Компрессия в цилиндрах бензинового двигателя

Основным и важным показателем работы двигателя является герметичность камеры сгорания. Компрессия в цилиндрах двигателя определяет степень эффективного сгорания топлива, и соответственно, влияющая в прямой зависимости на уверенный его запуск, независимо от температуры окружающей среды, а также устойчивую работу как на холостом ходу, так и в движении.

Основные понятия

Компрессия — это параметр величины давления, создаваемый в цилиндре в конце такта сжатия. Величина зависит от достаточно большого количества факторов. Важно соблюдать правила замера в целях снижения процента ошибок при оценке технического состояния двигателя.

Общие правила измерения

Для предварительной общей оценке показателя компрессии в цилиндрах бензинового двигателя необходимо соблюдать следующие условия:

• прогрет до рабочей температуры;
• свечи зажигания вывернуты из всех цилиндров;
• отключена топливоподача (на инжекторных двигателях достаточно отключить датчик положения коленчатого вала, на карбюраторных — заглушить подачу топлива с бензонасоса);
• аккумулятор полностью заряжен или дополнительно подключен к пусковому устройству;
• стартер исправен;
• педаль сцепления полностью нажата;
• дроссельная заслонка полностью открыта;
• режимы замера по всем цилиндрам одинаков по времени прокрутки стартером (или по количеству тактов).

Стандарты и нормы

Существует мнение владельцев современных автомобилей, что компрессия горячего мотора может иметь значение от 8 до 10 атм.

Норма компрессии в цилиндрах любого двигателя от 12 атм, за редким исключением.

На автомобилях эксплуатируются двигатели различной конфигурации, определяемой количеством клапанов и распределительных валов, геометрией впускного коллектора, установленной шатунно-поршневой группы. В соответствии с этим рассчитывается его конкретная степень сжатия — это отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания.

Чем выше степень сжатия, тем выше значение компрессии. У бензиновых двигателей степень сжатия находится в пределах 8 — 12 единиц, что указывают в технической документации конкретного автомобиля. Теоретически определить какой должна быть компрессия в цилиндрах для конкретного двигателя не сложно. Достаточно величину степени сжатия умножить на коэффициент 1.3.

К примеру, степень сжатия в характеристиках автомобиля указывается равной 9,5 единиц, умножив 9,5 на коэффициент 1,3 получим расчетную величину равную 12,35 атм.

Приборы для проверки компрессии

Компрессометр — прибор, состоящий из манометра со шкалой, клапана сброса давления и наконечников. Наиболее удобным является гибкий шланг с резьбовым наконечником, в который установлен ниппель для предотвращения обратного выхода воздуха из прибора. Проверка компрессии в цилиндрах двигателя, предусматривающих в конструкции свечные колодцы, осуществляется вворачиванием гибкого шланга в резьбовое отверстие свечи, что исключает потери сжатого воздуха от неплотного прилегания жестких наконечников без резьбы.

Измерить компрессию в цилиндрах своими руками

Прежде всего необходимо установить по технической документации какой является нормальная компрессия бензинового двигателя конкретно к этому автомобилю и определиться с сложностью доступа к свечам зажигания. Если доступ требует разборки других узлов двигателя (дроссельный узел, впускной ресивер), препятствующих их выкручиванию и существует уверенность в их успешной разборке и сборке, то можно приступить к замеру.

Как мерить компрессию

Бытует мнение, чтобы правильно замерить компрессию в двигателе необходимо стартером провернуть коленчатый вал на два-три оборота. Такой метод приведет к неправильному определению неисправности и как следствие к неоправданным затратам на ремонт двигателя.

Проверку выполняют на разных режимах с целью широкого анализа состояния мотора:

• с закрытой дроссельной заслонкой;
• с полностью открытой заслонкой;
• с добавлением масла в цилиндр;
• на «холодном» двигателе.

Проверка с закрытой дроссельной заслонкой

Такой способ измерения нужен для определения малых дефектов двигателя, чувствительных при небольшом поступлении воздуха в цилиндры. Это может быть трещина на тарелке клапана, небольшой прогар кромки или отсутствие герметичности в паре седло-клапан. Поступление воздуха через закрытую дроссельную заслонку при замере компрессии ограничивается, и величина ее будет невысокой (от 10 до 11 атм). В связи с малым поступлением воздуха в цилиндры чувствительность на утечки повышается, вследствие чего результаты параметров давления занижаются.

Проверка с полностью открытой дроссельной заслонкой

Для определения сильных износов двс компрессию проверяют с полностью открытой дроссельной заслонкой, обеспечивая максимальное поступление воздуха в цилиндры. Увеличенное количество воздуха способствует росту давления, но также увеличиваются и утечки, но в сравнении с массой поступающего воздуха они настолько малы, что величина падения компрессии незначительна и достигает 12 – 13 атм. Если имеются «грубые» дефекты в двигателе, то снизиться до 8 – 9 атм. Возможные причины:

• поломка или залегание колец в канавках поршня;
• поломка днища поршня или прогар;
• сильный прогар тарелки клапана или деформация его оси;
• в следствии попадания инородных материалов возник задир стенки цилиндра;
• после ремонта двигателя с законченным ресурсом, связанного с заменой поршневых колец, не было принято во внимание овальность цилиндров и не производилась их расточка под другой размер поршня и колец.

Плохая компрессия в двигателе

Поведение автомобиля изменилось. Двигатель запускается не с первой прокрутки стартером или требует продолжительного вращения, а при минусовой температуре окружающей среды может вообще не запуститься. Если вывернуть свечи зажигания и осмотреть их визуально, то причина отказа в запуске становится ясной — свечи «мокрые» от переизбытка топлива, поступающего в цилиндры. Это симптомы плохой компрессии в двигателе.

Признаки

• двигатель завелся, после прогрева работает ровно на холостом ходу, но при движении ощущается потеря мощности;
• провалы при разгоне и увеличился расход топлива;
• работает с пропусками воспламенения — «троит».

Что делать, если выявлены вышеперечисленные признаки

Во избежание дальнейшего и скорого износа необходимо в кратчайшие сроки установить причины и выявить узлы, подлежащие ремонту.

По результатам замера компрессии возможны следующие показатели:

• высокая — больше 15;
• низкая — меньше 12;
• нет — 0.

Повышение компрессии в моторе видно по выхлопным газам — цвет становится сизо-белым и увеличивается расход масла. При разгоне появляется звон поршневых пальцев. Большая компрессия вызывает увеличение нагара на тарелках клапанов и направляющих, а на стенках камеры сгорания образуется слой кокса, уменьшающий объем камеры и соответственно изменяющий степень сжатия цилиндров.

Высокая компрессия постепенно вызывает детонационные стуки двигателя, разрушающие шатунно-поршневую группу.

Причина завышенной компрессии

Анализ ревизии двигателя показывает, что причина не одна. В таблице приведены причины повышенной компрессии в моторе:

Причина низкой компрессии

Слабая компрессия выявляется при его запуске, особенно в холодную погоду, а также признаки обнаруживаются в потере динамики и увеличению расхода топлива.

Низкая компрессия увеличивает скорость износа двигателя, а если дефект в одном цилиндре, то холостой ход неустойчив, машина часто глохнет или занижает обороты холостого хода.

В таблице приведены основные причины:

Если нет компрессии в одном или более цилиндров, то двигатель очень плохо заводится, а заведенный тут же начинает работать несбалансированно, с сильными вибрациями и тряской.

Если же пропала компрессия одновременно во всех цилиндрах — двигатель не заведется. Одной из причин может быть обрыв ремня ГРМ на заведенном двигателе и столкновение поршня с клапанами. После удара клапана гнутся. Система газораспределения теряет герметичность, и сжимаемая топливовоздушная смесь с большой скоростью направляется в впускной и выпускной коллекторы.

Также пропадает компрессия в одном из цилиндров из-за сильного прожига тарелки клапана. Есть примеры, когда от 40 до 50% площади тарелки клапана оплавлено и компрессия равна нулю. Это легко определить и без компрессометра. Достаточно завернуть в этот цилиндр свечу и при прокрутке стартером коленчатый вал будет вращаться легко и однородно, не выделяя такты сжатия.

При замере компрессии желательно наблюдать за стрелкой измерителя давления (манометра) и следить за динамикой его нарастания. По скорости нарастания компрессии можно косвенно определить в какой группе деталей сильный износ. Если на первом такте манометр показывает низкую компрессию (3-5 атм), а при последующих тактах скорость нарастания давления увеличивается, то с большой вероятностью можно установить, что изношены поршневые кольца. В качестве перепроверки показаний можно применить метод искусственного создания масляной пленки на стенке цилиндров, добавив через свечное отверстие 5-10 мл масла. Если с добавленным маслом компрессия резко увеличится на первом же такте и установится номинальной, то можно уже конкретно утверждать об износе копрессионных колец. В случае измерения в двух соседних цилиндрах и получении низкого результата без масла и с маслом, можно сделать заключение о дефекте в прокладке головки блока цилиндров.

Возможен и другой вариант, когда достигается на первом такте 6-9 атм и на последующих тактах стрелка манометра зависает в этом же положении. При такой ситуации предполагается отсутствие герметичности клапана или прокладки ГБЦ. Более точно установить причину можно другими диагностическими приборами, такие как пневмотестер или электронный осциллограф.

Почему нет компрессии в двигателе

Возникают и такие ситуации, когда двигатель отремонтировали и установили новую поршневую группу, произвели расточку цилиндров, притерли клапана к седлам. Иными словами, ремонт произведен строго по технологической карте. Произвели замер компрессии, а давление в цилиндрах отсутствует.

После проведенного ремонта гидрокомпенсаторы могут оказывать давление на стержни клапанов, вследствие чего они могут быть открыты. Через определенное время гидрокомпенсатор заполнится маслом, и начнет функционировать.

Допустимая компрессия в карбюраторном двигателе

Допустимое давление в карбюраторном двигателе при использовании бензина Аи-76 (низко октановый бензин) около 8 — 10 атм, а при использовании высокооктанового бензина 11-12 атм.

Оценка результатов измерений

Получение корректных данных является залогом точного определения неисправности.

Одинаковые значения, полученные при измерении, свидетельствуют об однородном состоянии деталей газораспределительного механизма и одинаковой степени износа шатунно-поршневой группы.

В случае падения давления в одном из цилиндров на величину 1 атм, в сравнении с другими цилиндрами, необходимо применить другие методы диагностики с целью установления точной причины.

Восстановление компрессии

Восстановить возможно, если не поврежден газораспределительный механизм на ГБЦ. Может возникнуть залегание поршневых колец. В этом случае повысить давление можно без разборки двигателя. Для этого нужно купить жидкость для растворения кокса и на горячем двигателе провести процедуру «раскоксовки». Цена процедуры минимальная, в сравнении с разборкой мотора. Чтобы оценить восстановление жидкостью для удаления кокса с поршневых колец замеряют до и после «раскоксовки». В большинстве случаев такой способ временно восстанавливает мотор.

Существует также способ, заливки масла в цилиндры перед запуском двигателя. Позволяет поднять компрессию исключительно для запуска двигателя, особенно в холодную погоду. Суть метода заключается в принудительном создании масляной пленки на стенках цилиндров, которая кратковременно блокирует утечки газов в картер двигателя.

Проверка на снятом ДВС

В гаражных условиях померить компрессию возможно, подключив клеммы стартера к аккумулятору. Но необходимо учесть, что температура будет равна окружающей.

АВТО-ПРАВО УКРАИНЫ

АвтоПоиск

ГОСТ 17.2.2.03-87 Нормы и методы измерений содержания окиси углерода и углеводородов в отработавших газах автомобилей с бензиновыми двигателями

ГОСТ 17.2.2.03-87
Нормы и методы измерений содержания окиси углерода и углеводородов в отработавших газах автомобилей с бензиновыми двигателями.

ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

Nature protection. Atmosphere. Rates and methods of measuring carbon monoxide and hydrocarbons content in exhaust gases of petrol-engine vehicles. Safety requirements

Срок действия c 01.07.88 до 01.01.93

Настоящий стандарт распространяется на автотранспортные средства с бензиновыми двигателями (далее — автомобили), изготовляемые и эксплуатируемые в СССР.

Стандарт устанавливает нормы предельно допустимого содержания окиси углерода и углеводородов в отработавших газах автомобилей при работе двигателя на режимах холостого хода, а также методы их измерения.

Стандарт не распространяется на автомобили, полная масса которых менее 400 кг или максимальная скорость не превышает 50 км/ч, на автомобили с двухтактными и роторными двигателями, на автомобили высшего класса, а также на автомобили, эксплуатируемые в высокогорных условиях.

Пояснения терминов, используемых в настоящем стандарте, приведены в справочном приложении 1.

1. ПРЕДЕЛЬНО-ДОПУСТИМОЕ СОДЕРЖАНИЕ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ

1.1. Содержание окиси углерода и углеводородов в отработавших газах автомобилей определяют при работе двигателя на холостом ходу для двух частот вращения коленчатого вала (далее — вала), установленных предприятием-изготовителем: минимальной (Nmin) и повышенной (Nпов) в Диапазоне 2000 1/мин- 0,8Nном

1.2. Содержание окиси углерода и углеводородов в отработавших .газах автомобилей должно быть в пределах значений, установленных предприятием-изготовителем, но не выше приведенных в таблице.

Предельно допустимое содержание окиси углерода, объемная доля, %

Предельно допустимое содержание углеводородов, объемная доля, 1/млн

для двигателей с числом цилиндров

Значение частоты вращения вала двигателя Nпов, устанавливают в технических условиях и инструкции по эксплуатации автомобилей.

1.3. При контрольных проверках автомобилей в эксплуатации органами Госконтрольатмосферы и Госавтоинспекции МВД СССР допускается содержание окиси углерода на частоте вращения Nmin до 3%.

1.4. Контроль содержания окиси углерода и углеводородов следует осуществлять:

• при эксплуатации автомобилей не реже, чем при техническом обслуживании № 2, после ремонта агрегатов, систем и узлов, влияющих на содержание окиси углерода и углеводородов, а также по заявкам водителей автомобилей;
• при техническом обслуживании автомобилей индивидуальных владельцев и ремонте агрегатов систем и узлов, влияющих на содержание окиси углерода и углеводородов, а также по заявкам владельцев;
• при капитальном ремонте автомобилей, после заводской обкатки;
• при серийном выпуске автомобилей.

1.5. Устройство, конструкция и качество изготовления агрегатов, узлов и деталей автомобиля должны обеспечивать соблюдение норм в период всего срока эксплуатации, при условии соблюдения правил эксплуатации и ухода, указанных в руководствах, прилагаемых к автомобилю.

На выпускаемых автомобилях следует предусматривать устройство для пломбирования, препятствующее нарушению регулировки карбюратора без разрушения пломбы.

Карбюраторы автомобилей, имеющих такое устройство, должны иметь пломбы. При этом пломбы, устанавливаемые автотранспортными организациями и станциями технического обслуживания, должны отличаться по цвету от пломб, установленных предприятием-изготовителем.

2.МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ

2.1. Общие требования

2.1.1. Выпускная система автомобиля должна быть исправна (определяется внешним осмотром).

2.1.2. Перед измерением двигатель должен быть прогрет не ниже рабочей температуры охлаждающей жидкости (или моторного масла для двигателей с воздушным охлаждением), указанной в руководстве по эксплуатации автомобиля.

2.1.3. Средства измерения (газоанализаторы, тахометры) должны соответствовать требованиям настоящего стандарта (см. обязательное приложение 2).

2.1.4. Средства измерений должны быть проверены в соответствии с ГОСТ 8.513-84.

2.2. Последовательность измерений

2.2.1. Измерения следует проводить в последовательности:

• установить рычаг переключения передач (избиратель скорости для автомобилей с автоматической коробкой передач) в нейтральное положение;
• затормозить автомобиль стояночным тормозом;
• заглушить двигатель (при его работе);
• открыть капот двигателя;
• подключить тахометр;
• установить пробоотборный зонд газоанализатора в выпускную трубу автомобиля на глубину не менее 300 мм от среза (при косом срезе выпускной трубы глубина отсчитывается от короткой кромки среза);
• полностью открыть воздушную заслонку карбюратора;
• запустить двигатель;
• увеличить частоту вращения вала двигателя до Nпов и проработать на этом режиме не менее 15 с;
• установить минимальную частоту .вращения вала двигателя и, не ранее чем через 20 с, измерить содержание окиси углерода и углеводородов;
• установить повышенную частоту вращения вала двигателя, равную Nпов не ранее чем через 30 с, измерить содержание окиси углерода и углеводородов

Примечания:

1. При наличии раздельных выпускных систем у автомобиля измерение следует проводить в каждой из них отдельно. Критерием оценки служат максимальные значения содержания окиси углерода и углеводородов.
2. При проведении измерения или регулировки двигателя в закрытом помещении газоотвод, надеваемый на выпускную трубу автомобиля, должен иметь закрывающееся отверстие для введения пробоотборника газоанализатора.
3. Результат измерения следует зафиксировать на предприятии (организации), производящем проверку (см. рекомендуемое приложение 3).

3. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

3.1. Помещения, предназначенные для измерения содержания окиси углерода и углеводородов в отработавших газах автомобилей, должны быть оборудованы принудительной или естественной вентиляцией, обеспечивающей санитарно-гигиенические требования к воздуху в зоне измерений по ГОСТ 12.1.005-76.

3.2. Уровень шума в зоне проведения измерений — по ГОСТ 12.1.003-83, разд.2.

3.3. Уровень вибрации в зоне проведения измерений — по ГОСТ 12.1.012-78, разд.2.

3.4. При измерениях должны быть приняты меры безопасности, исключающие самопроизвольное движение автомобиля.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1: Справочное

ПОЯСНЕНИЯ ТЕРМИНОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В НАСТОЯЩЕМ СТАНДАРТЕ

ПРИЛОЖЕНИЕ 2: Обязательное

ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ГАЗОАНАЛИЗАТОРАМ И ТАХОМЕТРАМ

1. Для определения содержания окиси углерода и суммы углеводородов в отработавших газах автомобилей следует применять газоанализаторы непрерывного действия, работающие на принципе инфракрасной спектроскопии, со следующими метрологическими характеристиками:
   • основная приведенная погрешность газоанализатора должна быть не более +5% верхнего предела измерений для каждого диапазона;
   • постоянная времени газоанализатора должна быть не более 60 с.
2. Шкала газоанализатора окиси углерода должна быть отградуирована по бинарной газовой смеси (окись углерода в воздухе или азоте) в объемных долях, выраженных в процентах окиси углерода, 0-5% и 0-10%.

Шкала газоанализатора суммы углеводородов должна быть отградуирована по бинарной газовой смеси (пропан в азоте); в объемных долях, . выраженных в частях на миллион гексана (млн -1 ), 0-1000 млн -1 и 0-10000 млн -1 .
Шкала тахометра для измерения частоты вращения коленчатого вала двигателя должна иметь два диапазона: 0-1000 мин -1 и 0-10000 мин -1 .

Погрешность измерения частоты вращения для каждого диапазона должна быть не более +2,5% верхнего предела измерений.

ПРИЛОЖЕНИЕ 3: Рекомендуемое

Zealint.ru

Юридический блог

Требования к автомобильным двигателям и их системам

ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ДВИГАТЕЛЮ.

Проектирование двигателя является сложным процессом, при котором специалистам приходится решать комплекс проблем, свя­занных с удовлетворением требований, определяемых назначением двигателя и условиями его эксплуатации. Для создания высокопро­изводительной, экономичной в эксплуатации и экологически чистой транспортной, дорожно-строительной и сельскохозяйственной тех­ники автотракторные двигатели должны обеспечивать:

● высокую 1 надежность в разнообразных эксплуатационных условиях;

●необходимую мощность при малой массе и габаритах, наибольшую топливную экономичность на всех режимах работы;

●нормативные шумность и вибрацию двигателя, а также дымность и токсич­ность отработавших газов;

●хорошие пусковые качества;

●легкость управления и автоматизацию работы;

●простоту технического обслуживания и ремонта;

●минимум эксплуатационных затрат труда и материалов.

Одним из главных эксплуатационных требований является обеспечение надежности двигателя, поскольку с надежностью напрямую связаны расходы на поддержание работоспособности двигателя в эксплуатации и расходы, вызванные простоем машины из-за отказов двигателя.

Под надежностью понимают свойство объекта выполнять заданные функции, сохраняя свои эксплуатационные показателив установленных пределах при заданных условиях его эксплуатации, технического обслуживания и ремонтов в течение требуемого промежутка времени и (или) требуемой наработки. Заданной функцией для двигателя будет обеспечение энергией той транспортной, дорожно-строительной или сельскохозяйственной машины, для которой он предназначен.

3.ТРЕБОВАНИЯ К СИСТЕМАМ ОХЛАЖДЕНИЯ ,СМАЗКИ, ТОПЛИВОПОДАЧИ.

При современных требованиях конструирования машин надежность их является главным показателем конструктивного и технологического совершенства, особенно это касается двигателей внутреннего сгорания, и конструктору ДВС приходится решать сложные задачи по надежности. Сложность заключается в том, что в ДВС ряд ответственных деталей и взаимосвязанных узлов работают при одновременном воздействии на них переменных не только механических, но и тепловых нагрузок.

Сложность решения задач, связанных с надежностью, значи­тельно повышается при создании перспективных высокофорси­рованных двигателей, отличающихся высокой удельной мощностью и частотой вращения коленчатого вала. Надежность двигателя может также обусловливаться такими составляющими, как безот­казность, долговечность, сохраняемость деталей и узлов. Очевид­но, высокая сопротивляемость истиранию поверхностей трущихся пар и ослабление тепловой напряженности деталей могут обеспе­чить высокую надежность работы двигателя. Практически эта задача может решаться (кроме применения прогрессивной техно­логии) разработкой и применением эффективных систем охлажде­ния и смазки. Характеристики и общие схемы этих систем должны прорабатываться уже на стадии общей компоновки любого типа двигателя.

В качестве двигателей внутреннего сгорания для автомобилей и тракторов в настоящее время используют.

1. Двигатели с внешним смесеобразованием и воспламенением смеси от постороннего источника. В этих двигателях используют легко испаряемое топливо (жидкое или газообразное), а горючую смесь, как правило, приготовляют за пределами основного рабоче­го объема (цилиндра и камеры сгорания) двигателя в специальном приборе — карбюраторе. К этому же типу относятся двигатели с так называемой системой непосредственного впрыска легкого топлива во впускной трубопровод (коллектор).

2. Двигатели с внутренним смесеобразованием и самовоспламе­нением топлива. В этих двигателях используется трудноиспаряемое топливо (дизельное топливо, соляровые масла и их смеси) и горю­чая смесь образуется в камерах сгорания двигателей. Поэтому конструкция камер сгорания дизелей оказывает непосредственное влияние на способ смесеобразования и воспламенения горючей смеси. В современных дизелях в зависимости от конструкции камер сгорания и способа подачи топлива используют неразделенные камеры с объемным или пленочным смесеобразованием и разделен­ные камеры сгорания — предкамерные и вихрекамерные. К этому типу можно отнести бензиновые двигатели с впрыском топлива непосредственно в полость цилиндра.

Независимо от типов и видов двигателей внутреннего сгорания к их системам питания предъявляются требования, основными из которых являются.

1. Точное дозирование топлива и окислителя (воздуха) по цик­лам и цилиндрам.

2. Приготовление горючей смеси в строго определенный, как правило, очень малый отрезок времени.

3. Образование горючей, а затем и рабочей смеси, обеспечива­ющей полное сгорание топлива и отсутствие токсичных компонен­тов в продуктах сгорания.

4. Автоматическое изменение количества и состава горючей сме­си в соответствии с изменением режима работы двигателя как скоростного, так и нагрузочного.

5. Надежный пуск двигателя в различных температурных усло­виях.

6. Стабильность установленной регулировки системы питания в течение длительного времени эксплуатации двигателя наряду с возможностью изменения регулировки в зависимости от условий эксплуатации и технического состояния двигателя.

7. Технологичность системы питания: простота и надежность конструкции, удобство монтажа, регулировки, обслуживания и ре­монта.

Выполнение указанных требований в системах питания автомо­бильных и тракторных двигателей, в основном, обеспечивается:

а) для двигателей с внешним смесеобразованием карбюрато­ром в карбюраторных двигателях, карбюратором-смесителем в га­зовых двигателях, электромагнитными форсунками и блоком упра­вления в двигателях с впрыском легкого топлива во впускной коллектор;

б) для двигателей с внутренним смесеобразованием насосом высокого давления и форсункой или насос-форсункой, а для двига­телей с впрыском легкого топлива непосредственно в полость цили­ндра электромагнитными форсунками и электронным блоком упра­вления — микропроцессором.

Контрольные вопросы:

1. Какие показатели характеризуют качество ПД?

2. В каких условиях эксплуатации ПД работает с частым изменением суточного и нагрузочного режима?

3. Каковы основные эксплуатационные требования к двигателю транспортной машины?

4. Что понимается под надежностью ПД?

5. Какие требования предъявляются к системам охлаждения, смазки, топливоподачи?

Лекция 13

Дата добавления: 2016-02-16 ; просмотров: 2371 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Двигатели внутреннего сгорания для дорожно-транспортных средств

Свечи накаливания двухпроводные для дизелей. Общие технические условия

Насосы топливные дизелей. Общие технические условия

Форсунки дизелей. Общие технические условия

Охладители водовоздушные дизелей и газовых двигателей с наддувом. Общие технические условия

Дизели судовые, тепловозные и промышленные. Воздухоочистители. Общие технические условия

Двигатели автомобильные. Методы стендовых испытаний

Форсунки автотракторных дизелей. Габаритные и присоединительные размеры

Дизели автотракторные. Насосы топливные высокого давления. Габаритные и присоединительные размеры

Аппаратура дизелей топливная. Термины и определения

Охрана природы. Атмосфера. Дизели автомобильные. Дымность отработавших газов. Нормы и методы измерений

Дизели тракторные и комбайновые. Методы стендовых испытаний

Единая система конструкторской документации. Обозначения условные графические в схемах. Устройства электрозапальные

Дизели тракторные и комбайновые. Общие технические условия

Форсунки центробежные газовые с тангенциальным входом. Номенклатура основных параметров и методы расчета

Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Направление вращения

Двигатели автотракторные. Элементы сменные фильтров тонкой очистки масла. Основные размеры

Техническая диагностика. Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Номенклатура диагностических параметров

Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Обозначение и нумерация цилиндров

Техническая диагностика. Символы на средствах диагностирования бензиновых двигателей и электрооборудования автомобилей

Дизели тракторные и комбайновые. Приемка

Электрооборудование автомобилей. Выводы высокого напряжения для катушек и распределителей зажигания. Основные размеры

Магнето автотракторные с фланцевым креплением. Присоединительные размеры

Системы зажигания автомобильных двигателей. Термины и определения

Системы зажигания автомобильных двигателей. Методы испытаний

Дизели судовые, тепловозные и промышленные. Требования к пожарной безопасности

Совместимость технических средств электромагнитная. Электрооборудование автомобилей. Помехи от электростатических разрядов. Требования и методы испытаний

Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Выбросы вредных веществ и дымность отработавших газов. Циклы испытаний

Дизели судовые, тепловозные и промышленные. Методы измерения и оценки воздушного шума

Ремни вентиляторные клиновые и шкивы для двигателей автомобилей, тракторов и комбайнов. Технические условия

Кольца поршневые двигателей внутреннего сгорания. Общие технические условия

Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Воздухоочистители. Методы стендовых безмоторных испытаний

ГОСТ Р 17.2.2.06-99

Охрана природы. Атмосфера. Нормы и методы измерения содержания оксида углерода и углеводородов в отработавших газах газобаллонных автомобилей

Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения сменных каталитических нейтрализаторов для механических транспортных средств

ГОСТ Р 41.24-2003

Единообразные предписания, касающиеся: 1. Сертификации двигателей с воспламенением от сжатия в отношении дымности; II. Сертификации автотранспортных средств в отношении установки на них двигателей с воспламенением от сжатия, сертифицированных по типу конструкции; III. Сертификации автотранспортных средств с двигателями с воспламенением от сжатия в

ГОСТ Р 41.49-2003

Единообразные предписания, касающиеся сертификации двигателей с воспламенением от сжатия и двигателей, работающих на природном газе, а также двигателей с принудительным зажиганием, работающих на сжиженном нефтяном газе, и транспортных средств, оснаще

ГОСТ Р 41.59-2001

Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения сменных систем глушителей

Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения автотранспортных средств в отношении измерения максимальной скорости

Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения двигателей внутреннего сгорания или систем электротяги, предназначенных для приведения в движение механических транспортных средств категории M и N, в отношении измерения полезной мощности и максимальной 30-минутной мощности систем электротяги

Совместимость технических средств электромагнитная. Электрооборудование автомобилей. Помехи от электростатических разрядов. Требования и методы испытаний

Дизели судовые, тепловозные и промышленные. Общие требования безопасности

Автотранспортные средства. Системы отопления, вентиляции и кондиционирования. Требования к эффективности и безопасности

Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Выбросы вредных веществ с отработавшими газами. Нормы и методы определения

ГОСТ Р 51832-2001

Двигатели внутреннего сгорания с принудительным зажиганием, работающие на бензине, и автотранспортные средства полной массой более 3,5 т, оснащенные этими двигателями. Выбросы вредных веществ. Технические требования и методы испытаний

ГОСТ Р 51998-2002

Дизели автомобильных транспортных средств. Общие технические условия

ГОСТ Р 52033-2003

Автомобили с бензиновыми двигателями. Выбросы загрязняющих веществ с отработавшими газами. Нормы и методы контроля при оценке технического состояния

ГОСТ Р 52160-2003

Автотранспортные средства, оснащенные двигателями с воспламенением от сжатия. Дымность отработавших газов. Нормы и методы контроля при оценке технического состояния

ГОСТ Р 52230-2004

Электрооборудование автотракторное. Общие технические условия

Последние документы

ГОСТ Р 52488-2005

Средства для стирки. Общие технические условия

ГОСТ Р 51697-2000

Товары бытовой химии в аэрозольной упаковке. Общие технические условия

ГОСТ Р 51696-2000

Товары бытовой химии. Общие технические требования

Товары бытовой химии. Методы определения фосфорсодержащих соединений

Товары бытовой химии. Методы определения анионного поверхностно-активного вещества

Товары бытовой химии. Метод определения смываемости с посуды

Товары бытовой химии. Метод определения нерастворимого в воде остатка (абразива)

Классификация двигателей и их систем. Компоновка силовой установки машины

Двигатели могут быть классифицированы по различным признакам.

По назначению их подразделяют на стационарные и транспортные. К стационарным относятся двигатели генераторных, компрессорных, буровых и других установок. Они, как правило, работают в постоянном нагрузочном и скоростном режимах. К транспортным относятся двигатели автомобилей, тракторов, тепловозов, судов и других ТС.

По роду основного топлива для традиционных двигателей выделяют те, которые работают на тяжелом (дизельном) и легком (бензин, керосин) топливе, газовые, многотопливные и другие двигатели. Перспективным видом топлива для ТС в настоящее время считается водород.

По способу преобразования тепловой энергии в механическую различают двигатели внутреннего сгорания, у которых сгорание тогшивовоздушной смеси происходит внутри рабочего тела, и внешнего сгорания, у которых этот процесс осуществляется вне рабочего тела, и теплота передается через стенку.

По способу смесеобразования выделяют двигатели с внешним смесеобразованием (бензиновые карбюраторные и с впрыском топлива во впускной коллектор) и внутренним смесеобразованием (все дизели и бензиновые двигатели с непосредственным впрыском топлива в камеру сгорания).

По способу воспламенения рабочей жидкости различают двигатели с самовоспламенением и искровым зажиганием.

По способу осуществления рабочего цикла двигатели подразделяют на двух- и четырехтактные.

По способу регулирования мощности различают двигатели с количественным (изменяется количество смеси, поступающей в цилиндр), качественным (изменяется соотношение количества воздуха и топлива в смеси) и смешанным регулированием.

По конструкции традиционные двигатели подразделяют на поршневые, роторные, газотурбинные и другие, менее известные. На наземных ТС наиболее широкое распространение получили поршневые двигатели:

• рядные
• V-образные
• а также опозитные с углом развала между поршнями, равным 180°

Различают двигатели без наддува и с наддувом, который может быть динамическим, с турбокомпрессором и приводным компрессором (нагнетателем), а также комбинированным.

В настоящее время на ТС применяют в основном дизели и бензиновые поршневые четырехтактные ДВС. Их отличают автономность, относительная экономичность и высокая удельная мощность. К недостаткам поршневых ДВС можно отнести неоптимальную скоростную, характеристику (изменение мощности и вращающего момента на коленчатом валу в зависимости от частоты его вращения), токсичность отработавших газов, трудность пуска при низких температурах, высокий уровень вибрации и шума.

На колесные и гусеничные тягачи, грузовые автомобили и другие ТС средней и большой грузоподъемности чаще всего устанавливают быстроходные рядные и V-образные дизели, поскольку они экономичнее по сравнению с бензиновыми двигателями, а используемое в них топливо более дешевое и менее пожароопасное. Кроме того, достоинством дизелей является возможность значительного увеличения их мощности за счет применения наддува. Вместе с тем следует отметить, что удельная мощность дизелей меньше, чем у бензиновых двигателей, их топливная аппаратура более сложная и дорогостоящая, а пусковые качества ниже.

Большинство легковых, а также некоторые грузовые автомобили малой и средней грузоподъемности имеют бензиновые двигатели, которые по сравнению с дизелями обладают облегченным пуском при низких температурах, большей компактностью, как правило, повышенной приемистостью и меньшей шумностью. Ранее применялись лишь карбюраторные бензиновые двигатели. В настоящее время наиболее широкое распространение получили двигатели с форсуночным (инжекторным) впрыском бензина.

Для некоторых тяжелых ТС перспективны газотурбинные двигатели. Их преимуществами являются высокая удельная мощность, многотопливность, малая токсичность отработавших газов, возможность выхода на режим максимальной мощности двигателя сразу после пуска, низкий расход смазочного масла, хорошие пусковые качества при низких температурах, автоматическое изменение вращающего момента на валу в довольно широких пределах, малая продолжительность обслуживания, более плавная работа, пониженный уровень вибрации и меньшая эксплуатационная стоимость. К основным недостаткам газотурбинного двигателя, которые ограничивают его использование, следует отнести относительно высокий расход топлива (особенно при малых нагрузках и на холостом ходу), значительный расход воздуха, невысокие динамические (разгонные) характеристики и низкую надежность, связанную с проблемой обеспечения прочности турбинного колеса, которое работает в очень тяжелых температурных условиях.

Агрегаты СУ, обслуживающие двигатель, входят в определенные системы. Различают системы питания топливом, питания воздухом, охлаждения, подогрева двигателя, пуска двигателя, выпуска отработавших газов и смазочную систему. Для бензиновых двигателей с внешним смесеобразованием обычно не разделяют системы питания топливом и воздухом, а говорят просто о системе питания.

Взаимное расположение двигателя и агрегатов его вспомогательных систем в силовом отделении ТС отличается многообразием. Наиболее существенное влияние на компоновку СУ оказывают расположение двигателя в машине, его связь с трансмиссией, тип системы охлаждения, размещение ее агрегатов, топливных и масляных баков.

Все виды компоновочных решений СУ подчиняются общим требованиям, основными из которых являются изоляция СУ от других отделений ТС, рациональное использование объема машины, обеспечение эффективной и надежной работы двигателя и обслуживающих его систем, удобство доступа к агрегатам СУ при обслуживании и ремонте, удобство установки и снятия двигателя и агрегатов его систем.

По взаимному расположению двигателя, кабины (салона, отделения управления) и грузовой платформы (кузова, десантного отделения) различают шесть схем компоновки СУ с двигателем, расположенным:

1. перед кабиной
2. под кабиной
3. в кабине
4. между кабиной и грузовым отделением
5. в средней части машины, под грузовой платформой
6. в задней части машины

На колесных машинах общетранспортного назначения чаще всего применяются первая и вторая схемы, реже — третья. Компоновка СУ с расположением двигателя за кабиной (четвертая схема) используется в основном на тяжелых колесных тягачах, гусеничных тягачах малой и средней грузоподъемности. Пятая схема компоновки (двигатель находится в средней части машины) характерна для специальных ТС, назначение которых не позволяет устанавливать двигатель в другом месте. Двигатель, размещенный в задней части ТС, имеют многие гусеничные машины, автобусы и некоторые колесные машины специального назначения.

Двигатель может устанавливаться как вдоль, так и поперек продольной оси ТС. При продольном расположении двигателя его связь с агрегатами трансмиссии, как правило, наиболее проста (в наибольшей мере это относится к полноприводным многоосным колесным машинам). Однако в этом случае силовое отделение часто имеет большую длину, а в трансмиссии обязательно при-меняются конические зубчатые колеса. При поперечном расположении двигателя значительно сокращается длина силового отделения, но в ряде случаев усложняется связь двигателя с трансмиссией.

В моторном отделении машины двигатель может располагаться вертикально (чаще всего), наклонно или горизонтально. Последний вариант осуществляется тогда, когда небольшая высота моторного отделения имеет решающее значение по компоновочным соображениям.

Все агрегаты систем СУ должны располагаться как можно ближе к двигателю с целью наиболее рационального использования объема силового отделения и сокращения длины соединительных трубопроводов. В случае применения коротких трубопроводов уменьшается вибрация, вызывающая поломки и нарушение герметичности соединений, и снижается гидравлическое сопротивление, что в конечном счете повышает надежность и КПД двигателя и его систем.

Агрегаты СУ, требующие в процессе эксплуатации ТС периодического обслуживания (топливные и масляные фильтры, воздухоочистители, насосы, краны и др.), следует размещать в доступных местах. Эта задача часто весьма сложна, особенно при плотной компоновке моторного отделения. В связи с этим стремятся создавать такие конструкции агрегатов, которые не требуют периодического обслуживания в течение гарантийного срока службы двигателя.

Топливные баки размещают на свободных местах после определения положения двигателя, трансмиссии и других крупных агрегатов.

Воздухоочистители необходимо располагать в верхней части моторного отделения, где запыленность воздуха минимальна, и как можно ближе к двигателю, что уменьшит сопротивление впускного трубопровода.

Особенности размещения в силовом отделении жидкостных и масляных радиаторов или теплообменников определяются типами системы охлаждения и вентилятора.

Основными оценочными параметрами СУ в целом являются масса и габаритные размеры двигателя, а также всех обслуживающих его агрегатов и систем.

У современных колесных и гусеничных ТС доля массы СУ в общей массе машины довольно велика (до 20… 30 %). Наиболее тяжелый агрегат — двигатель, однако суммарная масса вспомогательных агрегатов (топливные баки с горючим, радиаторы, воздухоочистители, топливные и масляные фильтры, пусковые устройства и др.) также значительна.

Устройство автомобилей

Классификация автомобильных двигателей

К двигателям, устанавливаемым на автомобилях, предъявляются определенные требования, которые зависят и от условий полной автономности этих транспортных средств, и от их конкретного назначения (типа автомобиля) . В любом случае, двигатель автомобиля должен иметь минимальные габариты и массу при достаточной развиваемой мощности и высокой экономичности, а также не представлять угрозу безопасности людей и окружающей природы.

Как уже упоминалось в предыдущей статье, на автомобилях наибольшее распространение получили тепловые двигатели, преобразующие энергию тепла от сгорания топлива в механическую энергию движения. Применение двигателей других типов, способных использовать для работы прочие виды энергии, ограничено рядом причин, среди которых наиболее веская – технологическая.

Тепловая энергия является доступной, ее можно легко извлечь из любого калорийного топлива, но самое главное – тепловую энергию в виде топлива можно в достаточном количестве запасти в дорогу. Ведь автомобиль – это автономное средство передвижения, и если его, например, «привязать» проводами к емкому источнику электроэнергии, то он лишится автономности.
Сложно запастись в дорогу и другими видами энергии, например, энергией сжатого газа, потока жидкости, солнечного света и т. п.
Применение в автомобильных двигателях ядерной энергии на современном уровне развития науки и технологий обойдется слишком дорого, а в условиях массовой эксплуатации — небезопасно.
Поэтому основное препятствие на пути использования других видов энергии вместо тепловой в автомобильных двигателях – отсутствие емких аккумуляторов энергии, способных поддерживать работу двигателя длительное время.

Все тепловые двигатели по способу подвода тепла к рабочему телу делят на два типа:

• тепловые двигатели внутреннего сгорания (ДВС) ;
• тепловые двигатели с внешним подводом теплоты.

На современных автомобилях в подавляющем большинстве применяется первый тип двигателей, который отличается тем, что тепло к газообразному рабочему телу подводится непосредственно в самом двигателе путем сжигания смеси топлива с кислородом воздуха.
К двигателям второго типа, использующим для работы рабочее тело, нагретое вне двигателя, относятся, например, паровые машины, которые в настоящее время почти не используются по ряду причин:

• высокая удельная металлоемкость на единицу полученной механической энергии;
• низкий КПД;
• относительно долгая подготовка к работе и т. д.

Рядом технологических причин ограничивается использование в качестве автомобильных двигателей газовых турбин, которые подразделяются на турбины внешнего сгорания и турбины внутреннего сгорания.
Двигатель Стирлинга, который по принципу действия относится к двигателям внешнего сгорания, тоже не получил признания в массовом автомобильном производстве.

По конструкции тепловые двигатели классифицируют на следующие типы:

• поршневые;
• роторно-поршневые;
• газотурбинные;
• реактивные.

Наибольшее распространение на автомобилях получили поршневые двигатели внутреннего сгорания, которые в свою очередь классифицируются по следующим признакам:

По способу воспламенения рабочего тела :

• с искровым (принудительным) воспламенением;
• с воспламенением от сжатия (самовоспламенением) .

К первому типу относятся двигатели, использующие специальную систему воспламенения рабочего тела (систему зажигания) . К таковым относятся, например, карбюраторные, инжекторные и газовые двигатели.
Ко второму типу относятся дизельные двигатели, в которых топливо самовоспламеняется из-за сильного нагрева при высокой степени сжатия.

По виду используемого топлива :

• работающие на жидком топливе (бензин, дизтопливо, керосин) ;
• работающие на газообразном топливе.

По способу смесеобразования :

• с внешним смесеобразованием;
• с внутренним смесеобразованием.

К двигателям с внешним смесеобразованием (т. е. смешиванием топлива с кислородом воздуха вне цилиндра) относятся карбюраторные двигатели и двигатели с центральным и распределенным впрыском бензина, а к двигателям с внутренним смесеобразованием – дизельные и инжекторные двигатели непосредственного впрыска, в которых топливо и воздух поступают в цилиндр раздельно, и в дальнейшем смешиваются, образуя рабочую смесь.

По регулированию мощности :

• количественное регулирование;
• качественное регулирование.

При количественном регулировании мощность двигателя изменяется вследствие изменения общего количества топливовоздушной смеси, подаваемой в цилиндр.
При качественном регулировании мощность изменяется количеством впрыскиваемого в цилиндр топлива при неизменном количестве подаваемого воздуха.

По характеру и последовательности термодинамических процессов в цилиндрах двигателя:

Термодинамические процессы, имеющие место в тепловых двигателях, а также пути повышения их эффективности (КПД) рассмотрены в статьях раздела «Основы гидравлики и теплотехники». Там же можно найти информацию об истории изобретения тепловых двигателей, применяемых на автомобилях.

Классификация автомобильных двигателей

На автомобильном транспорте применяются разные типы двигателей, прежде всего, поршневых ДВС.

Существует несколько их классификаций по конструктивным и иным особенностям. Одна из таких укрупненных классификаций с существенными отличительными признаками:

1) назначение двигателя: автомобильный, тракторный, тепловозный, для других установок;

2) способ организации рабочего процесса: двух- и четырехтактные, с другим числом тактов;

3) способ образования горючей топливовоздушной смеси: с внеш-ним смесеобразованием вне цилиндров и воспламенением смеси от искры (карбюраторные, инжекторные, газовые двигатели), с внутренним смесеобразованием — впрыском топлива в камеру сгорания и самовоспламенением топлива на такте сжатия (дизельные двигатели), с комбинированным смесеобразованием (газодизели, другие двух- и многотопливные двигатели);

4) расположение цилиндров: рядные, V-образные, выполненные по другим схемам;

5) система охлаждения: жидкостная или воздушная;

6) экологичность: двигатели, соответствующие и не соответствующие экологическим нормам конкретных регионов (стран) по выделениям загрязняющих веществ, например, нормам Евро — 1, 2, 3, 4.

Требования, предъявляемые к автомобильным двигателям

К автомобильным двигателям предъявляются непрерывно возрастающие комплексные требования. Из-за того, что во многих населенных пунктах автомобильный транспорт является основным источником выделений в атмосферу токсичных веществ (до 90 % от общего количества выбросов загрязнений), то, естественно, для ряда регионов главное требование — допустимая токсичность отработавших газов (ОГ) автомобильных ДВС. Например, предельно допускаемые выбросы вредных веществ по нормам Евро — 1 (1993 г.) и Евро — 3 (1999 г.) составляют соответственно (в г/км): оксид углерода (СО) не более 2,72 (1,0); углеводороды (Сn Hm) 0,97 (0,1); оксиды азота (NОx) 0,97 (0,1). Как видно из приведенных данных, международные европейские требования к токсичности ОГ за указанные 6 лет возросли в несколько раз и продолжают ужесточаться. Повышенная токсичность ОГ — один из крупных недостатков многих типов автомобилей, выпускаемых в настоящее время, что существенно снижает их цену на рынке и коммерческие возможности на международных маршрутах. Токсичность ОГ сильно зависит не только от конструкции двигателя, но и в не меньшей степени от его технического состояния. Например, одна неисправная свеча зажигания бензинового двигателя может вызывать многократное увеличение выбросов СО и Сn Hm в ОГ.

Кроме приемлемой токсичности, современный двигатель должен соответствовать ряду других показателей, важнейшие из них для бензиновых моделей легковых автомобилей представлены в таблице 1 по данным [8].

Требования к автомобильным двигателям и их системам

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Automobile engines. Startability. Technical requirements

Источник Источник http://diagnozbibike.ru/kompressiya-dvigatelya/
Источник Источник http://www.infocar.com.ua/law_ukr/law_59.html
Источник Источник Источник http://zealint.ru/trebovanija-k-avtomobilnym-dvigatel