Повышенное давление в картере двс q5 турбо бензин
УДК 629.3.014.2.005.93.
Николаев Евгений Владимирович, ГНУ ГОСНИТИ Россельхозакадемии, младший научный сотрудник, [email protected], тел. (499) 174-82-11, 109428, Москва, 1-й Институтский проезд, д. 1
Аннотация
В статье рассмотрены проблемы диагностирования автотракторных двигателей по параметрам расхода и давления картерных газов. Представлены результаты исследований влияние скоростного режима работы двигателя на изменения значений диагностических параметров. Статья будет интересна инженерам технического сервиса, механизаторам, студентам и аспирантам, обучающимся по соответствующим специальностям.
Ключевые слова: диагностирование, технические показатели, определение технического состояния, методы технического контроля.
Известно большое число различных способов диагностирования технического состояния двигателей внутреннего сгорания. Общими признаками известных способов является наличие процедур, заключающихся в том, что в установленных условиях измеряют диагностический показатель как показатель состояния одного конструктивного элемента двигателя, сравнивают измеренное значение показателя с опорной пороговой величиной и при установленном уровне их отличий судят о техническом состоянии узла двигателя — классифицируют определенного вида нарушение его работы. Определенные скоростной и тепловой режимы устанавливаются конкретно для каждого типа двигателя, соответствующие, как правило, режиму холостого хода. Однако, как показывает опыт, изменение диагностического показателя происходит под воздействием множества факторов. Для конкретизации влияний отдельных факторов на диагностические показатели стоит проводить измерения на различных скоростных рабочих режимах двигателя.
1. Проверка двигателя со свободной системой выпуска картерных газов (через сапун)
Для проверки технического состояния ЦПГ по расходу картерных газов герметизируется сапун, горловина масломерного щупа, на маслозаливную горловину устанавливается индикатор картерных газов (КИ-17999М), двигатель выводиться на постоянные номинальные обороты вращения коленчатого вала и проводится измерение. Предварительно двигатель должен быть прогрет до рабочей температуры. Далее проводиться измерение избыточного давление в картере двигателя, которое характеризует техническое состояние системы вентиляции картера. Сапун разгерметизируется, взамен ротаметрической трубки устанавливается манометр на низкое давление, щель пробора плотно закрывается, измерение проводиться на постоянных номинальных оборотах. Повышенное давление может свидетельствовать о забитом сапуне, который необходимо прочистить, во избежание дальнейшего повышения давления в картере и течи масла через уплотнители. Если давление в картере дизеля высокое и при прочищенном сапуне, то это свидетельствует об значительных износах цилиндропоршневой группы.
Рисунок 1 – измерение расхода картерных газов
2. Проверка бензиновых двигателей
Все современные бензиновые двигатели, используемые в автотранспорте, оснащены системой рециркуляции картерных газов, газы с картера поступают во впускной коллектор на дожигание. При измерении давления картер не герметизируется, манометр с помощью переходного устройства плотно устанавливается на маслозаливной горловине. Во избежание влияния вибраций на манометр возможно соединение его с полостью картера через резиновый шланг длинной 1…1,5 м и внутренним диаметром 6…8 мм, который так же выполняет роль демпфера. Измерения проводятся на прогретом двигателе. При номинальной частоте вращения двигателя (750 ±50 оборотов в минуту) значения давления у исправного двигателя должны быть в диапазоне 500…1500 Па (для двигателей, рабочий объем цилиндров которых равен 1,8…3.0 л). Давление, превышающее данные значения, свидетельствует об износах цилиндропоршневой группы. При увеличении частоты вращения двигателя до 2200…3500 оборотов в минуту должно создаться разряжение 100…500 Па. Это вызвано тем, что с увеличением оборотов двигателем начинает потребляться большее количество воздуха, что увеличивает разряжение во впускном коллекторе, в связи, с чем полностью открывается перепускной клапан, и начинается интенсивное засасывание во впускной коллектор картерных газов. Если при максимальных оборотах холостого хода давление не снижается, то это свидетельствует о неисправном перепускном клапане. Если же разряжение выше указанной нормы, то это указывает на загрязненный воздушный фильтр.
Рисунок 2 – Измерение давления в картере бензинового двигателя
3. Проверка дизелей с турбонаддувом и системой рециркуляции картерных газов
Повышенное давление в картере двигателя важный показатель неисправностей цилиндропоршневой группы и турбонаддува. Номинальное давление для дизелей в картере двигателя мощностью до 500 л/с 80…150 Па (значения моторостроительного завода). Давление 500 Па и выше для большинства дизелей свидетельствуют о необходимости проведения ремонта. Для выявления неисправного узла, по причине которого в картере двигателя повышенное давление, необходимо провести измерения на различных скоростных режимах работы двигателя. Если давление при увеличении частоты вращения двигателя колеблется незначительно – причина в повышенном износе ЦПГ. Если при увеличении частоты давление растет, то причина в значительном износе подшипников ТКР.
В результате сравнения давления картерных газов на различных скоростных режимах работы двигателя делается вывод о техническом состоянии отдельного диагностируемого угла. Допустимые пределы изменения давления в картере, соответствующие исправному и неисправному состоянию конкретного узла, необходимо устанавливать для каждого типа двигателя по результатам проводимых испытаний.
The pressure in the crankcasу
E.V. Nikolaev, junior researcher GOSNITI, Moscow, Institutsky 1 proezd, 1,
tel. (499) 174-82-11
Abstract
The paper considers the problem of diagnosis of automotive engines in the parameters of flow and pressure of crankcase gases. The results of studies the influence of engine speeds by changing the values of diagnostic parameters. The article will be interesting to engineers, technical service, machine operators, students and postgraduates studying in the relevant specialties.
Key words: diagnosis, technical indicators, the definition of a technical condition, methods of technical control.
Повышенное давление в картере двс q5 турбо бензин
Отчего в картере повышается давление — Автоцентр.ua
Полезные советы
После того, как я глушу двигатель и вынимаю масляный щуп, слышится хлопок. Какова причина этого, ведь в других машинах такого нет?
| |
Хлопок свидетельствует о повышенном давлении картерных газов внутри двигателя, вызванном нарушением работы системы вентиляции картера. Вероятнее всего, забилось шлаками маслоотделительное устройство, которое обычно располагается в верхней части вентиляционного канала – перед патрубком, в пробке горловины или непосредственно в шланге. Маслоотделитель некоторых старых двигателей представляет собой пакет металлических сеток, установленный в крышке головки блока цилиндров. Отверстия пластин со временем полностью перекрываются маслянистыми отложениями, из-за чего прекращается отсос картерных газов в корпус воздушного фильтра или прямо во впускной коллектор. Если это случилось, рабочий элемент маслоотделителя следует извлечь и промыть в растворителе.
Как правило, закупорка системы вентиляции картера приводит к утечке масла через уплотнения двигателя – сальники и прокладки. Мотор при этом выглядит «запотевшим». Происходит это не только при полном отсутствии вентиляции картера, но и в случае частичного загрязнения системы в изношенном двигателе. Активное «запотевание» провоцируют газы из камеры сгорания, которые, прорываясь через изношенные поршневые кольца в пространство под поршнями, повышают давление во внутренней полости мотора.
Чтобы снизить давление, владельцы машин с изношенными моторами иногда снимают шланг с верхнего патрубка и выводят его под днище. Это приводит к загрязнению окружающей среды и не излечивает полностью картерную «гипертонию», так как газы не отсасываются «вакуумом» впускного тракта. «Потение» двигателя должно стать сигналом для того, чтобы проверить состояние элементов системы вентиляции картера.
Подготовили Игорь Широкун, Дмитрий Пятак, Владимир Корницкий Фото Андрея Яцуляка, Юрия Нестерова
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
www.autocentre.ua
Измерение давления в картере двигателя на примере КИ-17999М
УДК 629.3.014.2.005.93.
Николаев Евгений Владимирович, ГНУ ГОСНИТИ Россельхозакадемии, младший научный сотрудник, [email protected], тел. (499) 174-82-11, 109428, Москва, 1-й Институтский проезд, д. 1Аннотация
В статье рассмотрены проблемы диагностирования автотракторных двигателей по параметрам расхода и давления картерных газов. Представлены результаты исследований влияние скоростного режима работы двигателя на изменения значений диагностических параметров. Статья будет интересна инженерам технического сервиса, механизаторам, студентам и аспирантам, обучающимся по соответствующим специальностям.
Ключевые слова: диагностирование, технические показатели, определение технического состояния, методы технического контроля.
Известно большое число различных способов диагностирования технического состояния двигателей внутреннего сгорания. Общими признаками известных способов является наличие процедур, заключающихся в том, что в установленных условиях измеряют диагностический показатель как показатель состояния одного конструктивного элемента двигателя, сравнивают измеренное значение показателя с опорной пороговой величиной и при установленном уровне их отличий судят о техническом состоянии узла двигателя — классифицируют определенного вида нарушение его работы. Определенные скоростной и тепловой режимы устанавливаются конкретно для каждого типа двигателя, соответствующие, как правило, режиму холостого хода. Однако, как показывает опыт, изменение диагностического показателя происходит под воздействием множества факторов. Для конкретизации влияний отдельных факторов на диагностические показатели стоит проводить измерения на различных скоростных рабочих режимах двигателя.
1. Проверка двигателя со свободной системой выпуска картерных газов (через сапун)
Для проверки технического состояния ЦПГ по расходу картерных газов герметизируется сапун, горловина масломерного щупа, на маслозаливную горловину устанавливается индикатор картерных газов (КИ-17999М), двигатель выводиться
Эксплуатацию любого современного транспортного средства вполне можно отождествить с жизнедеятельностью человеческого организма. Каждому механизму этого довольно сложного технологического устройства отведены определённые функции.
Роль животворящей жидкости кровеносной системы человека в автомобиле выполняет масло. Без него силовой агрегат не сможет выполнять положенные обязанности. Подвижные детали мотора в отсутствии смазки моментально выйдут из строя, разрушенные силой трения.
Любой здравомыслящий человек, заботящийся о своём здоровье, должен следить за колебаниями давления крови. Подобно ему, внимательный владелец, стремящийся как можно дольше поддерживать автомобиль в работоспособном состоянии, внимательно наблюдает за аналогичными показателями в системе смазки силовой установки.
Несвоевременное обнаружение отклонения от норм, заложенным производителем при изготовлении каждого конкретного двигателя, может привести к непредсказуемым последствиям, вплоть до необходимости проведения незапланированного капитального ремонта.
Давление в системе смазки может быть как чересчур низким, так и высоким. Можно ли предусмотреть причины, вызывающие подобную неисправность силового агрегата? Стоит ли при обнаружении отклонений срочно подыскивать ближайшую мастерскую или лучше обойтись собственными силами, устранив неполадку самостоятельно? Попробуем разобраться!
Какую опасность для автомобиля таит высокое давление масла в двигателе. Причины и рекомендации по собственноручной ликвидации проблемы
Несомненно, каждому отечественному автолюбителю свойственно почти бессознательное стремление к экономии. Поэтому настораживает и даже пугает чрезмерный расход моторного масла, проявляющийся его утечкой из-под клапанной крышки. Она обычно возникает в результате образования в системе смазки избыточного давления. Рассмотрим подробнее, какие негативные факторы вызывают столь нежелательное увеличение нормативных показателей.
Предназначение моторного масла
Некоторые несведущие автолюбители ошибочно полагают, что смазка необходима двигателю только для предотвращения преждевременного износа трущихся деталей. Разумеется, образование специальной защитной плёнки, надёжно обволакивающей подвижные элементы силового агрегата, является основным предназначением моторного масла. Однако его функции гораздо расширеннее:
- при эксплуатации двигателя в цилиндрах образуется избыточное тепло. Моторная смазка отлично справляется с его отводом;
- с помощью специальных присадок масло способствует очищению силового агрегата от различных отложений;
- процесс сгорания топлива обычно сопровождается образованием чрезмерного количества окислов. Смазочная субстанция используется для их нейтрализации;
- также предназначением моторного масла является препятствие появлению коррозии на функциональных элементах двигателя.
Маслу отведена довольно значительная роль в обеспечении нормальной эксплуатации силового агрегата. Подобно тому, как человек не может существовать без достаточного количества крови, мотор не в состоянии функционировать при отсутствии смазки. Поэтому столь важно уделять должное внимание своевременной замене масла, а также контролировать показатели его давления.
Коротко об устройстве смазочной системы
Продолжая проводить параллели между работой двигателя и кровеносной системой людского организма, рассмотрим, что заставляет масло циркулировать по каналам силового агрегата, выполняя отведённые ему функции.
Роль сердца, приводящего в движение животворящую жидкость, в моторе исполняет масляный насос. От него смазка по «сосудам», которые в силовой установке автомобиля представлены специальными каналами, распространяется во все уголки системы.
В большинстве современных легковых машин используется комбинированный способ подачи масла. Под определённым давлением смазочная субстанция из картера нагнетается в основную магистраль, минуя приёмник и фильтрующее устройство.
Очищенное масло достигает всех функционально значимых деталей и узлов мотора, наподобие подшипников коленчатого и опор распределительного вала или поршневых пальцев. Малейшие отклонения в нормальной работе системы регулируется специальными клапанами:
- редукционный предназначен для контроля давления. Чрезмерное превышение нормативного показателя приводит к срабатыванию клапана. Через него излишки масла сбрасываются на вход;
- в случае засорения масляного фильтра вступает в действие перепускной клапан. В его обязанности входит подача в систему неочищенной смазки.
На блоке цилиндров размещается специальный датчик. В его функции входит своевременное оповещение водителя о чрезмерном падении давления масла в смазочной системе силового агрегата.
Насколько опасно избыточное давление моторного масла
Каждый, более-менее, опытный водитель всегда скрупулёзно отмечает отклонения от нормативных показателей в работе двигателя, заложенных производителем в процессе изготовления автомобиля. Это сродни тому, как человек контролирует состояние своего здоровья. Любая неисправность идентична плохому самочувствию. Какие же «болезни» силового агрегата могут являться печальным последствием высокого давления моторного масла в двигателе?
Следует отметить, что рассматриваемая неисправность не столь опасна для нормальной эксплуатации автомобиля, как недостаточное количество смазочной субстанции.
Наиболее предсказуемыми последствиями являются:
- прежде всего, избыточное давление масла негативно отражается на целостности уплотнительных поверхностей. Сальники, не выдерживая чрезмерной нагрузки, разрушаются, выпуская излишки нефтепродукта наружу из системы. Повышается расход смазки;
- с ростом давления масла увеличивается его количество. Избыток нефтепродукта выбрасывается через вентиляционную систему картера. Это также сказывается на повышении расхода;
- сбои в работе двигателя возникают в результате попадания смазки на поверхность регулятора холостого хода;
- повреждение датчика расхода воздуха, вплоть до окончательного выхода из строя, возможно от соприкосновения с маслянистой субстанцией измерительного элемента данного прибора. Подобная проблема характерна для силовых агрегатов с системой впрыска горючего;
- образованный избыточным давлением повышенный уровень смазки приводит к вспениванию масла противовесами коленчатого вала. Насыщенная газами масляная эмульсия вредит нормальному функционированию двигателя. В приводах клапанов и гидрокомпенсаторах может появиться стук;
- самым неприятным последствием избыточного давления в смазочной системе силовой установки считается разрушение поршневых юбок.
Разумеется, перечисленные факторы не являются критическими для нормальной эксплуатации мотора. Однако сброс излишков смазки вызывает понижение уровня нефтепродукта, а недостаточное количество масла в системе чревато гораздо более ощутимыми неприятностями.
Предпосылки повышенного давления
Как и в человеческом организме, любые отклонения от нормативных показателей в силовом агрегате вызываются вполне определёнными причинами. К избыточному давлению в масляной системе обычно приводят следующие факторы:
- одной из наиболее распространённых причин является использование смазки неподходящей вязкости. Слишком густое масло с большими затруднениями циркулирует по каналам. Особую актуальность подобная причина приобретает зимой, если в двигателе продолжает применяться летний нефтепродукт;
- рассматриваемая неисправность может объясняться непроходимостью масляных трубок и фильтров. Такую проблему вызывает засорение указанных деталей продуктами окисления и прочими посторонними отложениями;
- к повышению давления в системе приводит нарушение свободной циркуляции смазки, возникающее благодаря дефектам редукционного клапана. Испорченная деталь не выполняет положенные функции. Избыточное количество нефтепродукта не сбрасывается на вход, оставаясь в системе;
- собственную лепту в образование избыточного давления вносит нарушение нормальной работы перепускного клапана. Через него в силовой агрегат должно поставляться неочищенное масло при засорении фильтрующего устройства;
- порой превышение нормативного показателя возникает из-за чрезмерного давления в картере. Обычно к таким последствиям приводит усиленный прорыв газов. Кроме того, давление в картере может достигать недопустимо высоких показателей благодаря дефектному выпускному клапану;
- и последним по списку, но не по степени важности, является оснащение смазочной системы неподходящими деталями. Каждый элемент должен соответствовать определённым параметрам. Как при трансплантации инородное тело отторгается человеческим организмом, так и при замене запчастей несоответствующий фрагмент быстро выходит из строя.
Как видно, причин, оказывающих влияние на чрезмерное повышение давления масла в силовом агрегате, не так уж много. Достаточно опытный водитель вполне способен не допустить их возникновения.
Способы борьбы с избыточным давлением в масляной системе
Каждая болезнь проявляется определёнными симптомами. В соответствии с ними разрабатывается специальная методика лечения недуга.
Методы борьбы с высоким давлением масла в силовой установке подбираются исходя из причин его появления:
- при несоответствующей вязкости потребуется замена смазки с учётом условий эксплуатации агрегата, температурного режима в том числе;
- устранение засорений в маслопроводящих каналах и прочих элементах системы осуществляется с использованием специальных средств, представленных на современном рынке в огромном количестве. Также необходимо периодически очищать или заменять смазочные фильтры;
- регулярные технические осмотры способствуют своевременному обнаружению неисправностей в клапанах системы. Неподходящие или вышедшие из строя детали подлежат немедленной замене. При этом каждый элемент должен подбираться индивидуально, с учётом особенностей конструкции конкретного силового агрегата.
Как видно, ничего сложного в предотвращении избыточного давления моторной смазки в масляной системе двигателя нет. Даже неопытный автолюбитель может справиться с ним самостоятельно. А в случае появления подобной ситуации собственноручно выполнить достаточно простые манипуляции по устранению проблемы, наподобие замены маслянистой субстанции или непригодных к нормальному использованию деталей.
Влияние картерных газов на работу турбины.
Прорывы газов в двигателе имеют очень большое влияние на работу турбины. В картере двигателя внутреннего сгорания скапливаются газы и масляный туман, так называемые картерные газы — это может происходить из нескольких источников. Наиболее важным источником является прорыв газов камеры сгорания. В большинстве прорыв газов происходит при сгорании, когда давление в камере сгорания достигает максимума во время сжатия и воспламенения. При высоком давлении, утечка газов в картер происходит вокруг поршневых колец, т.к поршневые кольца имеют зазор. Через каналы вентиляции двигателя газы попадают во впускной коллектор. В простонародье говорят что двигатель «сапунит». Прорыв большого количества газов обусловлен износом поршневой группы двигателя, и имеет негативное воздействие на работу турбины.
Турбина установленная на двигателе имеет масло сливной канал, который выходит в поддон двигателя. Прорывы газов которые в первую очередь попадают в поддон двигателя создают давление в поддоне, тем самым усложняют слив масла с турбины. В среднем корпусе турбины есть масло наливная полость, которая при нормальной работе системы вентиляции двигателя практически не заполнена и масло которое подаётся для смазки турбины спокойно, без задержек стекает в картер. Но в случае если посмотреть на давление газа, и прорыв газов в присутствует в значительном количестве, то усложняется масло слив в турбине, тем самым турбина начинает наполнятся маслом и происходит утечка масла через холодную часть турбины.
Способ проверки газов
Способ проверки газовНа многих СТО, этого не знают и когда производят диагностику турбины, делают вывод о том, что турбокомпрессор вышел из строя. Но установив турбину на стенд для проверки, утечек масла нет, турбина полностью сухая и признаков присутствия масла нет.
В инструкциях фирмы G/t есть описание того, что новую турбину запрещается ставить на двигатель если давление картерных газов превышает 10 мм. водяного столба. Это означает, что турбина не будет работать должным образом и возможно будет гнать масло, при не допустимом давлении газа.
Давление картерных газов можно проверить ротаметром, но такой прибор есть не в каждом СТО. Самый простой способ — это проверка давления картерных газов прибором который показан на картинке, и его можно собрать самостоятельно. Перед измерением необходимо пережать трубку сапуна с крышки ГБЦ, которая идёт в патрубок на впускной коллектор. В случае обнаружения превышения давления газов, нужно принять меры к их устранению.
Есть еще несколько способов проверки давления и количества картерных газов, но у каждого мастера как говорят свой подход к этому делу. Мы в обязательном порядке настаиваем на проверке картерных газов в при установке турбины на двигатель, т.к. от этого зависит работа турбины.
Если у вас есть вопросы по данной теме, вы можете обратиться к нашим специалистам для получения более детальной информации.
Пишите свои отзывы, комментарии и вопросы, мы постараемся на них ответить.
Картерные газы в двигателе
4.76 (95.29%) 51 голосов
Сегодня поговорим о важной автомобильной системе – вентиляции картера двигателя. Некоторые ее называют «легкими двигателя», но для меня это попа. В том смысле, что если она начнет барахлить, то мотор раздует, так же как раздувает человека, когда происходит вздутие живота. Извините за такое нелепое сравнение.
Рассмотрим устройство и назначение этой системы, из чего она состоит. Неисправности и способы диагностики. Первые признаки выхода из строй клапана вентиляции картерных газов и многое другое – полный разбор технологии.
Что такое картерные газы
Они «прорываются» из камеры сгорания, во время вспышки воздушно-топливной смеси. Многие возразят: «А как же компрессионные кольца»? Да, они большую часть задерживают, но небольшое количество их проходит в картер.Чем больше износ цилиндро-поршневой группы, тем больше проходит через кольца.
Это не удивительно, зазоры меняются, геометрия цилиндров становится другая. Во время работы двигателя, большое количество этих газов увеличивает давление в картере мотора. Это неблагоприятно влияет на ресурс агрегата в целом и отдельных его компонентов – течь масла из-под прокладок и сальников и другие негативные последствия.
Что может произойти при выходе из строя системы
Повышение давления в двигателе. Течь через любые сальники и прокладки мотора, клапанной крышки. Везде, где будут слабые места, оттуда начнет выдавливать масло. При неисправностях в работе вентиляции картера можно наблюдать масляные запотевания в местах уплотнений силового агрегата, в худшем случае, откровенные течь масла.
Ухудшение физических и химических свойств масла. Это связано с тем, что, прорываясь, выхлопные газы смешиваются с маслом. В результате оно теряет свои характеристики. Значит, хуже смазываются трущиеся пары в моторе, увеличивается их износ.
Что такое система вентиляции картера
Чтобы уменьшить негативное влияние на ресурс мотора, была разработана система вентиляции. Она снижает давление, «высасывая» газы через систему патрубков, шланг и клапанов. Схематически она показана на рисунке.
Из чего состоит
- Патрубки, шланги;
- Маслоотделитель;
- Регулирующий клапан.
В классических моделях ВАЗ вентиляция картера двигателя упрощена, в ней нет клапана.
Схема работы
- Газы, через шланги попадают в маслоотделитель, где происходит отделения паров масла от газов;
- Далее они поступают в клапан вентиляции. Он соединен со впускным коллектором. Разряжение в нем «отсасывает» их обратно во впуск.
Таким образом, избавляемся от избыточного давления.
В отечественных машинах роль маслоотделителя играет сапун. Он напрямую связан с силовым агрегатом. Масло, проходя через него, оседает на его стенках. Он напрямую связан с впуском. Одна шланга подключена к корпусу воздушного фильтра, откачка происходит во время нагрузки двигателя. Вторая шланга подключена к карбюратору, ниже дросселя. Она нужна для вентиляции картера на холостых оборотах ДВС.
Маслоотделитель
Он бывает:
- Тангенциальный;
- Лабиринтовый.
В первом случае картерные газы под углом входят в корпус маслоотделителя. Они закручиваются, получают тангенциальное ускорение. За счет центробежной силы масляная эмульсия и пары остаются на стенках отделителя, стекают обратно в поддон ДВС. Газовый поток поступает дальше в клапан.
Второй тип имеет в своей конструкции лабиринт (логично предположить из названия). Картерные газы проходя по нему, ударяясь о его стенки стекает в отстойник.
Клапан вентиляции картера
Необходим для регулировки интенсивности «отсоса». Во впускном коллекторе двигателя на разных режимах работы может образовываться большое разряжение. Через систему вентиляции в картере может создаваться большой вакуум. Чем выше он будет, тем больше продуктов сгорания топливовоздушной смеси будет «пробиваться» через компрессионные кольца в объем мотора.
При создании избыточного давления клапан открывается, газы «засасываются» во впуск, давление снижается. При образовании вакуума, он закрывается, предотвращая создания большого разряжения. Таким образом, происходит регулировка высасывания остатков сгорания топлива, паров бензина и т.д. из ДВС.
Проверка
Работу вентиляции картера двигателя можно проверить двумя способами:
- Визуально. Если в местах уплотнений силового агрегата (сальников коленвала, прокладки клапанной крышки или поддона и т.д.) наблюдаются масляные подтеки, запотевания – верный признак нарушения работоспособности системы. Увеличивается давление при работе мотора, оно выдавливает слабые уплотнения.
- Через крышку маслозаливной горловины. Выкручиваем её, запускаем двигатель. Приложив ладонь к ней, наблюдается повышенное давление – система некорректно работает. В запущенных случаях можно видеть сизый дым, от высокого давления поднимается щуп измерения уровня масла в поддоне. Если ощущается вакуум или слышно шипение, клапан вентиляции «залег» в открытом положении, его нужно менять или ремонтировать.
Ремонт и обслуживание
В большинстве случаев причинами неправильной работы вентиляции картера мотора является её засорение, «зарастание» масляными отложениями. Забивается маслоотделитель, картерные газы не в состоянии проходить по системе.
Устраняется обычной чисткой. Маслоотделитель имеет простую конструкцию – пластиковая деталь цилиндрической формы с тремя патрубками. Снимаются с него шланги. Он чистится от масляных отложений и промывается бензином.
С лабиринтовыми маслоотделителями дело обстоит сложней. Они, в большинстве случаев, не разборные, встроенные в клапанную крышку. Это характерно для вентиляции картера дизельных двигателей. Поэтому чистка его невозможно, а замена его прокладок не целесообразна. Лучше раскошелиться и купить весь узел в сборе вместе с уплотнителями, это выйдет чуть дороже, но в результате будите иметь новую деталь.
То же самое происходит с клапаном. При большом пробеге и увеличенном износе цилиндро-поршневой группы картерные газы насыщены масляными парами. Они нарастают на поверхности клапана. Что приводит к его заклиниванию.
Достаточно его снять, разобрать. Он ремонтопригодный, почистить и установить его обратно. В худшем случае может порваться мембрана клапана. Это определяется визуальным осмотром при его разборке. Продаются ремкомплекты, меняем мембрану, собираем все до кучи и устанавливаем в систему – радуемся проделанной работе.
Вывод
Системы вентиляции картера очень важна для двигателя. Её неисправность может привести к печальным результатам. Начиная от простого масляного запотевания прокладок, до попадания масла во впускной коллектор. На дизельных моторах, турбонагнетатель может начать «гнать» масло во впускной тракт, интеркулер и дальше по схеме. Хотя турбина может быть исправной, но ее срок эксплуатации будет сокращаться.
Простое обслуживание и регулярный уход за ней избавит вас от головной боли и дорогостоящего, преждевременного ремонта компонентов силового агрегата. Тем более, ремонт и контроль над ней можно проводить самостоятельно. По первым признакам, о которых я рассказывал в этой статье, запросто определяется неисправность на ранних стадиях.
Если была полезна статья, делитесь ней с друзьями, оставляйте комментарии, если я что-то упустил. Всем удачи на дорогах!
Как влияют картерные газы на турбину
Как влияют картерные газы на турбину
Картерными газами называют продукты сгорания топливо-воздушной смеси, которые прорываются через негерметичность сопряжения «цилиндр-поршень-поршневые кольца» в картер двигателя.
Строго говоря, определенное количество картерных газов присутствует в любом, даже абсолютно исправном двигателе. Другое дело, что допустимое их количество для современных двигателей составляет десятые доли процента. Однако по мере износа двигателя их количество многократно увеличивается. Постепенно оно становится настолько значительным, что это приводит к возникновению новых неисправностей двигателя. Одной из таких неисправностей является нарушение работы турбины.
Причины поломки турбины
Упрощенно влияние избыточного количества картерных газов на работу турбокомпрессора выглядит следующим образом:
- Образование нагара на лопастях компрессорного колеса.
Картерные газы у современных двигателей из соображений экологии посредством системы рециркуляции картерных газов (EGR) направляются на дожигание во впускной тракт. Т.е. они попадают на впуск турбины. Поскольку в их составе несгоревшее топливо, сажа прочие несгоревшие частицы, а также пары моторного масла, то при попадании в турбину данные вещества откладываются на ее поверхностях, что негативно влияет на балансировку турбины, а также ухудшает аэродинамические параметры крыльчаток.
- Течь масла через уплотнения турбокомпрессора.
Когда у двигателя износ цилиндро-поршневой группы становится существенным, резко возрастает количество картерных газов. Система вентиляции картеры уже не справляется с отводом их во впускной тракт и в картере двигателя начинает повышаться дваление. В некоторых случаях это приводит к возникновению течей, запотеваний масла через стыки, прокладки, сальники.
В отношении же турбины происходит следующий эффект:
Масло в корпус турбины поступает под давлением, равным давлению в системе смазки двигателя. Сливается же в картер двигателя из корпуса турбины самопроизвольно – «самотеком», за счет разности давлений на входе и на выходе из корпуса турбины. Когда же давление картерных газов возрастает, повышается давление на выходе из корпуса турбины и слив масла затрудняется. При этом давление масла в корпусе турбокомпрессора повышается. Уплотнение между масляной полостью и впускной (выпускной) полостью работает по принципу газодинамического затвора. Принцип действия – разность давлений в полостях обеспечивает препятствие для протечки масла.
Говоря простым языком, масло не потечет на впуск, а тем более на выпуск турбины, т.к. там выше давление. Но как только из-за увеличившегося давления картерных газов давление внутри корпуса турбокомпрессора поднимается, турбина начинает «кидать» масло даже будучи исправной. Если же имеется какой-то, пусть незначительный, износ, то этот эффект будет еще более ярко выраженный.
Для выяснения причин, по которым турбина «гонит» масло, рекомендуется выполнить следующее:
- Измерить (или оценить по косвенным признакам) количество картерных газов, возникающих при работе двигателя в разных режимах.
- Произвести диагностику турбокомпрессора на стенде, что позволит исключить влияние внешних факторов на турбину и дать объективную оценку его состояния.
При отсутствии неисправности турбины потребуется решение вопроса с повышенным количеством – раскоксовывание поршневых колец, либо замена деталей цилиндро-поршневой группы.
При наличии, по результатам диагностики, неполадок турбины, может потребоваться замена ремкомплекта турбины (при небольшом износе), либо картриджа, если повреждения (износ) существенны и многочисленны.
Все запасные части для ремонта турбин у нас имеются в наличии, поэтому ремонт Вашего турбокомпрессора на займет много времени.
Измерение давления в картере двигателя на примере КИ-17999М
УДК 629.3.014.2.005.93.
Николаев Евгений Владимирович, ГНУ ГОСНИТИ Россельхозакадемии, младший научный сотрудник, [email protected], тел. (499) 174-82-11, 109428, Москва, 1-й Институтский проезд, д. 1
Аннотация
В статье рассмотрены проблемы диагностирования автотракторных двигателей по параметрам расхода и давления картерных газов. Представлены результаты исследований влияние скоростного режима работы двигателя на изменения значений диагностических параметров. Статья будет интересна инженерам технического сервиса, механизаторам, студентам и аспирантам, обучающимся по соответствующим специальностям.
Ключевые слова: диагностирование, технические показатели, определение технического состояния, методы технического контроля.
Известно большое число различных способов диагностирования технического состояния двигателей внутреннего сгорания. Общими признаками известных способов является наличие процедур, заключающихся в том, что в установленных условиях измеряют диагностический показатель как показатель состояния одного конструктивного элемента двигателя, сравнивают измеренное значение показателя с опорной пороговой величиной и при установленном уровне их отличий судят о техническом состоянии узла двигателя — классифицируют определенного вида нарушение его работы. Определенные скоростной и тепловой режимы устанавливаются конкретно для каждого типа двигателя, соответствующие, как правило, режиму холостого хода. Однако, как показывает опыт, изменение диагностического показателя происходит под воздействием множества факторов. Для конкретизации влияний отдельных факторов на диагностические показатели стоит проводить измерения на различных скоростных рабочих режимах двигателя.
1. Проверка двигателя со свободной системой выпуска картерных газов (через сапун)
Для проверки технического состояния ЦПГ по расходу картерных газов герметизируется сапун, горловина масломерного щупа, на маслозаливную горловину устанавливается индикатор картерных газов (КИ-17999М), двигатель выводиться на постоянные номинальные обороты вращения коленчатого вала и проводится измерение. Предварительно двигатель должен быть прогрет до рабочей температуры. Далее проводиться измерение избыточного давление в картере двигателя, которое характеризует техническое состояние системы вентиляции картера. Сапун разгерметизируется, взамен ротаметрической трубки устанавливается манометр на низкое давление, щель пробора плотно закрывается, измерение проводиться на постоянных номинальных оборотах. Повышенное давление может свидетельствовать о забитом сапуне, который необходимо прочистить, во избежание дальнейшего повышения давления в картере и течи масла через уплотнители. Если давление в картере дизеля высокое и при прочищенном сапуне, то это свидетельствует об значительных износах цилиндропоршневой группы.
Рисунок 1 – измерение расхода картерных газов
2. Проверка бензиновых двигателей
Все современные бензиновые двигатели, используемые в автотранспорте, оснащены системой рециркуляции картерных газов, газы с картера поступают во впускной коллектор на дожигание. При измерении давления картер не герметизируется, манометр с помощью переходного устройства плотно устанавливается на маслозаливной горловине. Во избежание влияния вибраций на манометр возможно соединение его с полостью картера через резиновый шланг длинной 1…1,5 м и внутренним диаметром 6…8 мм, который так же выполняет роль демпфера. Измерения проводятся на прогретом двигателе. При номинальной частоте вращения двигателя (750 ±50 оборотов в минуту) значения давления у исправного двигателя должны быть в диапазоне 500…1500 Па (для двигателей, рабочий объем цилиндров которых равен 1,8…3.0 л). Давление, превышающее данные значения, свидетельствует об износах цилиндропоршневой группы. При увеличении частоты вращения двигателя до 2200…3500 оборотов в минуту должно создаться разряжение 100…500 Па. Это вызвано тем, что с увеличением оборотов двигателем начинает потребляться большее количество воздуха, что увеличивает разряжение во впускном коллекторе, в связи, с чем полностью открывается перепускной клапан, и начинается интенсивное засасывание во впускной коллектор картерных газов. Если при максимальных оборотах холостого хода давление не снижается, то это свидетельствует о неисправном перепускном клапане. Если же разряжение выше указанной нормы, то это указывает на загрязненный воздушный фильтр.
Рисунок 2 – Измерение давления в картере бензинового двигателя
3. Проверка дизелей с турбонаддувом и системой рециркуляции картерных газов
Повышенное давление в картере двигателя важный показатель неисправностей цилиндропоршневой группы и турбонаддува. Номинальное давление для дизелей в картере двигателя мощностью до 500 л/с 80…150 Па (значения моторостроительного завода). Давление 500 Па и выше для большинства дизелей свидетельствуют о необходимости проведения ремонта. Для выявления неисправного узла, по причине которого в картере двигателя повышенное давление, необходимо провести измерения на различных скоростных режимах работы двигателя. Если давление при увеличении частоты вращения двигателя колеблется незначительно – причина в повышенном износе ЦПГ. Если при увеличении частоты давление растет, то причина в значительном износе подшипников ТКР.
В результате сравнения давления картерных газов на различных скоростных режимах работы двигателя делается вывод о техническом состоянии отдельного диагностируемого угла. Допустимые пределы изменения давления в картере, соответствующие исправному и неисправному состоянию конкретного узла, необходимо устанавливать для каждого типа двигателя по результатам проводимых испытаний.
The pressure in the crankcasу
E.V. Nikolaev, junior researcher GOSNITI, Moscow, Institutsky 1 proezd, 1,
tel. (499) 174-82-11
Abstract
The paper considers the problem of diagnosis of automotive engines in the parameters of flow and pressure of crankcase gases. The results of studies the influence of engine speeds by changing the values of diagnostic parameters. The article will be interesting to engineers, technical service, machine operators, students and postgraduates studying in the relevant specialties.
Key words: diagnosis, technical indicators, the definition of a technical condition, methods of technical control.
Страница не найдена | MIT
Перейти к содержанию ↓- образование
- Исследовательская работа
- новаторство
- Прием + помощь
- Студенческая жизнь
- Новости
- Alumni
- О MIT
- Больше ↓
- Прием + помощь
- Студенческая жизнь
- Новости
- Alumni
- О MIT
Попробуйте поискать что-нибудь еще! Что вы ищете? Посмотреть больше результатов
Предложения или отзывы?
,Двигатели внутреннего сгорания — Wikiversity
Двигатели внутреннего сгорания (или IC Двигатели или ICE, как их можно также назвать) используются в повседневной жизни и могут быть найдены в: автомобилях; грузовики; мотоциклы; легкие самолеты; строительная техника и транспортные средства; железнодорожные локомотивы; стационарные энергосистемы; и лодки и корабли всех размеров. Изучение двигателей превратилось в отрасль машиностроения.
Существует два типа двигателей IC,
- Четырехтактный двигатель и
- Двухтактный двигатель
Также двигатели могут быть классифицированы по циклам, которые они следуют, приведенные ниже
- Дизельный двигатель
- бензиновый двигатель
Четырехтактные двигатели, как следует из названия, имеют четыре различных цикла, а именно
a.впуск
б. сжатие
гр. зажигание / расширение
d. выхлоп
В двухтактном режиме всего два цикла, и каждый из них имеет два цикла, работающих одновременно.
впуск / выпуск
б. воспламенение / сжатие
Несколько определений:
TDC: верхняя мертвая точка. Это самая верхняя часть, которую поршень может достичь в вертикальном двигателе.
BDC: нижняя мертвая точка. Это самая нижняя часть, которую поршень может достичь в вертикальном двигателе.
Коэффициент сжатия Двигатель внутреннего сгорания в основном представляет собой насос, который сжимает воздушно-топливную смесь (или просто «воздух» в случае двигателей с непосредственным впрыском) и затем зажигает ее, чтобы она расширялась и производила механическую энергию. Степень сжатия в основном говорит о том, насколько сильно двигатель сжимает определенный объем воздуха, который он всасывает. Двигатель со степенью сжатия 12: 1 означает, что на каждые 12 единиц всасываемого воздуха поршень сжимает этот воздух до объема 1 единицы.Чем больше воздуха вытесняется в камеру сгорания, тем больше энергии вырабатывается на мощность двигателя в ходе такта расширения.
Одним из ограничивающих факторов в увеличении степени сжатия называется детонация (известная как детонация или пинг двигателя), когда вместо контролируемого горения смесь воздуха и топлива взрывается, что потенциально может повредить двигатель. Кроме того, двигатель с более высокой степенью сжатия имеет тенденцию к меньшему зазору между поршнем в верхней мертвой точке (ВМТ) и полностью открытыми клапанами, а работа на высоких оборотах может привести к смещению клапана, что может привести к контакту между клапанами и поршнем.
Коэффициент сжатия = (Рабочий объем + объем зазора) / Объем зазора
Рабочий объем = объем поршня, пройденного за один полный ход от ВМТ до ВМТ
Объем свободного пространства = объем камеры сгорания, когда поршень находится в ВМТ
Бензиновый двигатель Бензиновые двигатели, также известные как двигатели с искровым зажиганием, нуждаются во внешнем источнике энергии для зажигания топлива как для запуска, так и для работы двигателя. Как следует из обоих названий, этот двигатель использует свечи зажигания для обеспечения искры зажигания и бензин (бензин) в качестве топлива.
Системы бензинового двигателя
1. Топливная система подает топливо из бензобака в карбюратор. Там он смешивается с воздухом и всасывается в цилиндры двигателя. С электронным впрыском топлива, он идет прямо из бака в цилиндры с помощью электронного компьютера.
2. Система зажигания подает искры для зажигания топливной смеси в цилиндрах. С помощью катушки зажигания и размыкателя контактов он заряжает 12-вольтовую батарею, которая, в свою очередь, генерирует импульсы 20000 вольт.Они проходят через распределитель к свечам зажигания в цилиндрах, где они создают искры. Зажигание топлива в цилиндрах дает температуру 700 ° C и более.
3. В системе водяного охлаждения, при которой вода циркулирует через каналы в блоке цилиндров, отводя тепло. Он течет по трубам в радиаторе, которые охлаждаются продуваемым воздухом вентилятором.
4. Система смазки также снижает тепловыделение, но ее функциональная задача заключается в покрытии движущихся частей маслом, которое под давлением подается к распределительному валу, коленчатому валу и приводному клапану.
5. Карбюратор — это сердце бензинового / бензинового двигателя. Он измеряет топливно-воздушную смесь в точных пропорциях. Старые карбюраторы производят опережение, измеряя разницу давления между внешней и внутренней частью карбюратора. Количество продвижения дросселя также измеряется. Останки двигателя, которые могут быть окисью углерода или несгоревшими углеводородами, показывают, насколько хорошо работает карбюратор.
Классификация бензиновых двигателей
Поршневые двигатели классифицируются по нескольким направлениям.Некоторые из них как:
1. В зависимости от способа охлаждения,
а. Двигатели с воздушным охлаждением: тепло от двигателя излучается в окружающий воздух. Обычно предусмотрены алюминиевые ребра, так как они являются хорошими проводниками тепла. Ребра увеличивают общую площадь контакта с окружающим воздухом, обеспечивая максимальное рассеивание тепла.
б. Двигатели с водяным охлаждением: эти двигатели циркулируют охлаждающую жидкость / воду через рубашки, предусмотренные на цилиндре, для проведения тепла
2. В зависимости от количества ударов,
а. 2-тактные двигатели: завершает термодинамический цикл за два хода поршня (один оборот коленчатого вала).
б. 4-тактные двигатели: завершает термодинамический цикл за четыре такта поршня (два оборота коленчатого вала).
3. в соответствии с расположением цилиндров,
а. Встроенное расположение цилиндров: все цилиндры расположены по прямой линии.
б. V-цилиндровый двигатель или V-образный двигатель: два цилиндра наклонены друг к другу на 90 градусов.
4. В соответствии с расположением клапанов, а. Распределительный вал с одним верхним расположением (SOHC)
б. Двойной распредвал с верхним расположением цилиндров (DOHC)
Детали бензинового двигателя
Ниже приведены важные части бензинового двигателя: 1. цилиндров 2. Блок цилиндров 3. Поршень и шатуны 4. Головка блока цилиндров 5. Клапаны 6. Коленчатый вал Маховик 7. Выхлопная система 8. Распределительный вал Топливная система 9. Система смазки 10. Система зажигания
Работа бензинового двигателя
Как правило, автомобили, использующие бензиновый / бензиновый двигатель, имеют четыре такта, поскольку они более эффективны, чем двухтактный двигатель, и обеспечивают оптимальное использование полного сгорания топлива. Четырехтактный двигатель имеет четыре такта, а именно впуск, сжатие, мощность, и выхлопные удары.
1. Ход всасывания или впуска — первоначально при запуске двигателя поршень движется вниз в направлении BDC цилиндра, что создает низкое давление в верхней части. Благодаря этому открывается впускной клапан, и смесь, содержащая пары бензина и воздух, всасывается цилиндром. Именно через карбюратор смешивается соотношение бензин / бензин и воздух.
2. Ход сжатия — после этого хода впускной клапан закрывается. Теперь поршень движется к верхней части (ВМТ) цилиндра, сжимая топливную смесь до одной десятой своего первоначального объема.Температура и давление внутри цилиндра увеличивается за счет сжатия.
3. Рабочий ход — во время этого хода впускной и выпускной клапаны остаются закрытыми. Когда поршень достигает ближнего верхнего положения (ВМТ), свеча зажигания производит электрическую искру. Сжигание запускается системой зажигания, которая зажигает искру высокого напряжения через сменный воздушный зазор, называемый свечой зажигания. Возникшая искра вызывает взрыв топливовоздушной смеси. Горячие газы расширяются и заставляют поршень двигаться вниз.Поршень связан с штоком поршня, а шток поршня с коленчатым валом. Все они движутся друг с другом из-за связи между ними. Коленчатый вал соединен с колесами автомобиля. Когда коленчатый вал движется, колеса вращаются и перемещают автомобиль.
4. Ход выпуска — при этом ходу выпускной клапан остается открытым при запуске. Поршень вынужден двигаться вверх из-за полученного импульса. Это заставляет газы перемещаться через выпускной клапан в атмосферу.Теперь выпускной клапан закрывается, а впускной клапан открывается. После этого четыре такта двигателя повторяются снова и снова.
Эти двигатели широко используются в транспортных средствах, портативных электростанциях для питания насосов и другой техники на фермах. Много маленьких лодок, самолетов, грузовиков и автобусов также используют это.
Future Scope: Проводятся постоянные исследования, чтобы повысить эффективность использования топлива, уменьшить количество загрязняющих веществ и сделать его более легким и компактным.Недавно инженеры из Бирмингемского университета создали самый маленький бензиновый двигатель, который может заменить обычные аккумуляторы. Двигатель настолько мал, что его можно держать на кончике пальца.
Дизельный двигатель
Как и бензиновый двигатель, дизель — это двигатель внутреннего сгорания, который преобразует химическую энергию топлива в механическую энергию, которая вызывает возвратно-поступательное движение внутри цилиндров. Поршни соединены с коленчатым валом двигателя, который обеспечивает движение, необходимое для движения колес автомобиля.В бензиновых и дизельных двигателях энергия выпущен в серии небольших взрывов, известных как горение. Топливо химически реагирует с кислородом из воздуха, который забирается во время такта впуска двигателя. Зажигание в бензиновых двигателях происходит из-за искр от свечей зажигания, тогда как в дизельных двигателях топливо воспламеняется из-за высокой температуры сжатия. Воздух нагревается при сжатии.
Типы дизельных двигателей
Дизельные двигатели могут быть четырехтактными или двухтактными.
Четырехтактный дизельный двигатель
Работа четырехтактного дизельного двигателя заключается в следующем:
1. Ход впуска или всасывания начинается, когда поршень втягивает воздух в цилиндр через впускной клапан. Когда поршень достигает нижней части цилиндра, впускной клапан закрывается, задерживая воздух внутри цилиндра.
2. Ход сжатия начинается, когда поршень перемещается вверх по цилиндру, сжимая захваченный воздух.Давление поднимается между 32 бар-50 бар и температура до 600 градусов по Цельсию.
3. Ход впрыска начинается где-то около ВМТ такта сжатия, топливо распыляется в горячий воздух, зажигается и сгорает контролируемым образом из-за тепла сжатия, что приводит к силовому такту. 4. Выпускной ход начинается, когда поршень BDC, поршень вытесняет все сгоревшие газы через открытый выпускной клапан. В верхней части такта выпуска выпускной клапан закрывается, а впускной клапан открывается, готовый принять свежий заряд воздуха, который возвращает двигатель к начальной точке.Цикл повторяется снова.
Двухтактный дизель
Дизельный двигатель работает так же, как и четырехтактный дизельный двигатель, но сокращает четырехтактный ход поршня до двухтактного, один раз вверх и один раз вниз цилиндра.
1. Когда поршень находится наверху своего цилиндра, он находится на такте сжатия. Баллон заполнен сжатым, сильно нагретым воздухом. Дизельное топливо впрыскивается и загорается. Поршень перемещается вниз по цилиндру для его рабочего хода.Когда поршень приближается к нижней части рабочего хода, выпускные клапаны открываются, и большая часть сгоревших газов выбрасывается из цилиндра. Теперь, когда поршень продолжает двигаться вниз по цилиндру, он открывает ряд отверстий в стенке цилиндра. Сжатый воздух подается через эти отверстия, выталкивая оставшиеся сгоревшие газы. из цилиндра и заправки свежим воздухом.
2. По мере продвижения поршня вверх он блокирует впускные отверстия, задерживая заряд свежего воздуха в цилиндре.Хотя поршень покрыл чуть более одного хода, он уже завершил свой рабочий ход, процесс выпуска и цикл впуска. Когда поршень возвращается в цилиндр во второй раз, он сжимает свежий воздух. Когда он достигает В верхней части цилиндра происходит впрыск и сгорание, начиная цикл снова. Двухтактный двигатель производит один рабочий ход за каждый полный цикл, а четырехтактный — один рабочий ход за четыре такта.
Смотрите также [править]
,Подавляющее большинство автомобилей (легковых и коммерческих автомобилей), которые продаются сегодня, оснащены двигателями внутреннего сгорания . В этой статье мы расскажем, как работает четырехтактный двигатель внутреннего сгорания с двигателем .
Двигатель внутреннего сгорания классифицируется как тепловой двигатель . Он называется внутренним , потому что сгорание топливовоздушной смеси происходит внутри двигателя, в камере сгорания, и некоторые из сгоревших газов являются частью нового цикла сгорания.
По сути, двигатель внутреннего сгорания преобразует тепловую энергию горючей воздушно-топливной смеси в механическую энергию . Он называется , 4 такта, , потому что поршню требуется 4 такта для выполнения полного цикла сгорания. Полное название двигателя для легкового автомобиля: 4-х поршневой двигатель внутреннего сгорания , сокращенно ICE (Двигатель внутреннего сгорания).
Теперь давайте рассмотрим, какие из них являются основным компонентом ICE.
Изображение: детали двигателя внутреннего сгорания (DOHC) | Условные обозначения:
TDC — верхняя мертвая точка BDC — нижняя мертвая точка |
Головка цилиндра (8 ) обычно содержит распределительный вал (ы), клапаны, клапанные ковши, возвратные пружины клапана, свечи зажигания и форсунки (для двигателей с прямым впрыском).Через головку цилиндров протекает охлаждающая жидкость двигателя.
Внутри блока двигателя (12) мы можем найти поршень, шатун и коленчатый вал. Что касается головки цилиндров, то через блок цилиндров протекает охлаждающая жидкость, помогающая контролировать температуру двигателя.
Поршень движется внутри цилиндра от BDC до TDC. Камера сгорания — это объем, создаваемый между поршнем, головкой цилиндров и блоком цилиндров, когда поршень находится близко к ВМТ.
На рисунке 1 мы можем рассмотреть полный набор механических компонентов ДВС.Некоторые компоненты зафиксированы (например, головка цилиндра, блок цилиндров), а некоторые из них движутся. На рисунке ниже мы рассмотрим основную движущуюся часть ДВС, которая преобразует давление газа внутри цилиндра в механическую силу.
Изображение: движущиеся части двигателя внутреннего сгорания
Условные обозначения:
- Звездочка распределительного вала
- Поршень
- Коленчатый вал
- Шатун
- Клапан Клапан
- Клапан
- Распределительный вал
Вращение распределительного вала Синхронизация вращения с вращением коленчатого вала через зубчатый ремень или цепь.Положение впускного и выпускного клапанов должно быть точно синхронизировано с положением поршня, чтобы циклы сгорания происходили соответствующим образом.
Полный цикл двигателя для 4-тактного ДВС имеет следующие фазы (такты):
- впуск
- компрессия
- мощность (расширение)
- выпуск
Ход — это движение поршня между двумя мертвыми центры (снизу и сверху).
Теперь, когда мы знаем, какие компоненты ДВС, мы можем исследовать, что происходит в каждом такте цикла двигателя.В таблице ниже вы увидите положение поршня в начале каждого хода и подробную информацию о событиях, происходящих в цилиндре.
Ход 1 — INTAKE
Ход впуска двигателя внутреннего сгорания | В начале такта впуска поршень находится вблизи ВМТ. Впускной клапан открывается, поршень начинает двигаться в направлении BDC. Воздух (или воздушно-топливная смесь) втягивается в цилиндр. Этот ход называется INTAKE, потому что свежий воздух / смесь забирается в двигатель.Ход впуска заканчивается, когда поршень находится в BDC. Во время такта впуска двигатель потребляет энергию (коленчатый вал вращается из-за инерции компонентов). |
Ход 2 — СЖАТИЕ
Ход сжатия двигателя внутреннего сгорания | Ход сжатия начинается с поршня в BDC, после завершения такта впуска. Во время такта сжатия оба клапана, впускной и выпускной, закрыты, и поршни движутся в направлении ВМТ.Когда оба клапана закрыты, воздух / смесь сжимаются, достигая максимального давления, когда поршень приближается к ВМТ. До того, как поршень достигнет ВМТ (но очень близко к нему), во время такта сжатия:
Во время такта сжатия двигатель потребляет энергию (коленчатый вал вращается из-за инерции компонентов) больше, чем ход впуска. |
Stroke 3 — POWER
Рабочий ход двигателя внутреннего сгорания | Рабочий ход начинается с поршня в ВМТ.Оба клапана, впускной и выпускной, все еще закрыты. Сгорание воздушно-топливной смеси начинается в конце такта сжатия, что вызывает значительное повышение давления внутри цилиндра. Давление внутри цилиндра толкает поршень вниз к BDC. Только во время рабочего хода двигатель вырабатывает энергию. |
Ход 4 — ВЫХЛОП
Ход выхлопа двигателя внутреннего сгорания | Ход выхлопа начинается с поршня на BDC, после окончания рабочего хода.Во время этого хода выпускной клапан открыт. Движение поршня от BDC к TDC выталкивает большую часть выхлопных газов из цилиндра в выхлопные трубы. Во время такта выпуска двигатель потребляет энергию (коленчатый вал вращается из-за инерции компонентов). |
Как видно, для полного цикла сгорания (двигатель) поршень должен выполнить 4 такта. Это означает, что один цикл двигателя занимает двух полных оборотов коленчатого вала (720 °).
Единственный ход, который производит крутящий момент (энергию), это , рабочий ход , все остальные потребляют энергию.
Линейное движение поршня преобразуется во вращательное движение коленчатого вала через шатун.
Для лучшего понимания мы суммируем начальное положение поршня, положение клапана и энергетический баланс для каждого хода.
| Ход хода | Название хода | Начальное положение поршня | Состояние впускного клапана | Состояние выпускного клапана | Энергетический баланс | В энергетическом балансе 9284 | В наличии | Энергетический баланс | TDC | Открыто | Закрыто | Расходы |
| 2 | Сжатие | BDC | Закрыто | Закрыто | Расход | |||||||
| 3 | Мощность | Закрыто | Закрыто | Закрыто | Закрыто | Производит | ||||||
| 4 | Выхлоп | BDC | Закрыто | Открыто | Расходует |
В анимации ниже вы можете ясно увидеть, как работает двигатель внутреннего сгорания.Обратите внимание на положение поршня, положение клапана, момент, когда происходит воспламенение, и последовательность ударов.
Анимация двигателя внутреннего сгорания
В следующих статьях мы подробнее рассмотрим параметры, характеристики и компоненты двигателя внутреннего сгорания. Если у вас есть вопросы или комментарии по поводу этой статьи, используйте форму ниже для размещения.
Не забудьте лайкать, делиться и подписываться!
Проверьте свои знания в области двигателей внутреннего сгорания, пройдя тест ниже:
Викторина! (нажмите, чтобы открыть)
.Двигатель внутреннего сгорания , любой из группы устройств, в которой реагенты сгорания (окислитель и топливо) и продукты сгорания служат рабочими жидкостями двигателя. Такой двигатель получает энергию от тепла, выделяющегося при сгорании непрореагировавших рабочих жидкостей, смеси окислитель-топливо. Этот процесс происходит внутри двигателя и является частью термодинамического цикла устройства. Полезная работа, создаваемая двигателем внутреннего сгорания (IC), является результатом того, что горячие газообразные продукты сгорания действуют на движущиеся поверхности двигателя, такие как поверхность поршня, лопатка турбины или сопло.
Двигатель внутреннего сгорания Двигатель внутреннего сгорания автомобиля. © Роб Байрон / Shutterstock.comПодробнее на эту тему
история техники: двигатель внутреннего сгорания
Электричество не является основным двигателем, поскольку, как бы ни было важно, оно может быть формой энергии, которую оно должно получать из механического …
Двигатели внутреннего сгорания — наиболее широко применяемые и широко используемые энергетические устройства, существующие в настоящее время.Примеры включают бензиновые двигатели, дизельные двигатели, газотурбинные двигатели и ракетно-двигательные установки.
автомобильный плуг Железный колесный «Фордсон» Генри Форда был представлен в 1907 году и оснащен двигателем внутреннего сгорания. © Everett Historical / Shutterstock.comДвигатели внутреннего сгорания делятся на две группы: двигатели непрерывного сгорания и двигатели с прерывистым сгоранием. Двигатель непрерывного сгорания характеризуется устойчивым потоком топлива и окислителя в двигатель.В двигателе поддерживается стабильное пламя (например, реактивный двигатель). Двигатель с прерывистым сгоранием характеризуется периодическим воспламенением воздуха и топлива и обычно называется поршневым двигателем. Дискретные объемы воздуха и топлива обрабатываются циклически. Бензиновые поршневые двигатели и дизельные двигатели являются примерами этой второй группы.
Бензиновые двигатели Бензиновые двигатели включают (A) двигатели с противоположным поршнем, (B) роторные двигатели Ванкеля, (C) рядные двигатели и (D) двигатели V-8. Encyclopædia Britannica, Inc.Двигатели внутреннего сгорания могут быть определены с точки зрения ряда термодинамических событий. В двигателе непрерывного сгорания термодинамические события происходят одновременно, когда окислитель и топливо, а также продукты сгорания непрерывно протекают через двигатель. В двигателе с прерывистым сгоранием, напротив, события происходят последовательно и повторяются для каждого полного цикла.
Получите эксклюзивный доступ к контенту из нашего первого издания 1768 года с вашей подпиской.Подпишитесь сегодняЗа исключением ракет (как твердотопливных ракетных двигателей, так и жидкостных ракетных двигателей), двигатели внутреннего сгорания поглощают воздух, затем либо сжимают воздух и подают топливо в воздух, либо вводят топливо и сжимают топливовоздушную смесь. Затем, как и во всех двигателях внутреннего сгорания, топливовоздушная смесь сжигается, работа извлекается из расширения горячих газообразных продуктов сгорания, и в конечном итоге продукты сгорания выделяются через выхлопную систему.Их работа может быть противопоставлена работе двигателей внешнего сгорания (например, паровых двигателей), в которых рабочая жидкость не вступает в химическую реакцию, и выигрыш в энергии достигается исключительно за счет передачи тепла рабочей жидкости посредством теплообменника.
воздушно-реактивные двигатели Некоторое количество воздуха, забираемого турбовентилятором (вверху), поступает в компрессор; остальное обходит главный двигатель. В турбовинтовых двигателях (внизу) горячие газы приводят в движение турбину, которая приводит в действие компрессор и пропеллер и обеспечивает реактивную тягу. Encyclopædia Britannica, Inc.Наиболее распространенным двигателем внутреннего сгорания является четырехтактный бензиновый двигатель с гомогенным зарядом и искровым зажиганием. Это связано с его выдающимися характеристиками в качестве основного двигателя в отрасли наземного транспорта. Двигатели с искровым зажиганием также используются в авиационной промышленности; однако авиационные газовые турбины стали основными двигателями в этом секторе из-за акцента авиационной промышленности на дальность полета, скорость и комфорт пассажиров.Сфера двигателей внутреннего сгорания также включает такие экзотические устройства, как прямоточные двигатели со сверхзвуковым сгоранием (реактивные двигатели), такие как те, которые предлагаются для гиперзвуковых самолетов, и сложные ракетные двигатели и двигатели, такие как те, которые используются в космических челноках США и других космических аппаратах.