Promlebedka.ru

Авто ДРайв
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое максимальное давление сгорания в цилиндре двигателя

Регулировка дизелей

Под регулированием дизеля понимают комплекс таких технологических мероприятий, которые обеспечивают номинальную мощность дизельного двигателя при его экономичности и надежности.

Все цилиндры дизеля должны развивать одинаковую мощность. Если цилиндры двигателя нагружены неравномерно, то при выходе дизеля на номинальную мощность часть цилиндров оказывается перегруженной.

Перегрузка отдельных цилиндров сопровождается увеличением тепловых напряжений и температуры, которые нередко вызывают появление трещин в стенках блока, крышках цилиндров, донышка поршней, загорание поршневых колец в канавках поршня, обгорание тарелок клапанов и сопловых наконечников распылителей форсунок, вибрацию дизеля. Перегрузка одних цилиндров и недогрузка других недопустима.

Как правило регулировка дизеля проводится с применением штатных измерительных приборов, входящих в комплект поставки дизеля: механического индикатора, максиметра и термомопар или термометров.

В зависимости от типа дизеля мощность в цилиндре измеряется или оценивается различными методами:

на малооборотных дизелях, оборудованных индикаторными приводами, мощность в цилиндре измеряют по индикаторной диаграмме, получаемой при помощи механического индикатора.

на остальных дизелях, оборудованных индикаторными кранами, о равномерности нагрузки по цилиндрам судят по максимальному давлению цикла Pz и температуре выпускных газов при помощи максиметра и штатных термопар. Мощность цилиндра не измеряется, а оценивается при помощи косвенных параметров.

на дизелях без индикаторных кранов – нет штатных приборов, позволяющих оценить нагрузку по цилиндрам.

Применение в качестве штатного или технологического средства контроля переносного комплекса для регулировки цилиндровой мощности дизеля, выпускаемого нашим предприятием, позволяет в любой момент индицировать дизель в процессе проведения регулировочно-наладочных работ и испытаний.

Комплекс обеспечивает:

  • контроль теплотехнических параметров дизеля;
  • оценку качества и диагностику неисправностей рабочего процесса дизеля;
  • регулировку цилиндровой мощности дизеля;

Комплекс отображает на экране монитора:

  • развернутые индикаторные диаграммы выбранных цилиндров (до 8 одновременно, Рис.1) ;
  • сохраненные в архиве данные по всем измерениям;

В результате обработки полученных индикаторных диаграмм определяются:

  • максимальное давление сгорания – Pz (МПа);
  • индикаторное давление – Pi (МПа);
  • индикаторная мощность – Ni (кВт);
  • частота вращения коленчатого вала – n (об/мин);

Рис. 1 Индикаторная диаграмма отображаемая на экране комплекса.

Основную информацию комплекс получает от высокотемпературного датчика давления газа серии ДДГ, устанавливаемого на индикаторный кран дизеля или специально подготовленный канал, соединяющий датчик с камерой сгорания (Рис. 2 ).

Рис. 2 Высокотемпературные датчики давления газа в цилиндре серии ДДГ, установленные на индикаторные краны всех цилиндров дизеля 16Д49 .

В состав комплекса может входить один переносной датчик давления газа или количество датчиков давления газа должно соответствовать числу цилиндров дизеля.

С одним переносным датчиком давления газа, измерения проводят последовательно устанавливая датчик на каждый цилиндр. Во время проведения измерений, для получения объективных данных, необходимо обеспечивать постоянную мощность дизеля. Если индицирование цилиндра занимает 1 минуту, то например 8-цилиндровый дизель будет проиндицирован за 8 минут. При этом, в течение всего времени, необходимо обеспечивать стабильность нагрузки.

Установка датчиков давления газа на все цилиндры дизеля одновременно является наиболее предпочтительной, так как дает объективную картину распределения мощности по цилиндрам независимо от меняющейся нагрузки и занимает всего несколько секунд.

Также необходимо учесть, что при регулировке дизеля, изменять настройки одного цилиндра для достижения оптимального варианта приходится последовательно несколько раз. При этом происходит не только изменение мощности в регулируемом цилиндре, но и перераспределение нагрузки между цилиндрами. После каждой итерации (а их может быть и 10-20) требуется проведение индицирования, и время, потраченное на индицирование 1 датчиком (8 минут для 8-цилиндрового дизеля умноженных на 10-20 итераций) существенно отличается от нескольких секунд умноженных на 10-20 итераций, при индицировании всех цилиндров одновременно.

Читать еще:  Где находится датчик температуры двигателя ниссан блюберд

На рис. 3 показаны индикаторные диаграммы с параметрами всех цилиндров судового дизеля 6NVD36 до регулировки. На дизеле были установлены одновременно датчики давления газа на все цилиндры. Судно было привязано к причальной стенке. Дизель кратковременно запускали на долевой мощности. Нескольких секунд хватало на индицирование всех цилиндров.

Рис. 3 Индикаторные диаграммы всех цилиндров дизеля до регулировки.

Рис. 4 Индикаторные диаграммы всех цилиндров дизеля после регулировки.

На рис. 4 показаны индикаторные диаграммы и их характеристики всех цилиндров дизеля 6NVD36 после регулировки. Из архивных протоколов видно, что регулировку провели за 1 час и дизель запускали 8 раз.

Нагрузка цилиндра зависит от давления конца сжатия, количества топлива, подаваемого топливным насосом за один цикл, угла опережения подачи топлива и качества распыливания топлива форсункой.

Каждая из этих характеристик находит свое отражение в форме и характерных точках индикаторной диаграммы.

При проведении регулировки для достижения оптимального варианта приходиться последовательно изменять настройки каждого цилиндра несколько раз. Каждое изменение любой настройки регистрируется комплексом, что позволяет точно определять, какие характеристики и на какую величину необходимо менять в каждом цилиндре.

Ниже приведены индикаторные диаграммы с характерными неисправностями.

Рис. 5 Отключена или отсутствует подача топлива – диаграмма давления сжатия.

Рис. 6 Уменьшение общего угла опережения подачи топлива во всех цилиндрах.

Рис. 7 Влияние угла опережения подачи топлива на вид диаграммы: поздний угол подачи топлива – красная диаграмма и нормальный угол – зеленая.

Рис. 8 Незначительное изменение угла опережения подачи топлива.

Рис. 9 Индикаторные диаграммы одного цилиндра при разных цикловых подачах. С увеличением цикловой подачи диаграмма расширяется.

Рис. 10 Индикаторные диаграммы 6 цилиндрового дизеля на номинальной нагрузке. Виден небольшой разброс процессов сгорания.

Что понимают под компрессией?

Одна из основных характеристик двигателя, приведенная в инструкции по эксплуатации автомобиля, – степень сжатия. Это безразмерный коэффициент, показывающий, во сколько раз сжимается топливовоздушная смесь перед воспламенением. Рассчитывается так: объем одного цилиндра (с учетом камеры сгорания) делится на величину хода поршня. Данный параметр является постоянным и меняется только при глубоком тюнинге мотора – расточке цилиндров, установке другого коленвала и так далее.

Степень сжатия несведущие автолюбители путают с компрессией – реальным давлением, создаваемым поршнями при вращении коленчатого вала стартером (200–300 об/мин). Характеристика меняется по мере износа деталей и измеряется в таких единицах:

  • Атм (атмосфера);
  • кгс/см 2 (килограмм-сила на сантиметр) = 0,97 Атм;
  • МПа (мегапаскаль) = 9,9 Атм;
  • Бар = 0,99 Атм.

Чтобы выявить неисправность главных элементов двигателя, нужно померить компрессию во всех цилиндрах и сопоставить полученные значения с оптимальной величиной. Почему в процессе эксплуатации мотора компрессия снижается:

  1. Рабочие поверхности колец, поршней и цилиндров истираются, зазор между ними увеличивается. Когда коленвал крутится стартером, поршень не успевает «накачать» давление в камере сгорания – часть воздуха уходит через щели в картер.
  2. Тарелки клапанов постепенно подгорают, неплотно садятся в седло и пропускают газы.
  3. «Подвисший» клапан либо полностью прогоревший поршень не позволяет создать давление в цилиндре.
  4. Царапины и задиры на цилиндрах также ведут к утечкам газов.
Читать еще:  Что за свист при запуске двигателя ваз 2107

Указанные процессы аналогично протекают во время работы мотора: топливо не догорает, газы проникают в картер, а масло – в камеру сжигания. То есть, величина компрессии отражает реальную картину внутри двигателя.

Нормы компрессии

Для определения критической изношенности цилиндро‐поршневой группы нужно сверять стандартный показатель с имеющейся величиной. Естественно, идеальным он не может быть, тем более, на моторах со старым устройством. Различают 3 приемлемых значений, при которых работа движка считается удовлетворительной:

  • для старых карбюраторных моторов с низкой степенью сжатия — до 9,9 атмосфер;
  • для инжекторов — 10,8 атмосфер;
  • для дизелей — до 29.7 атмосфер.

Такой разброс значений легко объяснить разностью степени сжатия. На старых силовых агрегатах она априори низкая — редко превышает 8,5 единиц. На DIESEL этот показатель, наоборот, высокий из‐за малых размеров камеры сгорания — доходит до 24 единиц. И только на современных бензиновых инжекторных моторах компрессия равна 9 или максимум 11 единицам.

Принято считать, что компрессия прямо связана со степенью сжатия. Если знать последнюю величину, которая всегда представлена в технических документах на автомобиль, определить компрессию не составит труда. Достаточно умножить коэффициент сжатия на 1,4 или 1,5. Но желательно всё‐таки использовать те значения, которые приведены в официальных источниках.

На двигателе Ваз-2106 показатель компрессии равен 11 кгс/см 2 , а на уже на Ваз-2110 — 13 кгс/см 2 . Дизельный BHDA или BHDB, устанавливаемый на Ford Focus, отличается более высоким значением — 18 кгс/см 2 . На Mitsubishi ASX с движками 1.6, 1.8 и 2.0 литра, этот показатель варьируется в пределах 12-13 кгс/см 2 .

Дефорсирование

Такая операция может понадобиться, например, для перехода на более дешевый бензин. Или необходимо сделать откат в случае неудачного форсирования движка. Тогда для возвращения на исходные позиции потребуется утолщенная прокладка ГБЦ или новая головка. Как вариант — использовать две обычные прокладки, между которыми можно поместить алюминиевую вставку. В итоге камера сгорания увеличится, а степень сжатия снизится.

Другой способ заключается в снятии слоя металла с рабочей поверхности поршней. Но такой метод будет проблематичным, если рабочая поверхность (днище) имеет выпуклую или вогнутую форму. Сложная форма днища поршня часто делается для оптимизации процесса сгорания смеси.

На старых карбюраторных моторах дефорсирование не вызывает проблем. Но электронное управление современных инжекторных двигателей после такой процедуры может ошибаться в регулировке угла опережения зажигания, и тогда при использовании низкооктанового бензина возможно возникновение детонации.

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.

Читать еще:  Все причины по которым глохнет инжекторный двигатель

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.

Камеры сгорания дизельных двигателей и особенности работы такого ДВС

Начнем с того, что камеры сгорания дизельных двигателей несколько отличаются от бензиновых. Существует два основных типа камер:

  • неразделенная камера сгорания дизельного мотора;
  • разделенная камера сгорания дизельного ДВС;

Неразделенный тип является однообъемной камерой, как правило, простой формы, которая согласована с расположением форсунок. Такие камеры обычно выполняются в днище поршней, также могут быть изготовлены частично в днище и частично в ГБЦ, редко только в головке блока.

Если говорить о плюсах и минусах, первый тип позволяет обеспечить двигателю лучший КПД, однако температуры в такой камере сгорания выше. Также растут и ударные нагрузки. Что касается разделенных камер сгорания, КПД меньше, однако удается реализовать более полноценное сгорание топлива, такой дизель меньше коксуется, дымит и т.д.

Что делает Маск

Места для роста ракетным двигателям осталось немного. Законы термодинамики гласят, что получить скорость истечения газов больше трех с половиной километров в секунду уже не получится — разве что перейти на смеси, которые в приличном конструкторском обществе употреблять не принято. Жидкий фтор с водородом и жидким же литием (температурой 180 градусов, заливать в подогретые баки) может, конечно, выдать целых 5320 м/с, но иметь дело с этим химическим кошмаром американские ракетчики в пятидесятые годы отказались. Советские инженеры, правда, смогли разработать РД-301, работавший на паре фтор+аммиак, но в семидесятые годы закрыли и этот проект.

Маск рассчитывает создать двигатель, который соединит управляемость Merlin с давлением РД-180, сохранив надежность и того и другого. Работать Raptor будет на метане и кислороде, что необычно, но не слишком: метан почти не использовался в космонавтике, однако горит в кухонных плитах, так что никаких из ряда вон выходящих мер безопасности не требуется. Тяга Raptor должна составить 170 тонно-сил, и этот показатель уже достигнут в испытаниях, так что шансы проекта на успех довольно высоки.

Алексей Тимошенко

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector