Давление сжатия в двигателе автомобиля - Авто журнал "Гараж"
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Давление сжатия в двигателе автомобиля

Двигатели с изменяемой степенью сжатия: от Saab до Infiniti

Все чаще звучат авторитетные мнения, что сейчас развитие двигателей внутреннего сгорания достигло наивысшего уровня и больше невозможно заметно улучшить их характеристики. Конструкторам остается заниматься ползучей модернизацией, шлифуя системы наддува и впрыска, а также добавляя все больше электроники. С этим не соглашаются японские инженеры. Свое слово сказала компания Infiniti, которая построила двигатель с изменяемой степенью сжатия. Разбираемся, в чем преимущества такого мотора, и какое у него будущее.

В качестве вступления напомним, что степенью сжатия называют отношение объема над поршнем, находящимся в нижней «мертвой» точке, к объему, когда поршень находится в верхней.

Париж 2016: Infiniti готовит премьеру новаторского мотора

Для бензиновых двигателей этот показатель составляет от 8 до 14, для дизелей — от 18 до 23.

Степень сжатия задается конструкцией фиксировано. Рассчитывается она в зависимости от октанового числа применяемого бензина и наличия наддува.

Возможность динамически изменять степень сжатия в зависимости от нагрузки позволяет поднять КПД турбированного мотора, добившись того, чтобы каждая порция топливовоздушной смеси сгорала при оптимальном сжатии.

При малых нагрузках, когда смесь обедненная, используется максимальное сжатие, а в нагруженном режиме, когда бензина впрыскивается много и возможна детонация, мотор сжимает смесь минимально.

Это позволяет не регулировать «назад» угол опережения зажигания, который остается в наиболее эффективной позиции для снятия мощности. Теоретически система изменения степени сжатия в ДВС позволяет до двух раз уменьшить рабочий объем мотора при сохранении тяговых и динамических характеристик.

Схема двигателя с изменяемым объемом камеры сгорания и шатуны с системой подъема поршней

Одной из первых появилась система с дополнительным поршнем в камере сгорания, который перемещаясь, изменял ее объем. Но сразу возник вопрос о размещении еще одной группы деталей в головке блока, где уже и так теснились распредвалы, клапаны, инжекторы и свечи зажигания. Притом нарушалась оптимальная конфигурация камеры сгорания, отчего топливо сжигалось неравномерно. Поэтому система так и осталась в стенах лабораторий. Не пошла дальше эксперимента и система с поршнями изменяемой высоты. Разрезные поршни были чрезмерно тяжелыми, притом сразу возникли конструктивные трудности с управлением высотой подъема крышки.

Система подъема коленвала на эксцентриковых муфтах FEV Motorentechnik (слева) и траверсный механизм для изменения высоты подъема поршня

Другие конструкторы пошли путем управления высотой подъема коленвала. В этой системе опорные шейки коленвала размещены в эксцентриковых муфтах, приводимых в действие через шестерни электромотором. Когда эксцентрики поворачиваются, коленвал поднимается или опускается, отчего, соответственно, меняется высота подъема поршней к головке блока, увеличивается или уменьшается объем камеры сгорания, и изменяется тем самым степень сжатия. Такой мотор показала в 2000 году немецкая компания FEV Motorentechnik. Система была интегрирована в турбированный четырехцилиндровый двигатель 1.8 л от концерна Volkswagen, где варьировала степень сжатия от 8 до 16. Мотор развивал мощность 218 л.с. и крутящий момент 300 Нм. До 2003 года двигатель испытывался на автомобиле Audi A6, но в серию не пошел.

Не слишком удачливой оказалась и обратная система, также изменяющая высоту подъема поршней, но не за счет управления коленвалом, а путем подъема блока цилиндров. Действующий мотор подобной конструкции продемонстрировал в 2000 году Saab, и также тестировал его на модели 9-5, планируя запустить в серийное производство. Получивший название Saab Variable Compression (SVC) пятицилиндровый турбированный двигатель объемом 1,6 л, развивал мощность 225 л. с. и крутящий момент 305 Нм, при этом расход топлива при средних нагрузках снизился на 30%, а за счет регулируемой степени сжатия мотор мог без проблем потреблять любой бензин — от А-80 до А-98.

Система двигателя Saab Variable Compression, в которой степень сжатия изменяется за счет отклонения верхней части блока цилиндров

Задачу подъема блока цилиндров в Saab решили так: блок был разделен на две части — верхнюю с головкой и гильзами цилиндров, и нижнюю, где остался коленвал. Одной стороной верхняя часть была связана с нижней через шарнир, а на другой был установлен механизм с электроприводом, который, как крышку у сундука, приподнимал верхнюю часть на угол до 4 градусов. Диапазон степени сжатия при поднимании — опускании мог гибко варьироваться от 8 до 14. Для герметизации подвижной и неподвижной частей служил эластичный резиновый кожух, который оказался одним из самых слабых мест конструкции, вместе с шарнирами и подъемным механизмом. После приобретения Saab корпорацией General Motors американцы закрыли проект.

Проект МСЕ-5 в котором применен механизм с рабочим и управляющим поршнями, связаными через зубчатое коромысло

На рубеже веков свою конструкцию мотора с изменяемой степенью сжатия предложили и французские инженеры компании MCE-5 Development S.A. Показанный ими турбированный 1.5-литровый мотор, в котором степень сжатия могла варьироваться от 7 до 18, развивал мощность 220 л. с. и крутящий момент 420 Нм. Конструкция тут довольно сложная. Шатун разделен и снабжен наверху (в части, устанавливаемой на коленвал) зубчатым коромыслом. К нему примыкает другая часть шатуна от поршня, оконечник которой имеет зубчатую рейку. С другой стороной коромысла связана рейка управляющего поршня, приводимого в действие через систему смазки двигателя посредством специальных клапанов, каналов и электропривода. Когда управляющий поршень перемещается, он воздействует на коромысло и высота поднятия рабочего поршня изменяется. Двигатель экспериментально обкатывался на Peugeot 407, но автопроизводитель не заинтересовался данной системой.

Теперь свое слово решили сказать конструкторы Infiniti, представив двигатель с технологией Variable Compression-Turbocharged (VC-T), позволяющей динамически изменять степень сжатия от 8 до 14. Японские инженеры применили траверсный механизм: сделали подвижное сочленение шатуна с его нижней шейкой, которую, в свою очередь, связали системой рычагов с приводом от электромотора. Получив команду от блока управления, электродвигатель перемещает тягу, система рычагов меняет положение, регулируя тем самым высоту подъема поршня и, соответственно, изменяя степень сжатия.

Конструкция системы Variable Compression у мотора Infiniti VC-T: а — поршень, b — шатун, с — траверса, d — коленвал, е — электродвигатель, f — промежуточный вал, g — тяга.

За счет данной технологии двухлитровый бензиновый турбомотор Infiniti VC-T развивает мощность 270 л.с., оказываясь на 27% экономичнее других двухлитровых двигателей компании, имеющих постоянную степень сжатия. Японцы планируют запустить моторы VC-T в серийное производство в 2018 году, оснастив ими кроссовер QX50, а затем и другие модели.

Заметим, что именно экономичность выступает сейчас основной целью разработки моторов с изменяемой степенью сжатия. При современном развитии технологий наддува и впрыска, нагнать мощности в моторе для конструкторов не составляет больших проблем. Другой вопрос: сколько бензина в супернадутом двигателе будет вылетать в трубу? Для обычных серийных моторов показатели расхода могут оказаться неприемлемы, что и выступает ограничителем для надувания мощности. Японские конструкторы решили этот барьер преодолеть. Как считают в компании Infiniti, их бензиновый двигатель VC-T, способен выступить как альтернатива современным турбированным дизелям, показывая тот же расход топлива при лучших характеристиках по мощности и более низкой токсичности выхлопа.

Каков итог?

Работы над двигателями с изменяемой степенью сжатия ведутся уже не один десяток лет — этим направлением занимались конструкторы Ford, Mercedes-Benz, Nissan, Peugeot и Volkswagen. Инженерами исследовательских институтов и компаний по обе стороны Атлантики получены тысячи патентов. Но пока ни один такой мотор не пошел в серийное производство.

Не все гладко и у Infiniti. Как признаются сами разработчики мотора VC-T, у их детища пока остаются общие проблемы: возросла сложность и стоимость конструкции, не решены вопросы с вибрацией. Но японцы надеются доработать конструкцию и запустить ее в серийное производство. Если это произойдет, то будущим покупателям осталось только понять: сколько придется переплатить за новую технологию, насколько такой мотор будет надежен и сколько позволит экономить на топливе.

Читать еще:  Doch двигатель что это такое

Меняем степень сжатия в кроссовере Infiniti QX50

Комплектаций будет девять. Цены ― в диапазоне 2,79–3,96 млн рублей. Доплата за любой цвет, кроме белого или чёрного, ― 60–80 тысяч. Силовой агрегат только один ― необычный бензиновый турбомотор 2.0 в компании с вариатором и полным приводом.

Прежний Infiniti QX50 остался в тени внимания российского рынка: продажи в лучшем случае превышали тысячу автомобилей в год. Mercedes GLK/ GLC, BMW X3 и Audi Q5 ― каждый из соразмерных конкурентов продаётся в два, а то и в несколько раз лучше. Главной причиной неуспеха QX50 в российском офисе считают курьёзный для кроссовера клиренс в 165 мм, и я готов согласиться. Под пластиковым пыльником силового агрегата машины нового поколения рулетка показывает уже 190 мм. Не рекорд, но прогресс налицо.

На самом деле увеличение дорожного просвета ― следствие смены парадигмы. На протяжении десяти лет у компактных Infiniti была базово-заднеприводная платформа с продольно установленным силовым агрегатом, унаследовавшая гены ещё от легендарного Скайлайна. В минусе клиренс ― но в плюсе был акцент на драйверских ощущениях. Теперь компоновка как у QX60: мотор стоит поперечно, а задние колёса получают тягу лишь во вторую очередь. Однако изюминка QX50 с заводским кодом P71A всё же не новая платформа ― а необычный двигатель внутреннего сгорания.

Новый QX50 войдёт в историю как первый в мире автомобиль с переменной степенью сжатия двигателя. Ещё один звоночек поборникам электромобилизации: крупные концерны не останавливают масштабные работы над совершенствованием ДВС. В теории «переменный мотор» должен совмещать эффективность турбонаддува высокого давления (на больших нагрузках степень сжатия для противодействия детонации падает до 8,0:1) и «зажатого» мотора на частичных нагрузках (14,0:1). Наблюдать за переменами помогает борткомпьютер, где отображаются давление наддува и ― условно ― степень сжатия.

Трогается QX50 резво, но это заслуга хорошо настроенного вариатора с гидротрансформатором ― порой отклики на первое движение педали газа кажутся даже слишком резкими. Как только продавливаешь акселератор больше, чем процентов на десять, стрелка индикатора прилипает к «мощностному» концу шкалы степени сжатия, названной на экране «коэффициентом компрессии». И только при медленном барражировании есть шанс увидеть колебания индикатора у отметки «Эко». Ни по звуку, ни какими-либо другими изменениями в ощущениях догадаться о смене степени сжатия невозможно.

Особой экономичности не замечено: при спокойной езде на экране трип-компьютера значатся около 11 л/100 км, а стоит зажечь ― расход мигом растёт до 14–15 литров. Зато динамика зажигательна — сложно поверить, что под капотом всего два литра! При любом положении дросселя хороши настройки вариатора, имитирующего ступенчатость ― прежний гидромеханический «автомат» был строптивее. А включить «передачу» подрулевым лепестком хочется из любопытства ― чтобы убедиться, что на самом деле до 2200–2500 об/мин мотор почти не тянет, да и раскручивается агрегат со сложным «железом» неохотно: ускорение ослабевает уже к 5500 об/мин.

Зато нет и тени моторной вибрации: активная электромеханическая опора двигателя помогает с успехом проходить все резонансные частоты. Об ушедшем моторе V6 горюешь только из-за безликого и довольно громкого стрёкота на разгоне. Infiniti вообще вышел не самым тихим: на просёлке песок активно барабанит по аркам, а одинарные боковые стёкла не дают полной изоляции от наружных шумов и звука ветра в больших «лопухах» зеркал, взятых от машины прошлого поколения. В которые ещё и мало что видно. Вкупе с толстыми стойками, неубирающимися подголовниками на крайних задних сиденьях и большим недоходом левого дворника Infiniti расстраивает обзорностью.

Вторая по важности технологическая новинка ― опционное рулевое управление второго поколения DAS 2.0. Система, лишённая в штатных режимах механической связи с колёсами, понравилась почти без оговорок. От упора до упора ― около двух с половиной оборотов. Руль точен и лёгок, особенно если включить через медиасистему облегчённый парковочный режим. Главный кайф ― в остроте и линейности реакций при углах поворота баранки до 90º. Их можно ещё ускорить, выбрав спортрежим с тремя настройками темпа откликов.

Об утрате скайлайновского наследства по ходу теста жалеть не приходится. Никакого негатива новая компоновка не вызывает. В штатных режимах QX50 с адаптивным рулевым управляется живее машины прежнего поколения. Только в пределе искренности обратной связи не хватает ― но на рынке полно электроусилителей, настроенных хуже. Крены есть, однако они умеренны. А для каждодневной езды такой Infiniti подходит лучше: колеи машина не замечает в принципе, на рулевую колонку приходит минимум вибраций от дороги.

Этот Infiniti и не подстёгивает ехать быстро. Спортивного духа нет ни в дизайне, ни в обшитом кожей интерьере, ни в креслах, лишённых боковой поддержки, ― хотя их профиль просто великолепен. Плавность хода поначалу кажется хорошей: QX50 благородно покачивается на длинных волнах, приемлемо проходит средние неровности, даже несмотря на 20-дюймовые покрышки Run Flat. Однако кочки покрупнее или «лежаки» неожиданно приводят к встряхиванию пассажиров ― налицо типичная неоднозначность поведения амплитудозависимых амортизаторов.

Семейных приверженцев комфорта Infiniti вообще не ждёт. Кнопок бесконтактного доступа на задних ручках нет, а достаточный запас пространства над головой и перед коленями высокого пассажира заднего дивана нивелируется почти полным отсутствием места для ступней: под опущенное переднее кресло они не пролезают. То есть преимущества новой компоновки можно оценить только с приподнятыми сиденьями ― странно это. Подогрева сидений сзади нет, как и полного обогрева лобового стекла, но есть дистанционный запуск двигателя с брелока. К багажнику вопросов нет, однако полное исчезновение запаски и даже места под неё ― явно не то, что просили российские клиенты вместе с нормальным клиренсом.

Не появилось и внедорожных акцентов. Заблокировать муфту привода задних колёс невозможно, режимов для езды вне дорог не предусмотрено. При езде задним ходом электроника не дает раскручивать двигатель выше 3000 об/мин, и тяги на реверсе на треть меньше. Ещё разочаровывает медиасистема с двумя разномастными экранами, допотопной графикой навигации и качеством телефонной связи на тройку. Водительские ассистенты несовременны: активный круиз-контроль выключается после остановки, а системы автоматического ведения по полосе нет вообще.

Но большую часть недостатков нивелирует цена: за сопоставимые деньги любой автомобиль немецкой тройки будет менее мощным. Едет QX50 вполне нормально, а что касается рулёжки топовых версий с DAS 2.0 ― так даже интересно. Звёзд с неба не хватает, но приспособлен к реальной жизни лучше низкой и откровенно тесной машины прежнего поколения. Ну а инновационному двигателю с переменной степенью сжатия предстоит самый серьёзный экзамен ― на эксплуатационную надёжность.

Паспортные данные

МодельInfiniti QX50
Кузов
Тип кузовауниверсал
Число дверей/мест5/5
Длина, мм4693
Ширина, мм1903
Высота, мм1678
Колёсная база, мм2800
Колея передняя/задняя, мм1635/1630
Снаряжённая масса, кг1809–1911
Полная масса, кг2320
Объём багажника, л565
Двигатель
Типбензиновый с комбинированным впрыском топлива и турбонаддувом
Расположениеспереди, поперечно
Число и расположение цилиндров4, в ряд
Число клапанов16
Рабочий объём, см³1970–1997
Степень сжатия8,0–14,0
Макс. мощность, л.с./об/мин249/5600
Макс. крутящий момент, Н•м/об/мин380/4400
Трансмиссия
Коробка передачвариатор
Приводпостоянный полный
Ходовая часть
Передняя подвесканезависимая, пружинная, McPherson
Задняя подвесканезависимая, пружинная, многорычажная
Передние тормозадисковые вентилируемые
Задние тормозадисковые вентилируемые
Шины235/55 R19
Дорожный просвет, мм220
Эксплуатационные характеристики
Максимальная скорость, км/ч220
Время разгона с 0 до 100 км/ч, с7,3
Расход топлива, л/100 км
— городской цикл10,5
— загородный цикл7,6
— смешанный цикл8,6
Ёмкость топливного бака, л60
ТопливоАИ-95–98

Техника

История

Первым компактным кроссовером марки Infiniti стала модель EX35, поступившая в продажу в конце 2007 года. В её основе ― платформа Nissan FM (Front Midship) с продольно расположенным силовым агрегатом, максимально сдвинутым в пределы колёсной базы для лучшей развесовки. Передняя подвеска — на двойных поперечных рычагах, сзади — многорычажная конструкция.

«Тележка» несла в себе хромосомы культовой модели Nissan Skyline, на которой была обкатана ещё в конце восьмидесятых. Полноприводная трансмиссия ATTESA E-TS была оснащена многодисковой муфтой в приводе передних колёс и в обычных режимах движения передавала весь момент на заднюю ось. Драйверская идеология платформы обернулась небольшим дорожным просветом ― в зависимости от версии, от 15 до 16,5 см.

Код QX50 впервые появился в каталогах в 2013 году, однако это было всего лишь переименование семейства EX. Цифры в индексе больше не означали рабочий объём двигателя, а лишь указывали на место в модельном ряду. Внутреннее заводское обозначение осталось прежним ― J50. Последняя модернизация пришлась на 2015 год, когда QX50 получил увеличенную на 80 мм колёсную базу. Длина подросла на 115 мм.

Компрессия и степень сжатия

По не вполне понятной причине очень многие автолюбители путают эти два понятия. Между тем, хотя они близки, но не являются одним и тем же. Примерно как угол опережения зажигания и угол замкнутого состояния контактов. Достаточно указать на тот факт, что степень сжатия является геометрической величиной, выражающейся в абсолютных единицах (то есть это просто число без единицы измерения) и являющейся практически постоянной величиной для двигателей одной модели в штатной комплектации, а компрессия меряется в единицах давления (атмосферах, МПа, барах) и сильно зависит от технического состояния двигателя и способа измерения. Скажем так, степень сжатия — расчётный параметр, примерно как колёсная база, а компрессия — эксплуатационный, примерно как расход топлива.

Итак, степень сжатия — геометрическая безразмерная величина, вычисляется как отношение полного объёма цилиндра к объёму камеры сгорания. Полный объём цилиндра — сумма рабочего объёма и объёма камеры сгорания, то есть объём в цилиндре, когда поршень находится в нижней мёртвой точке НМТ, объём КС — когда он в ВМТ; рабочий объём — объём между ВМТ и НМТ. Для волговского мотора, как правило, это 6.7. Это следует грубо понимать так, что рабочая смесь, засосанная в цилиндр, сжимается в 6.7 раз по объёму. Именно раз, а не атмосфер. Поскольку степень сжатия — это деление кубических сантиметров на кубические сантиметры, то специальной единицы измерения нет (в таких случаях говорят об абсолютных единицах, проще говоря — разах).

Степень сжатия не меняется при работе мотора, это такая же его константа, как рабочий объём или масса. (Строго говоря, при работе двигателя кольца трутся о гильзы, снимают с них ничтожные слои молекул, рабочий объём растёт, степень сжатия падает — но на настолько микроскопические величины, что этим можно совершенно смело пренебречь и принять, что степень сжатия в принципе не меняется). От неё зависит прежде всего применяемое топливо, точнее, его октановое число. Чем выше степень сжатия, тем более высокооктановое топливо требуется мотору.

Компрессия — физическая величина, давление в цилиндре в конце такта сжатия. Измеряется в атмосферах или кг/см2, можно в барах, килопаскалях или других единицах. Может сильно изменяться в процессе работы мотора по мере его износа. Зависит от степени сжатия (оптимальная компрессия мотора очень приблизительно высчитывается умножением степени сжатия на 1.4 атм — это связано с эффектом адиабатического сжатия). Таким образом, характерные значения компрессии для стандартного мотора — около 8…9 атмосфер. (Для форсированного под 92 бензин — 10…12).

Смысл компрессии — техническое состояние двигателя и всего автомобиля в целом, наряду с давлением масла. Чем она выше, тем меньше газов прорывается в картер двигателя и соответственно больше газов совершают полезную работу, благодаря чему у двигателя высокий КПД и низкий расход топлива, а также высокая мощность. От компрессии зависит расход масла, стабильность работы двигателя, приёмистость, расход топлива, быстрота запуска двигателя. Помимо двигателя, на величину компрессии может повлиять состояние электрооборудования (стартёра, аккумуляторной батареи, соединяющих их проводов) — но только при измерении.

При падении компрессии в любом цилиндре или во всех ниже 6 атмосфер или сильном разбросе по цилиндрам (более 1 атмосферы) двигатель подлежит ремонту. Как правило, основная причина падения компрессии — «севшие» поршневые кольца, например после перегрева. На втором месте стоят клапана. Потом пробой прокладки ГБЦ. Могут быть ещё экзотические случаи типа прогоревшего поршня или вылезшего поршневого пальца, «профрезеровавшего» гильзу. Чтобы определить, что именно, после измерения компрессии в цилиндры заливают масло и снова меряют. Если компрессия существенно возрастает, почти всегда виноваты кольца. Если нет — дело в головке, скорее всего в клапанах.

Проблемы, вызываемые низкой компрессией — падение мощности, ухудшение динамики разгона, снижение максимальной скорости, возрастание расхода масса и топлива, порой очень чувствительные.

Для измерения компрессии служит прибор, называемый компрессометром, который представляет собой обыкновенный манометр, аналогичный тем, с помощью которого меряется давление в шинах, со специальным переходником, который либо ввинчивается вместо свечи, либо просто плотно прижимается к свечному отверстию резиновым кольцом. На переходнике имеется золотник (ниппель), который позволяет сохранять показания прибора для удобного считывания. Компрессометры продаются на автомобильных рынках.

При стандартном измерении компрессии воздушный фильтр должен снят, подача топлива отключена — поплавковая камера осушена, а бензонасос отключен от бака и также опустошен, все свечи вывинчены, клапана отрегулированы. Мерять необходимо на предварительно хорошо прогретом двигателе с хорошо заряженным и не старым аккумулятором, иначе компрессия окажется заниженной (скорость вращения коленвала играет важную роль). Рекомендуется провести 3-4 цикла измерений компресии и усреднить полученные результаты, чтобы добится большей достоверности данных, в идеале — повторить замеры с интервалом в несколько дней. К сожалению, при измерении компрессии можно часто получить неверные данные из-за погрешности прибора, неплотном прижатии переходника к свечному отверстию, наличию во впускном коллектора остатков бензина итп.

Обычно компрессию меряют в двух вариантах: самый простой — с открытыми заслонками в карбюраторе, более продвинутый — с закрытыми. Впрочем, профессионалы могут мерять компрессию в разных сочетаниях, в том числе с невывинченными свечами в остальных цилиндрах, на холодном двигателе, с закрытыми или открытыми заслонками в карбюраторе итп. При этом каждый из способов дает свои результаты и позволяет определять свои дефекты.

Если заслонка полностью закрыта, то в цилиндры поступает малое количество воздуха. Максимальное давление в цилиндре оказывается невелико (порядка 6-8 атм) из-за малого давления в коллекторе (0.5-0.6 атм вместо 1 при полностью открытом дросселе). Утечки при закрытой заслонке также оказываются малы из-за малого перепада давления, но даже при этом соизмеримы с поступлением воздуха. Вследствие этого величина компрессии в цилиндре оказывается очень чувствительной к утечкам — даже из-за незначительной причины давление падает сразу в несколько раз.

При полностью открытом дросселе этого не происходит. Значительное увеличение количества поступившего в цилиндры воздуха приводит и к росту компрессии, однако утечки, несмотря на их небольшой рост, становятся значительно меньше подачи воздуха. Вследствие этого компрессия даже при серьезных дефектах может ещё не упасть до недопустимого уровня (например, до 8-9 атм у двигателя под АИ-93 или 5-6 атм у двигателя под А-72).

Исходя из особенностей различных вариантов измерения компрессии, можно дать некоторые рекомендации по их использованию.

Измерения компрессии с полностью открытой заслонкой позволяют обнаружить:

— поломки и прогары поршней;
— зависание (закоксовывание) колец в канавках поршня;
— деформации или прогар клапанов;
— серьезные повреждения (задиры) поверхности цилиндра.

Измерением компрессии с закрытой заслонкой можно определить:

— не вполне удовлетворительное прилегание клапана к седлу;
— зависание клапана — дефекты профиля кулачка распределительного вала (в конструкциях с гидротолкателями).

Дефекты и неисправности бензинового двигателя, выявляемые измерением компрессии на примере двигателя под 92 бензин

Неисправность Признаки неисправности Величина компрессии, атм при дроссельной заслонке:
открытой, закрытой:
Неисправности нет, норма — 10-12 6-8
Трещина в перемычке поршня Синий дым выхлопа, большое давление в картере — 6-8 3-4
Прогар поршня То же, цилиндр не работает на холостом ходу — 0-5 0-1
Прогар клапана Цилиндр не работает на холостом ходу и малых нагрузках — 1-4 0
Деформация клапана То же — 3-7 0-2
Залегание колец в клапанах поршня То же с синим дымом выхлопа, большим давлением в картере — 2-4 0-2
Задир на поверхности цилиндра То же, возможна не вполне устойчивая работа цилиндра — 2-8 1-4
Переобогащение смеси Затруднен запуск, черный дым выхлопа — 5-8 3-4
«Зависание» клапана Цилиндр не работает на холостом ходу — 5-8 1-3
Дефект профиля кулачка распределительного вала То же — 7-8 1-3
Естественный износ поршневых колец и цилиндров Повышенный расход масла — 6-9 4-6
Повышенное количество нагара в камере сгорания в сочетании с изношенными маслоотражательными колпачками и/или маслосъемными кольцами Повышенный расход масла, синий дым выхлопа — 13-16 10-14
Тщательно записывая результаты измерений и проводя их по нескольку раз в каждом варианте, можно сделать выводы о состоянии двигателя, не разбирая его.

Давление сжатия в двигателе автомобиля

Все элементы и расходные материалы, окружающие устройства со временем изнашиваются. К сожалению, это неизбежно также и в случае автомобилей и двигателей внутреннего сгорания. В какой-то момент блок питания дает знать, что свое уже отработал, а некоторые группы внутри него, не подходят для замены. Симптомом, свидетельствующим о поломке, является, прежде всего, недостаточная компрессия в цилиндрах.

Для начала стоит сосредоточиться на разнице между степенью сжатия воздуха и его давлением (сжатием). Эти понятия, из-за похожего названия, часто неосознанно путают. Степень сжатия — это отношение объема воздуха, находящегося в цилиндре во время самого низкого положения поршня (в конце хода всасывания) – DMP (нижняя мертвая точка) – до объема в верхнем его положении (в конце такта сжатия) – ВМТ (верхнюю мертвую точку). На это значение, вы не имеете никакого влияния, поскольку оно вытекает из параметров гильз цилиндров и поршней. Степень сжатия определяется при проектировании привода. Ее значение для каждого автомобиля можно найти в руководстве по эксплуатации. Единственной ситуацией, в которой она может быть изменена, является планирование головки. Тогда объем камеры сгорания уменьшается на определенное минимальное значение, что влияет на увеличение степени сжатия. Сжатие правильно называется давление сжатия двигателя внутреннего сгорания, давлением воздуха или топливно-воздушной смеси при результате сжатия в цилиндре. Этот параметр зависит, в частности от состояния привода и износа уплотнительных элементов камеры сгорания, то есть, в частности, поршневых колец, клапанов и их гнезд или гильзы цилиндра, и т. д. Это один из наиболее важных параметров, необходимых для правильной работы привода. Без получения соответствующих значений сжатия не произойдет самовозгорания в случае дизельных двигателей, а во время взрыва топливно-воздушной смеси не будет создано достаточно энергии, чтобы переместить поршень в нижнее положение. Для бензиновых двигателей компрессия должна составлять 7-9 баров, а для вариантов дизельных двигателей – от 14 до 23. Разница между отдельными цилиндрами может составлять до одного бара, без негативного влияния на работу и срок службы привода. Все отклонения от нормы, превышающие это значение должно быть причиной для беспокойства.

Причины

Причин, по которым происходит недостаточное давление сжатия в двигателе, может быть несколько. Одним из примеров такой неисправности может быть повреждение или выгорание клапанов в головке или негерметичность поршневых колец. Короче говоря – любые утечки, вызывающие распаковки камеры сгорания — это самый большой враг двигателя. Наиболее радикальный сценарий, это, например, выжженная дыра в поршне или повреждение какого-либо из цилиндров. Если первые две неисправности, можно отремонтировать, и они не приведут владельца автомобиля к банкротству, то второй вариант, уже не будет так милостив для вашего кошелька. Часто, это более рентабельный вариант. Слишком низкое значение давления сжатия не должно быть единственной причиной для беспокойства. В ситуации, когда было сделано так называемое планирование головки, повышенное значение сжатия, также не означает ничего хорошего.

Как измерить компрессию?

Чтобы измерить давление сжатия в машине, единственное, что вам нужно, — это специальный измерительный прибор, ключ для свечей и немного ручного труда. Если вы не боитесь возиться в собственном автомобиле, можете смело сами взять под контроль состояние вашего двигателя. Это делается очень просто – выкрутите свечи зажигания, а затем по очереди на их место вкрутите манометр. Следующим шагом является поворот ключа в замке зажигания, чтобы заставить стартер работать в течение нескольких секунд. Затем определите результат на индикаторе устройства с помощью кнопки, расположенной на его корпусе. Позже вы можете измерить сжатие в последующих цилиндрах. Стоит помнить о соответствующей подготовке автомобиля для такого исследования. В первую очередь следует убедиться, что аккумулятор и стартер находятся в безупречной форме. Кроме того, чтобы обеспечить достоверность измерений, следует придерживаться конкретных рекомендаций производителя, касающихся процедуры измерения. Для некоторых автомобилей необходимо полностью охладить двигатель, прежде чем приступить к действию. Другие инструкции требуют подогрева привода для его оптимальной рабочей температуры (значения для масла должно быть не менее 70-80 градусов по Цельсию). Для некоторых автомобилей может потребоваться также максимальное нажатие на педаль газа во время работы стартера, чтобы обеспечить полное открытие дроссельной заслонки. Однако все зависит от модели автомобиля и рекомендаций производителя. Поэтому, прежде чем приступить к действию, хорошо бы заглянуть в так называемые инструкции, чтобы увидеть, с чем вообще вы имеете дело.

Манометр – необходим для контроля давления

Устройство, которое позволяет вам осуществить самостоятельный контроль технического состояния привода, не является слишком сложным. Оно состоит из указателя (часто аналогового), оснащенного соответствующей шкалой (бары, атмосферы), а также наконечники для гнезда свечей зажигания. Хотя есть универсальные приборы, которые предназначены для бензиновых двигателей. Наконечники манометров предназначены для контроля давления в единицах с искровым зажиганием часто просто размещают в отверстиях при свечах, а резиновая прокладка предотвращает протекание воздуха снаружи камеры сгорания. Каждый манометр имеет значение критического давления, возможное для поддержания и измерения. Большинство имеющихся датчиков предназначены для бензиновых двигателей, так как их максимальное давление составляет 10 бар, хотя можно найти варианты до 20. Это необходимый аксессуар, который каждый должен иметь в своем гараже. Это незаметное, на первый взгляд, устройство позволит вам, как можно быстрее диагностировать все возможные неисправности в вашей машине. И чем быстрее данный недостаток будет обнаружен, тем меньше вероятность серьезных аварий.

Что бы сохранить автомобиль в превосходном состоянии необходимо вовремя обслуживать свой автомобиль это как замена масла, фильтров, тормозных дисков и колодок, в этом поможем мы выберите ваш автомобиль из списка.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector