопроизводитель заявляет, что Skyactiv-X станет первым в мире коммерчески доступным бензиновым двигателем с воспламенением от сжатия. Я объясню технологию через мгновение, но главный вывод заключается в том, что Mazda утверждает, что двигатель на 20-30 процентов эффективнее, чем ее нынешние бензиновые двигатели, и, по крайней мере, так же эффективен, если не больше, чем ее дизельные двигатели.

Этот Skyactiv-X является частью плана Mazda с дурацким названием «Устойчивый Zoom-Zoom 2030», который включает переход к электромобилям, начиная с 2019 года. Но Mazda знает, что электромобили не будут доминировать на рынке в ближайшее время, и этот инженерный прорыв предполагает, что автомобильная промышленность еще не закончила улучшать внутреннее сгорание.

Новый вид стрелы

Во-первых, вводный курс для тех из вас, кто не является автолюбителем. Двигатели внутреннего сгорания, независимо от того, работают ли они на бензине или дизельном топливе, генерируют энергию за счет сжатия воздуха в цилиндре, добавления топлива и детонации смеси.Это создает небольшой взрыв, который толкает поршень вниз, вращая коленчатый вал и, через трансмиссию, колеса. Бензиновые двигатели используют свечу зажигания для создания взрыва. Дизельные двигатели сжимают этот воздух в гораздо большей степени, делая воздух внутри цилиндра достаточно горячим, чтобы взорвать топливо без искры. Эта более высокая степень сжатия означает более высокую эффективность двигателя или большее расстояние от топлива. Преимущество: дизель.

В газовых двигателях топливо впрыскивается раньше, а воздух остается более холодным за счет более низкой степени сжатия. Это означает, что все смешивается лучше, что приводит к более чистому горению, при котором образуется меньше твердых частиц (в основном, сажи) и меньше оксида азота (который связан с астмой и другими респираторными проблемами). Преимущество: бензин.

Автопроизводители, ориентированные на эффективность, постоянно стремятся повысить степень сжатия в газовых двигателях, но их ограничивает так называемое самовоспламенение (также известное как детонация), когда тепло вызывает детонацию топлива в неподходящее время. Но инженеры также работали над внедрением автоматического зажигания, которое позволило бы им запускать двигатель с еще более высокой степенью сжатия и получить такое повышение эффективности.

Такой двигатель хорош в теории и обычно работает в лаборатории. General Motors, Honda и Hyundai даже продемонстрировали вариации на эту тему в прототипах за последнее десятилетие. И автомобили Формулы-1 используют эту технологию.

Но компрессионное воспламенение трудно контролировать вне лаборатории или беззатратной арены гонок F1. Эти взрывы происходят всякий раз, когда смесь топлива и воздуха достигает заданной температуры, поэтому инженеры жертвуют контролем свечей зажигания с точностью до миллисекунды.Двигатели грубые в холодном состоянии, непредсказуемые при сильном нажатии и слишком часто шумные и дребезжащие. Не совсем готовый к рынку.

Mazda не предоставила полных сведений о том, как она решила эту головоломку, но компьютеры могут помочь. Сложная система может контролировать температуру и давление в каждом цилиндре, изменяя турбонаддув или фазы газораспределения. Он может смешивать выхлопные газы, чтобы изменить смесь топлива и воздуха, и рассчитать необходимое количество газа для впрыскивания.

Кроме того, Mazda не полностью отказалась от современных технологий.Skyactiv-X использует то, что Mazda называет «воспламенением от сжатия с искровым управлением», что означает, что двигатель имеет свечи зажигания и использует их при необходимости, например, когда двигатель холодный. Он обещает плавное переключение между искровым и безискровым режимами вождения. Насколько хорошо это работает, еще предстоит увидеть, но вы сможете судить сами, когда первые автомобили с новым двигателем поступят в продажу в 2019 году. под высокую степень сжатия дизельный двигатель https://doi.org/10.1016/j.treng.2021.100066Получить права и содержание

Основные моменты

Система с высокой степенью сжатия 22:1 использовалась для испытания сгорания бензина с воспламенением от сжатия (GCI).

Модель CFD была подтверждена данными испытаний одноцилиндрового двигателя.

Было проведено сравнение различных уникальных систем сжигания при эксплуатации ИГС.

GCI демонстрирует потенциал достижения эффективности, подобной дизельному топливу, с более низким уровнем выбросов.

Abstract

В этой статье исследовано сгорание бензина с воспламенением от сжатия (GCI) в системе с высокой степенью сжатия (CR = 22:1), которая была разработана для платформы высокоэффективного дизельного двигателя большой мощности. Эксперимент включает в себя испытания одноцилиндрового двигателя (SCE) двух систем сгорания с совершенно разными конструкциями поршней: волновой и ступенчатой. Проверенное моделирование гидродинамики (CFD) дает представление о явлении в цилиндре при сгорании GCI.В то время как ранние характеристики распыления / пламени и воспламенения определялись в основном конфигурацией сопла в каждой системе сгорания, взаимодействие пламя-стенка и пламя-пламя во время процесса сгорания в конце цикла сильно зависело от функции поршня, направляющего поток вдоль стенки. Волновой поршень уникален рециркуляционным потоком, также известным как радиальная зона смешения (RMZ). RMZ возникает в результате взаимодействий соседних пламен в потоке цилиндра, которые играют решающую роль в усилении окисления сажи в конце цикла.

Между тем поршень со ступенчатой ​​кромкой разделяет струю пламени (во время удара) вверх и вниз на головку и чашу соответственно.В целом, поршень со ступенчатой ​​кромкой показал меньшие потери тепла из-за меньшего проникновения брызг. Напротив, волновой поршень продемонстрировал превосходное перемешивание в конце цикла, что позволило снизить выбросы сажи. Обе системы продемонстрировали сходную указанную тепловую эффективность (ИТЭ). Сравнение дизельного топлива и GCI показывает, что GCI может достигать эффективности, аналогичной дизельному топливу, при сохранении низкого уровня выбросов сажи. Тем не менее, при сгорании GCI остается проблема с более высокими выбросами окиси углерода (CO) и несгоревших углеводородов (UHC), чем при сгорании дизельного топлива.

Ключевые слова

Высокая эффективность

Низкий уровень выбросов

Воспламенение от сжатия бензина

Высокая степень сжатия

Сгорание

Рекомендованные статьиСсылки на статьи (0)

Автор © 2021 The s. Опубликовано Elsevier Ltd.

Рекомендуемые статьи

Ссылки на статьи

Двигатели с воспламенением от сжатия — большой прорыв — мы должны попробовать один

  • arstechnica.net/wp-content/uploads/2018/01/Mazda-tech-forum-33-150×150.jpg» data-src=»https://cdn.arstechnica.net/wp-content/uploads/2018/01/Mazda-tech-forum-33.jpg» data-responsive=»https://cdn.arstechnica.net/wp-content/uploads/2018/01/Mazda-tech-forum-33-980×653.jpg 1080, https://cdn.arstechnica.net/wp-content/uploads/2018/01/Mazda-tech-forum-33-1440×960.jpg 2560″ data-sub-html=»#caption-1249465″>

    Это похоже на Mazda 3, но на самом деле это прототип новой архитектуры шасси Skyactiv и нового двигателя Skyactiv-X за миллион долларов.

    Мазда

  • jpg» data-responsive=»https://cdn.arstechnica.net/wp-content/uploads/2018/01/Mazda-tech-forum-36-980×654.jpg 1080, https://cdn.arstechnica.net/wp-content/uploads/2018/01/Mazda-tech-forum-36-1440×960.jpg 2560″ data-sub-html=»#caption-1249463″>

    Инженер Mazda Джей Чен объясняет, как работает искровое зажигание от сжатия и почему это такой прорыв.

    Джонатан Гитлин

  • jpg 2560″ data-sub-html=»#caption-1249461″>

    Двигатель Skyactiv-X.

    Джонатан Гитлин

  • Skyactiv-X с другого ракурса.

    Джонатан Гитлин

  • arstechnica.net/wp-content/uploads/2018/01/Mazda-tech-forum-39-150×150.jpg» data-src=»https://cdn.arstechnica.net/wp-content/uploads/2018/01/Mazda-tech-forum-39.jpg» data-responsive=»https://cdn.arstechnica.net/wp-content/uploads/2018/01/Mazda-tech-forum-39-980×653.jpg 1080, https://cdn.arstechnica.net/wp-content/uploads/2018/01/Mazda-tech-forum-39-1440×960.jpg 2560″ data-sub-html=»#caption-1249457″>

    И еще один на удачу.

    Джонатан Гитлин

ИРВИН, Калифорния.— Несмотря на слухи об обратном, двигатель внутреннего сгорания далеко не умер. Недавно мы стали свидетелями нескольких технологических достижений, которые значительно повысят эффективность бензиновых двигателей. Одним из них, о котором впервые сообщили еще в августе 2017 года, является прорыв Mazda в области воспламенения от сжатия. Во вторник Mazda пригласила нас в свой научно-исследовательский центр в Калифорнии, чтобы узнать больше об этом умном новом двигателе Skyactiv-X, но, что более важно, нам действительно удалось покататься на нем по дороге.

Что же такого особенного в этом двигателе?

Mazda

Идея, лежащая в основе Skyactiv-X, заключается в том, чтобы двигатель мог работать на максимально обедненной топливно-воздушной смеси (известной как λ).Поскольку очень бедное сгорание холоднее, чем стехиометрическая реакция (где λ = 1 и воздуха ровно столько, чтобы полностью сжечь каждую молекулу топлива, но не более), меньше энергии теряется в виде тепла. Более того, выхлопные газы содержат меньше неприятных оксидов азота, а неиспользованный воздух начинает работать. Он поглощает тепло сгорания, а затем расширяется и давит на поршень. В результате двигатель стал чище, эффективнее и мощнее. А Skyactiv-X использует очень обедненную смесь : λ до 2.5.

Звучит как святой Грааль для автомобилей, поэтому вам может быть интересно, почему все не делают этого. Как это часто бывает, реальный мир не так прост. Проблема с очень бедными воздушно-топливными смесями заключается в том, что их сгорание не особенно стабильно; поскольку молекулы топлива гораздо менее сконцентрированы, процесс горения может легко затухнуть. Таким образом, решение состоит в том, чтобы сжать вещи в гораздо большей степени, чем обычно. И если вы достаточно сожмете топливо и воздух, произойдет замечательная вещь: они загорятся без искры.

Реклама Это известно как воспламенение от сжатия гомогенного заряда, или HCCI, идея, которую Кайл Нимейер подробно рассказал нам еще в 2012 году. HCCI также имеет некоторые другие преимущества. Помимо более холодного сжигания и меньшего количества загрязняющих веществ, сгорание происходит быстрее, с более высоким пиковым давлением, поэтому вы получаете больше работы при той же энергии. Все это звучит довольно замечательно, поэтому вы, вероятно, спрашиваете себя, почему каждый бензиновый двигатель на дороге не использует только HCCI.

К сожалению, это была одна из тех идей, которые работали в лаборатории, но так и не смогли быть реализованы в серийном движке. Самая большая проблема всегда заключалась в том, чтобы точно контролировать, когда во время цикла двигателя происходило воспламенение от сжатия, то, что вы хотите как можно ближе к верхней мертвой точке.

HCCI, но со свечой зажигания?

Прорыв Mazda заключался в понимании того, что свеча зажигания все еще может играть роль. Двигатель Skyactiv-X был спроектирован так, чтобы иметь очень высокую степень сжатия — фактически 16: 1 — и использовать очень обедненное соотношение воздух:топливо, но оба они чуть ниже порога, необходимого для возникновения HCCI.Вместо этого двигатель Mazda использует искру, чтобы начать вечеринку; полученный огненный шар затем добавляет больше тепла и давления в камеру сгорания, и вуаля! Сработало воспламенение от сжатия. Mazda называет это искровым зажиганием от сжатия или SPCCI.

  • arstechnica.net/wp-content/uploads/2018/01/FINAL-Tech-Forum-2018-Presentation-PDF-version-dragged-1-150×150.png» data-src=»https://cdn.arstechnica.net/wp-content/uploads/2018/01/FINAL-Tech-Forum-2018-Presentation-PDF-version-dragged-1.png» data-responsive=»https://cdn.arstechnica.net/wp-content/uploads/2018/01/FINAL-Tech-Forum-2018-Presentation-PDF-version-dragged-1-980×551.png 1080, https://cdn.arstechnica.net/wp-content/uploads/2018/01/FINAL-Tech-Forum-2018-Presentation-PDF-version-dragged-1-1440×810.png 2560″ data-sub-html=»#caption-1249423″>

    Мазда

  • png» data-responsive=»https://cdn.arstechnica.net/wp-content/uploads/2018/01/FINAL-Tech-Forum-2018-Presentation-PDF-version-dragged-2-980×551.png 1080, https://cdn.arstechnica.net/wp-content/uploads/2018/01/FINAL-Tech-Forum-2018-Presentation-PDF-version-dragged-2-1440×810.png 2560″ data-sub-html=»#caption-1249425″>

    Мазда

  • net/wp-content/uploads/2018/01/FINAL-Tech-Forum-2018-Presentation-PDF-version-dragged-3-1440×810.png 2560″ data-sub-html=»#caption-1249427″>

    Мазда

  • Мазда

  • arstechnica.net/wp-content/uploads/2018/01/FINAL-Tech-Forum-2018-Presentation-PDF-version-dragged-5-150×150.png» data-src=»https://cdn.arstechnica.net/wp-content/uploads/2018/01/FINAL-Tech-Forum-2018-Presentation-PDF-version-dragged-5.png» data-responsive=»https://cdn.arstechnica.net/wp-content/uploads/2018/01/FINAL-Tech-Forum-2018-Presentation-PDF-version-dragged-5-980×551.png 1080, https://cdn.arstechnica.net/wp-content/uploads/2018/01/FINAL-Tech-Forum-2018-Presentation-PDF-version-dragged-5-1440×810.png 2560″ data-sub-html=»#caption-1249431″>

    Мазда

  • png» data-responsive=»https://cdn.arstechnica.net/wp-content/uploads/2018/01/FINAL-Tech-Forum-2018-Presentation-PDF-version-dragged-6-980×551.png 1080, https://cdn.arstechnica.net/wp-content/uploads/2018/01/FINAL-Tech-Forum-2018-Presentation-PDF-version-dragged-6-1440×810.png 2560″ data-sub-html=»#caption-1249433″>

    Мазда

  • net/wp-content/uploads/2018/01/FINAL-Tech-Forum-2018-Presentation-PDF-version-dragged-7-1440×810.png 2560″ data-sub-html=»#caption-1249439″>

    Мазда

  • Мазда

  • arstechnica.net/wp-content/uploads/2018/01/FINAL-Tech-Forum-2018-Presentation-PDF-version-dragged-9-150×150.png» data-src=»https://cdn.arstechnica.net/wp-content/uploads/2018/01/FINAL-Tech-Forum-2018-Presentation-PDF-version-dragged-9.png» data-responsive=»https://cdn.arstechnica.net/wp-content/uploads/2018/01/FINAL-Tech-Forum-2018-Presentation-PDF-version-dragged-9-980×551.png 1080, https://cdn.arstechnica.net/wp-content/uploads/2018/01/FINAL-Tech-Forum-2018-Presentation-PDF-version-dragged-9-1440×810.png 2560″ data-sub-html=»#caption-1249437″>

    Мазда

  • Мазда

  • Мазда

  • Мазда

  • Мазда

Очевидно, не обошлось без проблем.Воздушно-топливная смесь должна быть немного богаче возле искры, чтобы она воспламенилась, чем вы хотите, чтобы она была в остальной части цилиндра. Это должны быть отдельные области, чтобы избежать падения λ до 2 или ниже (что не приведет к воспламенению от сжатия). Это достигается путем закручивания воздуха внутри цилиндра и создания вихревого эффекта, при котором спокойный центр имеет достаточно низкую λ, чтобы воспламениться от искры, окруженный областью с высокой λ, которая затем подвергается воспламенению от сжатия.

Реклама Следующей задачей Mazda

было предотвращение преждевременного зажигания или детонации.Более высокая степень сжатия увеличивает вероятность детонации, поэтому для двигателей с более высокой степенью сжатия обычно требуется более дорогое топливо с более высоким октановым числом, устойчивое к детонации. Теперь, технически, воспламенение от сжатия — это детонация , но если это происходит до того, как вы этого хотите — в верхней мертвой точке — могут произойти плохие вещи, потому что событие сгорания будет оказывать давление вниз на поршень, когда он движется вверх на такте сжатия. .

Решение здесь состояло в том, чтобы тратить меньше времени на нагрев топливно-воздушной смеси.Сначала происходит небольшой первоначальный впрыск топлива, затем основная часть топлива вводится в цилиндр как можно позже во время такта сжатия. Это делается с помощью форсунок с несколькими отверстиями для увеличения распыления и смешивания топлива и воздуха.

Если всего этого было недостаточно, есть дополнительная проблема отслеживания воспламенения от сжатия. В прошлом это была одна из самых сложных проблем для двигателей HCCI. В идеале вы хотите, чтобы сгорание каждый раз происходило в одной и той же точке цикла двигателя — примерно через четыре градуса после верхней мертвой точки.Но по мере изменения условий окружающей среды — холодный день в Денвере против жаркого в Хьюстоне — время, необходимое огненному шару для достижения достаточного давления, также меняется. Таким образом, двигатель должен иметь возможность изменять момент зажигания, чтобы поддерживать пиковое давление в нужном месте.

Skyactiv-X делает это, активно контролируя давление в каждом цилиндре, поэтому он знает кривую роста давления каждого события сгорания. Если он отклоняется, синхронизация зажигания корректируется для компенсации. Джей Чен, один из инженеров Mazda по силовым агрегатам, объяснил, что это было то, о чем компания думала некоторое время, но это стало возможным только недавно, когда процессоры управления двигателем достаточно быстры, чтобы управлять событиями событие за событием.

Skyactiv-X имеет некоторые другие особенности, которые отличают его от нынешнего семейства двигателей Mazda Skyactiv-G. Он имеет топливную систему с непосредственным впрыском под более высоким давлением для обеспечения распыления, которая работает где-то между нынешней системой прямого впрыска бензина и дизельной системой прямого впрыска, хотя я не смог получить конкретное значение давления топлива. Есть датчики давления в цилиндрах, которые необходимы для подачи в цифровой мозг двигателя данных, необходимых для управления синхронизацией. Есть своего рода нагнетатель типа Рутса с низким наддувом — Mazda называет это подачей воздуха с высокой скоростью отклика, поскольку его задача не в том, чтобы добавлять мощность, и он действительно способствует только при высоких нагрузках.Есть также промежуточный охладитель воздух-вода, охладитель рециркуляции отработавших газов (EGR), который помогает предотвратить преждевременное сгорание, электрические приводы изменения фаз газораспределения (в которых используются шаговые двигатели) для более быстрой фазы газораспределения и, наконец, 48-вольтовый мягкий гибридный запуск. стоп система.

Деревенская наука:

Стандарты

А 1, 8а, 15
Б 3
Д 1, 3

Концепции

формы энергии
Площадь поверхности

Есть несколько довольно простых, но важных событий которые происходят в двигателе.Одним из них является сжатие топливно-воздушной смеси.

Почему необходимо сжатие

Для сжигания необходимы три вещи место:

  • Нагрев
  • Топливо
  • Воздух (особенно кислород)

Если любой из них будет уменьшен или удален, огонь замедлится или погаснет.

Пример

Представьте сильно горящий костер. Воздух течет свободно к пламени. Топлива (дрова) достаточно для сжигания. Жара от огня держится. Каждая деревяшка, пока горит, греет себя и дрова рядом.

Кто-то спотыкается у костра и пинает дрова, рассеивая его.Огонь начинает гаснуть. Почему?

Кислород еще есть. Доступное количество топлива достаточно, но топливо слишком далеко друг от друга для горящих кусков продолжать согревать друг друга. Каждая палка из дерева не нагревается своего соседа, как это было, когда они были близко друг к другу в центр. Если дрова снова подтолкнуть к центру, огонь возобновляет свое сильное пламя.

 

Сжатие

Сжатый

Примененный пример

Тот же принцип применяется в цилиндре.То воздух (кислород) и топливо (бензин) хорошо смешиваются в карбюраторе. Они входят в цилиндр, но частицы топлива и кислород находятся далеко друг от друга. Когда поршень поднимается в цилиндре, молекулы воздуха и частицы топлива сближаются. Когда одна или две капли воспламеняется от свечи зажигания, начинается цепная реакция.

Древесина closeДерево разбросано

Полное и быстрое сгорание.Когда газ сжимается, как и в цилиндре, при сильном столкновении молекул выделяется тепло. больше в тесном пространстве. Благодаря этому топливно-воздушная смесь приближается к точка горения еще до того, как искра воспламенит их.

Поршень Кольца

В каждом двигателе есть поршень, сжимающий топливо. и воздух. Каждый поршень имеет кольца, которые уплотняют боковые стороны поршня. поршень, препятствующий выходу газов.Некоторые поршни имеют два кольца, другие три. Поршневые кольца изготовлены из очень твердой стали, которая скользит вверх и вниз по стенкам цилиндра. При износе поршневых колец результат потери при сжатии, что приводит к большим потерям мощности. Кольца являются очень важной частью двигателя. Они же первые быть повреждены при неправильной смазке.

Смазка

В двухтактном двигателе, в котором бензин и масло смешаны, масло в газе обеспечивает смазку верхних стенок цилиндра.

В четырехтактном двигателе смазка стенок цилиндров это от масляного насоса и масло разбрызгивается при взбивании коленчатого вала в масляном поддоне.

В дизельном двигателе есть брызговик и масляный насос смазывание стенок цилиндров маслом в картере, но дизель топливо по своей природе является лучшей смазкой, чем бензин. Само топливо смазывает верхние стенки цилиндров.

В конце 60-х работал на шахте «Красный дьявол». Босс сказал мне заправить дизельный трактор. У него было два двигателя: бензиновый двигатель, который запустил большой дизельный двигатель. Он имел два топливных бака. По незнанию залил бензин в бак солярки и чуть не уволили. Как бы то ни было, моя ошибка была обнаружена довольно скоро, но Я загрязнил пятьдесят пять галлонов топлива, смешав бензин и дизельное топливо в том же баке.Бензин сгорел бы в дизельный двигатель, но разрушил бы его из-за трения о стенки цилиндра. На старом ржавом ковшовом тракторе не было этикеток. танки.

Сохранение тепла

Стенки цилиндра должны быть достаточно горячими, чтобы способствовать сгорание, но достаточно прохладные, чтобы они не плавились и не деформировались.Этот Вот почему так важна система охлаждения во всех двигателях.

Тепло

Теплота в материале представляет собой сумму всех кинетических энергии всех молекул. Когда мы говорим что-то «горячее» мы фактически говорим, что есть частые столкновения атомы и молекулы, когда они колеблются в материале.Когда мы говорим, что что-то «холодное», мы действительно говорим, что столкновения уменьшилось, и молекулы замедлились.

Когда мы увеличиваем давление газа, мы увеличиваем температура. Молекулы ближе друг к другу и чаще сталкиваются. Кинетическая энергия поршня преобразуется в тепловую энергию.

Бензиновые двигатели и свечи зажигания

Стандартное атмосферное давление равно 14.7 фунтов на квадратный дюйм1. Если степень сжатия 8:1, давление в цилиндре 8 х 14,7 или 117,6 фунтов на квадратный дюйм. При соотношении 10:1 давление в цилиндре составляет 10 x 14,7 фунтов на квадратный дюйм или 147 фунтов на квадратный дюйм. Под этим давлением температура значительно повышается.

Дизельные двигатели

Дизель двигатели не имеют свечей зажигания для воспламенения топлива.В цилиндре, давление настолько велико, что температура очень высока. Давление настолько велико (16:1 или 234 psi), что температура становится высокой достаточно для воспламенения топлива без свечи зажигания.

Заключение

Сжатие объединяет частицы топлива в двигатель, нагревая их, и давая им возможность сжечь больше быстро.Принцип сжатия прост для понимания, но стоит упомянуть, так как есть значительные потери мощности и неэффективность в результате снижения компрессии из-за плохих поршневых колец или головки течь прокладки.

Виды деятельности

  1. Возьмите старый поршень с кольцами.Сколько колец делает этот поршень есть? Сжать кольца. Вы видите, как они уплотнить поршень в цилиндре? Канавка в поршне плотно прилегает к кольцам? Есть ли пост в канавке, который поршневое кольцо не проворачивается в канавке? Почему вы думаете это так?
  2. Спросите у местных механиков, почему цилиндры хонингуют перед установка новых колец.Попросите их продемонстрировать, как получить поршень и кольца в цилиндре. Какую осторожность следует соблюдать?
  3. Подпилите старое поршневое кольцо. Он твердый или мягкий? Подпилите поршень. Он твердый или мягкий?
  4. Вытащите свечу зажигания из двигателя (как бензопила). Помещать пальцем над отверстием для свечи зажигания и потяните шнур стартера. Вы чувствуете компрессию? Если у вас есть компрессометр, проверить давление в цилиндре.Некоторые компрессометры дают давление, но не указывайте соотношение. Если цилиндр имеет 105,8 фунтов на квадратный дюйм, какая степень сжатия?
  5. Разведите костер из хороших сухих дров. Подтолкнуть палочки близко вместе. Разъедините их. Горит ли огонь быстрее, если дерево ближе?
  6. Нарисуйте поршень в цилиндре в нижней части хода и вершина штриха.Измерьте объем в каждой позиции. Какова степень сжатия? Теперь нарисуйте поршень в цилиндре который имеет высокую степень сжатия.
  7. Возьмите ручной насос и накачайте велосипедную шину. Горячо? Где тепло идет от?
  8. Если у вас есть простой тестер компрессии, проверьте компрессию на снегоходе, подвесном моторе, квадроцикле и бензопиле.какой разница между ними?
  9. Некоторые двигатели имеют прокладку головки блока цилиндров, а другие нет. Спросите местный человек, который занимается механикой, которую делают местные машины, и что не так. Как он может определить, повреждена ли прокладка ГБЦ? Где он чаще всего повреждается? Можно ли использовать любой прокладочный материал для прокладки ГБЦ? Почему?
  10. Поговорите с оператором местной электростанции о компрессии в дизельном двигателе.Как топливо попадает в двигатель, если давление такое большое? У дизеля есть карбюратор? Почему?
  11. Узнайте, как достигается сжатие в реактивном газотурбинном двигателе.

Ответ учащегося

  1. Какие три вещи необходимы, чтобы что-то загорелось?
  2. Если костер горит слишком медленно, что можно сделать, чтобы он горит быстрее, кроме добавления большего количества дров?
  3. Почему необходимо сжатие?
  4. Для чего нужны поршневые кольца?
  5. Нарисуйте цилиндр, в котором топливо не сжато.
  6. Нарисуйте цилиндр со сжатым топливом.
  7. Какова примерная степень сжатия бензинового двигателя?
  8. Что означает пси?
  9. Что может вызвать потерю компрессии?

Математика

  1. При степени сжатия 9:1 и атмосферном давлении 14.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.