Компресія і ступінь стиснення дизельного двигуна - справжні тачки!
Движок будь-якого автомобіля, в тому числі і дизельний, є досить складним пристроєм, що складається з пристроїв і систем.
Взаємодія цих систем і пристроїв між собою дозволяє перетворювати енергію, що виникає при згорянні паливно-повітряної суміші в обертальний рух кривошипно-шатунного механізму з майбутньою передачею обертання на коробку.
Основна робота по перетворенню енергії відбувається всередині циліндро-поршневої групи, а саме в циліндрах.
Перетворення енергії залежить від багатьох чинників, серед яких ступінь стиснення мотора і компресія. Особливо ці поняття грають більш важливу роль в дизельних силових установках, так як запалення горючої суміші в циліндрах цього агрегату виконуються за рахунок стиснення консистенції.
Поняття ступеня стиснення
Часто ці поняття плутають між собою, чи об'єднують в один термін. У реальності це два різних терміна, і характеризуються вони по-різному.
Спочатку розберемо все про ступінь стиснення дизельного мотора.
Співвідношення обсягу циліндра двигуна в момент знаходження поршня в нижній мертвій точці (НМТ) до обсягу камери згоряння в момент, коли поршень достегает верхньої мертвої точки і є ступінь стиснення мотора.
Дане співвідношення показує на різницю тиску, що виникає в циліндрі двигуна тоді, коли в циліндр надходить пальне.
У технічній документації, що йде разом з дизельною силовою установкою, ступінь стиснення вказується у вигляді математичного співвідношення, наприклад - 18: 1.
Для дизельного агрегату найкращою ступінь стиснення варіюється в діапазоні від 18: 1 до 22: 1. Саме при таких показниках у цього мотора досягаються найбільші показники ефективності.
Як все працює
У дизельного мотора при такті стиснення, коли поршень рухається до ВМТ, обсяг в циліндрі стрімко скорочується. У цей момент в камері згоряння перебувати тільки повітря, він-то і стискається, даний процес називається тактом стиснення.
При підході поршня до ВМТ, повітря стискається на позначену в документації ступінь стиснення, в камеру згоряння під тиском подається пальне.
Суміш з пального і повітря через вплив на неї високого тиску запалюється, істотно збільшуючи тиск всередині камери, поршень в цей момент проходить ВМТ.
Утворене в результаті згоряння паливоповітряної консистенції високий тиск починає тиснути на днище поршня, змушуючи його рухатися до НМТ.
Засобом шатуна поступальний рух поршня перетворюється в обертальний рух колін. вала.
У цьому випадку тиск, який виник у результаті займання консистенції, примушує рухатися поршень до НМТ іменується робочим ходом. Робочий хід є одним з тактів роботи циліндро-поршневої групи.
При такті стиснення якраз і принципова ступінь стиснення. Чим вона вища, тим паче легше зайнятися горюча суміш і в більш повній мірі вона згорить, забезпечивши більший тиск.
При непоганому показнику ступеня стиснення дизельний мотор буде забезпечувати більший вихід потужності при найменшій кількості горючого пального.
Але у дизельних силових установок недаремно є спектр ступеня стиснення, за який виходити не рекомендується.
Ступінь стиснення менше 18: 1 призводить до зниження мощностного показника установки, при цьому споживання пального зростає.
Та й надмірна ступінь стиснення у мотора теж позначається недобре на движку, особливо дизельному. За рахунок збільшених навантажень, які відчувають циліндропоршневая група, їх ресурс дуже стрімко скорочується.
Підвищення понад норму ступеня стиснення може привести до прогорання поршня, вигину шатуна.
У деяких випадках підвищення даного показника призводить до вибуху силової установки без здатності наступного відновлення.
Можливість виміру ступеня стиснення
Перевірити ступінь стиснення дизельного агрегату в гаражних умовах практично неможливо. Так як необхідно проводити якісь заміри, які зробити дуже важко.
Одним з таких вимірів є з'ясування обсягу в циліндрі при знаходженні поршня в ВМТ.
Далі необхідно знати деякі властивості силової установки, частина з яких можна з'ясувати з числа тих. документації, але якісь з'ясувати досить важко.
Для обчислення ступеня стиснення буде потрібно знати обсяг камери згоряння, так як між блоком циліндрів перебувати прокладка, то необхідно знати її товщину і діаметр поршневого отвору в ній, хід поршня і діаметр циліндра.
Маючи всі ці дані, також зробивши виміри обсягу в циліндрі, можна математичним методом провести обчислення ступеня стиснення.
Методи збільшення показника
Виміряти ступінь стиснення на дизельному двигуні важко, а ось поміняти даний показник в кращу сторону - можна.
Є кілька методів зростання показників ступеня стиснення на дизельному агрегаті.
Зменшуємо камеру згоряння двигуна.
Найпростішим шляхом збільшення даного показника є зменшення камери згоряння.
Так як ступінь стиснення - це співвідношення обсягу циліндра до об'єму камери згоряння, то змінивши обсяг 1-го можна поміняти і сам показник співвідношення.
Зменшити обсяг камери згоряння можна декількома способами.
1-е, що можна зробити - це поміняти прокладку між блоком і головкою мотора на більш вузьку, через це і помінятися обсяг камери згоряння.
Додатково можна провести торцювання головки блоку циліндрів. В даному випадку з головки блоку знімається шар металу, через що і зменшується камера згоряння.
Впровадження турбованного нагнітача.
Другим шляхом зміни даного показника є підвищення тиску в камері згоряння.
Застосування такого пристрою, як турбінний нагнітач, він же турбонаддув, дозволяє збільшити ступінь стиснення.
У дизельних силових установках, що не мають даного пристрою, повітря, необхідний для створення горючої суміші, подається за рахунок розрідження в циліндрі, що виникає при такті впуску.
При такій подачі повітря в циліндри високий тиск на такті стиснення забезпечити повністю нереально, так як кількість повітря вийдуть обмеженим.
При використанні нагнітача повітря в циліндри подається примусово. Це забезпечує подачу більшої кількості повітря, і як наслідок більшого тиску в циліндрі при такті стиснення.
Читайте по темі: турбований або атмосферний двигун, що краще.
Нерідко на дизельних моторах, окрім нагнітача застосовується чергове пристрій - інтеркулер. Він також дозволяє збільшити тиск в циліндрі, але за дещо іншим принципом, ніж нагнітач.
У завдання інтеркулера заходить охолодження повітря перед подачею його в циліндри. Призводить це до того, що при охолодженні щільність повітря зростає, а значить і тиск в циліндрі буде вище.
Це основна інформація, що стосується ступеня стиснення. Перейдемо до компресії.
поняття компресії
Компресія - це показник тиску в циліндрах двигуна. Вимірюватися даний показник може в кількох величинах - кг / см кв. Барах, атмосфера, Паскалях.
Підвищена увага заслуговує компресія дизельного мотора, тому що даний показник дуже важливий в дизельних моторах. У дизеля компресія повинна бути близько 22 Атм. хоча на різних движках може бути і більше, при цьому значно.
Найвища компресія в циліндрах дизеля повинна забезпечуватися тому, що займання горючої суміші виконуватися конкретно через високого тиску.
Якщо даний показник на дизелі буде істотно менше норми, пуск мотора - скрутний або неможливий.
Компресія дизельного мотора в циліндрі досягається методом стиснення повітря поршнем при такті стиснення. Але повної щільності всередині циліндра досягти просто нереально, завжди буде витік повітря.
Повітря частково може прориватися через зношені компресійний кільця, коли вони вже не можуть забезпечити належне прилягання до циліндра, частина повітряної маси може виходити з циліндра через нещільне прилягання клапанів до сідел.
Якщо говорити в загальному, то показник компресії показує на стан мотора.
Сильне невідповідність компресії двигуна від даних норм завжди показує на сильний знос пристроїв силової установки. Тому вимір компресії заходить в комплекс дослідницьких робіт мотора.
Як заміряти компресію
На відміну від ступеня стиснення провести заміри компресії двигуна не особливо важко. Для проведення даних робіт досить мати компессометр або компрессограф.
Принцип дії цих 2-ух пристроїв схожий, різниця тільки в виведенні інформації.
У компрессометра значення тиску вказується на шкалі манометра.
У компрессографа ж інформація про тиск в циліндрі заноситься на який-небудь носій інформації або ж просто на папір.
Послідовність перевірки компресії в дизельному двигуні така:
- З 1-го циліндра знімається форсунка, на її місце встановлюється прилад;
- Потім робиться проворот клонували стартером і записується отриманий результат;
- Після перевіряється компресія у всіх інших циліндрах;
- Потім значення, придбані у всіх циліндрах, звіряються.
У незношених мотора компресія повинна відповідати або хоча бути близькою до номінального значення, позначеному в документації. Розбіжність у показниках на різних циліндрах теж повинна бути схожою, допускається малозначні відмінності.
Від чого залежить компресія
Як уже сказано, компресія дизельного мотора, і не тільки його, а всіх силових установок, знаходиться в залежності від стану циліндро-поршневої групи і газорозподільного механізму.
Але крім цього компресія мотора до того ж знаходиться в залежності від кількості оборотів коленвала. Чим нижче його обороти, тим більше часу у повітря, що знаходиться всередині циліндра відшукати місце, де він може вийти з неї.
Тому при вимірі компресії важливо простежити про те, щоб стартер забезпечив хоча малих 20-250 оборотів колін. вала за хвилину. Інакше свідчення компрессометра не відповідатимуть реальному значенню даного показника.
Це природно, не всі фактори, що впливають на компресію, але перераховані є одними з головних.
Особливості пуску дизельного мотора
Але найвища компресія дизельного мотора, якій забезпечується працездатність силової установки, грає не на руку легкості запуску.
Природно, якщо движок відмінно прогріється, стартеру не важко забезпечити належні оберти коленвала, і як наслідок належне тиск в камері згоряння і пуск силової установки.
У прохолодного ж мотора виникає кілька додаткових причин, які ускладнюють пуск. Одним з таких причин є підвищений тертя між вузлами і механізмами у холодного двигуна, так як олійною прошарку між ними немає.
А якщо до цього моменту у дизельної установки додати до того ж слабеньку компресію, через яку займання робочої консистенції проблемно, так як тиску в камері згоряння недостатньо, то запуск мотора дуже скрутний.
Тому чим нижче температура і слабкіше компресія дизельного мотора, тим менше шансів його запустити.
І це ще не розглянута така особливість дизельного пального, як парафінованих його при низьких температурах.
Матеріал взято з веб-сайту autonews.ru