Норма компрессии в бензиновом двигателе: Компрессия в двигателе внутреннего сгорания

Компрессия в двигателе внутреннего сгорания

Компрессия и степень сжатия – совсем не одно и то же. Незадачливые автовладельцы часто путают эти характеристики – видимо, их сбивают похожие цифры. На самом деле степень сжатия отражает, во сколько раз уменьшается объем цилиндра во время хода поршня от нижней к верхней мертвой точке. Иными словами степень сжатия – это отношение максимального объема цилиндра к минимальному. Степень сжатия может быть равной, например, десяти (10). В свою очередь под компрессией подразумевается давление воздуха в ВМТ, которое выражается в барах (атмосферах или паскалях). В бензиновых двигателях минимально допустимой компрессией считается 10 бар.

Температура воздуха при сжатии поднимается, что может привести к росту давления в исправном цилиндре до 13 бар. Однако, утечка воздуха через изношенные кольца и клапаны, может свести компрессию на нет. При значительном падении компрессии двигатель перестает заводиться, поскольку в цилиндрах невозможно создать условия для воспламенения топливовоздушной смеси.

Причиной отсутствия нормальной компрессии могут быть не только изношенные кольца и клапаны. Последние даже в исправном состоянии должны быть правильно отрегулированы. Если зазор меньше нормы, то клапан не будет полностью закрываться и через него произойдет утечка воздуха.

В бензиновых моторах нормальная компрессия находится в пределах 12-14 бар. Различия в цилиндрах в норме не превышают 1 бар. Однако если в одном из цилиндров компрессия ниже на 6-7 бар, то двигатель начинает троить на низких оборотах. При анализе выхлопных газов наблюдается повышенное содержание несгоревших углеводородов, СО и О2 и низкий показатель СО2.

При повышении оборотов в определенный момент неработающий цилиндр подключается, однако его реальный вклад в крутящий момент ничтожен. К тому же, вибрация никуда не девается, поскольку крутящий момент неравномерен. В современных моторах при падении компрессии в цилиндре электроника отключает его форсунку, дабы защитить нейтрализатор несгоревшего топлива от критического перегрева. Разумеется, при отключении нескольких цилиндров мотор перестанет работать.

Для дизелей компрессия не менее важна. При ее недостатке распыленная солярка попросту не воспламенится, т.к. не будет достигнута необходимая для этого температура сжатого воздуха. Чем меньше компрессия, тем труднее запускается холодный дизель. Чтобы дизельный автомобиль заводился зимой, давление в его цилиндрах должно составлять не менее 20-25 бар. Есть моторы, у которых данное требование еще выше.

Замер компрессии в дизельном двигателе имеет свои особенности. ТНВД необходимо отключить, чтобы перекрыть подачу топлива в цилиндры. Прибор для измерения давления необходимо вводить через отверстия свечей накаливания или форсунки. При этом наконечник прибора необходимо обязательно вкрутить, поскольку рукой давление 30-35 бар не удержать.

Косвенные признаки недостаточной компрессии

Чтобы понять, что давление в цилиндрах недостаточно, не обязательно производить замеры компрессии. Если на низких оборотах двигатель работает вяло и неустойчиво, а на высоких как бы «просыпается», то это явный признак плохой компрессии. При этом из выхлопной трубы, как правило, валит сизый дым – еще один признак.

Изношенные маслосъемные кольца плохо справляются со своей функцией, но на высоких оборотах масло, которое они пропускают, уплотняет зазоры компрессионных колец, в результате чего компрессия возрастает. Однако так продолжается, пока свечи не забросает маслом. Данное явление позволяет оценить износ колец, залив в цилиндры 5-10 мл моторного масла. Если после этого давление увеличится на 6-8 бар, то виноваты кольца. Проводя такой тест, необходимо учитывать, что компрессия может повыситься и за счет временного уменьшения объема камеры сгорания на эти самые 5-10 мл масла. В таком случае степень сжатия увеличивается, а вместе с ней и реальное давление в цилиндре.

При увеличении компрессии во время «масляного теста» только на 1-2 бара или если она вообще останется без изменений, то это весьма тревожный сигнал. В худшем случае это может означать наличие дыры в поршне, и тогда путь один – капремонт!

Если при обычном замере компрессии давление в одном из цилиндров поднимается заметно медленнее и оказывается на 3-5 бар ниже нормы, то есть вероятность прогорания прокладки между блоком и головкой.

А бывает, что компрессию удается повысить простой промывкой инжектора сольвентом. Это говорит о том, что мотор эксплуатировался на низкокачественном топливе, и многие его детали покрылись нагаром.

Компрессия в бензиновом и дизельном двигателях: что такое и как измерить

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) относится к основной части любого транспортного средства. Зачастую вместе с понятием ДВС можно услышать и такое понятие как компрессия в двигателе. Это важный показатель, который отвечает за работу двигателя автомобиля. Разберемся, что такое компрессия, какая компрессия должна быть в двигателе и что будет с двигателем при нарушении норм.

Что такое компрессия?

Слово «компрессия» происходит от латинского «compression», что в переводе означает «сжатие». Т.е. под компрессией понимается сжатие газа, происходящее из-за действия внешних сил, чтобы уменьшить объем газа, а также увеличить температуру и давление.

Чтобы понять, что представляет собой компрессия в двигателе, стоит разобраться для начала из чего состоит двигатель внутреннего сгорания. В нем есть блок цилиндров, клапана, поршни с компрессионными и масляными поршневыми кольцами, шатуны и коленчатый вал.

При поднятии поршня на такте сжатия, клапаны закрыты, поэтому происходит топливной смеси, при этом давление образуется в цилиндре максимальное. А цифровое значение этого давления и представляет собой компрессию двигателя.

Измеряется компрессия в единицах измерения давления – бар, кг/см2, МПа.

Нормы компрессии

На показатель компрессии влияют множество факторов. Среди них:

• посадка клапанов, особенно если они установлены плотно;
• наличие небольших трещин между седлами клапанов;
• цилиндры и поршни слишком изношены;
• поршневые кольца изношены;
• присутствие в цилиндрах масла.

Для того, чтобы понять работает двигатель в штатном режиме или есть проблемы нужно знать заводские параметры компрессии для каждого двигателя, т.к. они будут отличатся.

Обычно норма компрессии указывается в технических характеристиках. Можно только отметить, что из-за различий дизельных и бензиновых двигателей компрессия будет разная. Как правило, дизели имеют норму давления больше в два раза.

Компрессия в дизельном двигателе составляет более двадцати атмосфер. Чаще всего, она колеблется от двадцати восьми до тридцати двух атмосфер. Такие высокие показатели обусловлены сложностью устройства двигателя.

Норму компрессии для бензиновых двигателей можно рассчитать по формуле, в которую входит степень сжатия двигателя и коэффициент Х, который определяется в зависимости от типа мотора. Степень сжатия берется из технической документаций на автомобиль.

Х = 1,2-1,3 для четырехтактных моторов;
Х = 1,7-2 для четырехтактных дизельных моторов.

Как правило, норма компрессии бензинового двигателя немного больше десяти атмосфер.

Хорошо знать норму компрессии для своего автомобиля, но нужно еще и уметь ее измерять, чтобы быть уверенным, что двигатель работает исправно. Рассмотрим, какие способы измерения компрессии двигателя существуют.

Измерение компрессии своими руками

Чтобы измерить компрессию можно, конечно, обратиться в автосервис. Но проще сэкономить деньги и произвести измерения самостоятельно. Для таких измерений достаточно просто купить специализированный прибор – компрессометр. Это, по сути, манометр, но имеющий обратный клапан, измеряющий максимальное давление в цилиндре двигателя.

Сейчас на рынке предлагаются компрессометры для дизельных и для бензиновых моторов. Отличия в допустимых пределах измерений, потому как в дизельных движках давление намного выше.

Для проверки компрессии нам в первую очередь потребуется:

1. проверка уровня зарядки аккумулятора. Это необходимо, потому как, при измерении давления двигатель будет работать на аккумуляторе.
2. прогреть двигатель авто до рабочей температуры. Это необходимо, чтобы получить максимально точные результаты измерения.

После чего переходим ко второму этапу:

1. снятие всех свечных проводов;
2. выкручивание свечи зажигания каждого цилиндра;
3. при электрическом бензонасосе – его необходимо вытащить. Если бензонасос обычный, то просто отключается шланг, отвечающий за топливо;
4. отключение питающего провода с форсунок при необходимости.

Выполнив эти действия, можно приступать непосредственно к измерению компрессии в цилиндрах двигателя. Желательно измерения проводить вдвоем, чтобы один человек фиксировал результаты измерения, а другой – вращал мотор.

Для измерения выполняются следующие действия:

1. вкручивание компрессометра в проверяемый цилиндр;
2. нажатие педали газа до упора, чтобы полностью открыть дроссельную заслонку. Ключ зажигания начинаем вращать стартер. Вращение производится до тех пор, пока показатель прибора не перестанет расти – это и будет компрессия двигателя.

После полученного результата, необходимо сравнить с нормами, которые должны быть для данного двигателя. Если же результаты приближены к показателям нормы, то компрессия в двигателе хорошая и двигатель работает отлично, либо причина поломки двигателя не в этом.

Причины и последствия низкой компрессии

Если при измерениях получена низкая компрессия двигателя, то необходимо в срочном порядке восстанавливать давление в цилиндрах. Иначе могут быть серьезные последствия в дальнейшем при эксплуатации автомобиля. Например, будет сложно завести движок, обороты двигателя будут скакать, мотор будет очень сильно шуметь, мощность двигателя значительно снизится, увеличится расход топлива, появится синий дым, который будет выходить из выхлопной трубы при запуске двигателя.

Самыми распространенными причинами низкой компрессии может быть:

• сгорела прокладка блока цилиндра;
• сгорел поршень или клапан;
• сильный износ деталей цилиндра;
• разрушилось седло клапана.

В первую очередь необходимо проверить все эти детали и заменить неисправные. После чего, компрессия должна быть в норме, стоит провести повторные измерения.

Причины и последствия высокой компрессии

Если же результаты измерения компрессии оказались высокими, то стоит проверить, возможно в камеру сгорания попадает масло или двигатель перегревается.

Последствия высокой компрессии приводят к детонации и возникновению калильного зажигания, что в свою очередь способствует повреждению поршня и цилиндра двигателя.

При высоких показателях компрессии стоит также, проверить, не износились ли маслосъемные колпачки и кольца или нет ли нагара в цилиндрах, возможно двигателю потребуется раскоксовка ДВС.

Если у вас возникли вопросы — оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

Компрессия в цилиндрах двигателя, норма для различных видов силовых агрегатов

Уменьшение объема газа при помощи внешнего воздействия называется компрессией. Какая компрессия должна быть в двигателе автомобиля для его бесперебойного функционирования?

Работа двигателей внутреннего сгорания осуществляется при помощи создания высокого давления в рабочих цилиндрах. Уменьшение объема при движении поршня вверх приводит к существенному повышению температуры в камере сгорания с последующим воспламенением топливовоздушной смеси. Компрессия в цилиндрах двигателя косвенно показывает состояние всех элементов, входящих в цилиндропоршневую группу.

Степень сжатия двигателя характеризует отношение объемов цилиндра при расположении поршня в верхнем положении и нижнем соответственно. Для каждого движка данная величина является постоянной.

Компрессия в двигателе имеет склонность к постепенному уменьшению, т. к. в процессе эксплуатации элементы двигателя, принимающие участие в его работе, изнашиваются и приходят в негодность, что приводит к нарушению герметичности в системе.

От давления в цилиндрах силового агрегата зависят следующие свойства:

1. Бесперебойный запуск мотора, особенно в зимнее время.
2. Отсутствие вибрации силового агрегата при работе на малых и холостых оборотах.
3. Сбалансированность мотора.
4. Наличие хороших характеристик в динамике автомобиля.

Перечень деталей, ответственных за уровень компрессии движка

При давлении топливной смеси от 15 до 30 атмосфер наибольшую нагрузку получают следующие элементы:

• прокладка головки блока цилиндров;
• поршень;
• корпус цилиндра;
• впускные и выпускные клапаны;
• компрессионные кольца.

Все перечисленные детали газораспределительного механизма испытывают многократные нагрузки, возникающие в результате воздействий высокой температуры и давления. Износ любого из этих элементов влияет на компрессию, мощность мотора и его экономические характеристики.

Давление в дизелях и бензиновых моторах

Из-за отличий в конструкции дизелей и моторов, работающих на бензине, наблюдается разная компрессия в цилиндрах двигателя. Норма давления для дизельных моторов вдвое выше, чем для бензиновых. Это обусловлено потребностью в более высоком рабочем давлении для образования вспышки дизельного топлива.

Какой величины должна быть компрессия дизеля? Дизельный двигатель можно запустить только при создании давления в цилиндрах более 22 атмосфер. Оптимальная величина компрессии для дизелей находится в пределах 28–32 атмосфер. Такой уровень возможен благодаря высокой технологичности и сложности устройства мотора.

Компрессия бензинового двигателя характеризует уровень давления на холостых оборотах силового агрегата. Величина давления зависит от марки и модели автомобиля.

Сколько должна быть компрессия в бензиновом двигателе? Для карбюраторных двигателей норма компрессии рассчитывается по специальной формуле. В основу расчета входит степень сжатия, указанная в технической документации и коэффициент, величина которого определяется принадлежностью бензинового мотора к определенной группе.

К примеру, данный коэффициент для четырехтактного движка с искровым разрядом в свече зажигания равен 1,2–1,3. Нормальная компрессия двигателя, работающего на бензине, должна быть немного выше десяти атмосфер.

Низкая компрессия может быть вызвана использованием некачественного масла, несоблюдением режима замены смазки, частой ездой на высоких скоростях.

При появлении таких симптомов, как увеличение расхода топлива и масла, снижение тяги, необходимо осуществлять диагностику мотора. Для выявления причин необязательно разбирать движок, достаточно произвести замер компрессии в цилиндрах.

Описание измерения давления

Измерение компрессии производится на прогретом движке. Проверка давления в каждом цилиндре производится своими силами при наличии измерительного прибора. Компрессия измеряется при помощи специального инструмента — компрессометра.

При выборе измерительного прибора особое внимание необходимо уделить его резьбовому наконечнику, который должен подходить для вкручивания его вместо свечей зажигания.

Для проведения диагностики мотора необходимо выполнить следующие действия:

1. Снять свечу с одного цилиндра.
2. Установить измерительный прибор вместо снятой свечи.
3. Провернуть коленвал с помощью стартера.
4. Зафиксировать показание прибора.
5. Замерить давление во всех цилиндрах с последующей фиксацией данных.
6. Сопоставить полученные результаты.
7. Добавить немного машинного масла в поршни.
8. Прокрутить мотор стартером, не вставляя свечи.
9. Повторно замерить компрессию в цилиндрах.

Для получения реальных результатов при проведении диагностики компрессия должна измеряться при количестве оборотов коленчатого вала, равном 200–250 оборотов в минуту.

Данные мероприятия проводятся с целью выявления сбоя в работе одного из цилиндров. Существенное увеличение давления свидетельствует о повреждении поршня или поршневых колец. Если давление осталось неизменным,следовательно,поломка коснулась элементов головки блока цилиндров или ее прокладки.

Факторы, влияющие на давление в двигателе

Результаты измерения компрессии часто отличаются друг от друга, даже если все детали, участвующие в газораспределении, исправны. На давление в цилиндрах оказывают влияние следующие условия:

• количество поступающих воздушных масс;
• скорость вращения коленчатого вала;
• температура двигателя;
• вязкость моторного масла.

Если возникли проблемы с запуском теряется мощность, двигатель нуждается в тщательной профессиональной диагностике. Ремонтно-восстановительные работы необходимо доверить опытным специалистам. Продление срока службы двигателя и поддержание компрессии в норме зависит от грамотного и внимательного отношения к мотору.

Увеличение мощности двигателя при помощи компрессора

Компрессор — это устройство, осуществляемое сжатие и подачу воздушных масс под давлением к потребителю. Наибольшую популярность компрессоры приобрели у автогонщиков и приверженцев скоростных режимов вождения.

Для существенного увеличения мощности мотора вместо увеличения его объема можно нагнетать больше воздуха в камеру сгорания. Это повлечет подачу большего количества топлива, что создаст повышенное давление и усиление толчка выбрасываемого газа. Для этих целей используется нагнетатель воздуха — компрессор.

Автомобильный компрессор дает возможность двигателю прибавить более 45% мощности, увеличить крутящий момент на 31%.

В зависимости от способа подачи воздуха нагнетатели делятся на три вида:

1. Центробежный компрессор.
2. Двухвинтовой.
3. Роторный.

Благодаря конструктивным особенностям центробежного компрессора, осуществляющего принудительное повышение мощности,его используют чаще других видов нагнетателей.

Компрессор запускается при помощи вращающегося коленчатого вала двигателя, что создает дополнительную нагрузку на силовой агрегат. При создании моторов, работающих в паре с нагнетателем, дополнительно усиливают узлы, получающие добавочную нагрузку при взрывах в камере сгорания. Усовершенствование элементов силового агрегата существенно увеличивает стоимость двигателя и автомобиля в целом.

Какая компрессия должна быть в бензиновом и дизельном двигателе

На чтение 5 мин Просмотров 2.1к. Опубликовано 20.01.2017 Обновлено 26.01.2017

Практически каждый автомобилист сталкивался с такой неприятной ситуацией, когда мощность автомобиля снижалась буквально на глазах, машина тяжело набирала скорость, а двигатель вовсе плохо запускался. В таком случае ничего не остаётся, кроме как провести диагностику мотора. Диагностика подразумевает под собой целый ряд технических мероприятий.

Но опытные автомобилисты знают, что первым делом необходимо измерить компрессию двигателя, которая позволяет предварительно установить все проблемы силового агрегата и по возможности устранить их.

Компрессия двигателя – что это и как измеряется

Часто можно встретить, как некоторые автомобилисты путают понятие компрессии со степенью сжатия. Это две принципиально разные характеристики. Степень сжатия характеризует отношение максимального значения объёма цилиндра к минимальному, в то время компрессия – это показатель давления в цилиндрах авто, создаваемое поршнем в ВМТ своего движения в заключительной стадии такта сжатия. Как видим, ничего общего.

Степень сжатия – постоянный параметр, который может измениться только лишь в случае изменения конструктивной особенности мотора. Давление в цилиндрах двигателя может периодически меняться. Вообще компрессия является оценочным критерием состояния мотора. Какой должна быть компрессия в цилиндрах двигателя? Для каждого силового агрегата эта цифра различна, но в большой мере она зависит именно от показателя степени сжатия.

Как проверить компрессию на бензиновых и дизельных моторах

Проверка компрессии в цилиндрах двигателя различными методами позволяет более точно установить проблемное место, где следует сосредоточить свои силы. Производить замер можно в собственном гараже, не прибегая к услугам специалистов. Если вы решили собственноручно измерить этот чрезвычайно важный показатель, то необходимо вооружиться следующим арсеналом:

1. Сам прибор замера – компрессометр.
2. Заряженный автомобильный аккумулятор.
3. Свечной ключ.
4. Исправный стартер.

Специалисты зачастую проводят замер на непрогретом двигателе. Если должного опыта в проведении подобной работы нет, то предварительно необходимо прогреть мотор. После чего производится демонтаж воздушного фильтра, отключение низковольтных проводов.

Компрессометр – обычный манометр со специальным переходником. Устройство подключается к свечному отверстию и таким образом происходит замер в каждом цилиндре с одновременным запуском мотора на холостом ходу. Компрессометр удерживается несколько секунд. Как только стрелка перестаёт расти, прибор отсоединяется. Данную процедуру желательно проделать несколько раз, после чего вывести среднее значение. Вполне нормальная ситуация, когда полученные данные отличаются от заверенных производителем. Ведь в ходе эксплуатации авто происходит естественный износ деталей поршневой группы, что способствует уменьшению компрессии. Расхождение в пределах 10% считаются допустимым.

Если некоторые отклонения от нормы компрессии бензинового мотора допустимы, то для дизельного двигателя всё намного серьёзней. Производить замеры дизеля стоит не только с целью определения состояния поршневой группы, но и для того, чтобы получить рамки температурного режима, при которых возможна стабильная работа «холодного» дизельного мотора. Для того, чтобы измерить давление в цилиндрах дизельного двигателя, необходимо отключить питание, оставив в работоспособном состоянии только стартер. При замере необходимо соблюдать, пожалуй, самое важное условие – коленчатый вал должен совершать 200-250 оборотов в минуту.

Чтобы измерить данный параметр в цилиндрах дизельного мотора, необходимо соблюсти следующие условия:

• Отключить подачу топлива;
• Выкрутить одну форсунку;
• Убедиться в работоспособности аккумулятора и стартера.

Необходимо обесточить электромагнитный клапан подачи топлива по магистрали. После чего компрессометр подключается к отверстию форсунки. Прибор должен быть с пределом измерения, по меньшей мере, 60 атмосфер.

Норма компрессии в бензиновом и дизельном двигателе

Важно помнить, что компрессия не должна быть ниже нормы. Низкие показатели приводят к следующим негативным последствиям:

• Увеличение давления картерных газов;
• Ускоренное загрязнение камеры сгорания, увеличение токсичности;
• Повышенный расход топлива;
• Существенное увеличение расхода масла.

Какова норма этой характеристики? Для определения нормы давления в цилиндрах различных силовых агрегатов существует следующая формула: степень сжатия, указанная производителем в документации авто, умножается на коэффициент, который для бензиновых силовых агрегатов равен 1,2-1,3. Цифра от 7 до 12 атмосфер считается нормальной.

Компрессия в дизельном двигателе значительно выше, следовательно, и границы нормы будут другие. Для дизеля допустима компрессия от 25 до 33 кг/см2. Разница между двумя различными цилиндрами не должна превышать трёх атмосфер. Повысить этот показатель, хоть и временно, можно за счет использования различных присадок. Но также стоит понимать, что слишком низкие показатели свидетельствуют о том, что двигатель нуждается в ремонте. Чаще всего замене подлежат гильзы. Существенно увеличивает износ этих составляющих дизтопливо неприемлемого качества.

Что делать, если компрессия слишком низкая?

Давление в цилиндрах ДВС может падать по различным причинам: прогар поршня, деформация клапана, дефект распределительного кулачка, износ маслосъёмных колпачков. Если уровень компрессии упал в одном цилиндре, есть большая вероятность, что проводить капитальный ремонт мотора не потребуется. Для устранения проблемы порой хватает простой чистки камеры сгорания от образовавшегося налёта. Другая ситуация, когда компрессия ниже нормы во всех цилиндрах. В таком случае к ремонту «сердца» авто необходимо подходить комплексно. Это более тяжелый случай, ведь потребуется регулировка зазоров ГРМ, восстановление герметичности камеры сгорания, что в конечном итоге потребует капитального ремонта.

В дизельных моторах кроме проблем с гильзами также можно обнаружить износ зеркала цилиндров. При таком недуге появляется синий дым из выхлопной трубы, который образуется из-за неполного сгорания солярки. Происходит это потому, что увеличивается зазор между составляющими, что и служит причиной образования низкого давления в камере сгорания.

Заключение

Проверка компрессии в цилиндрах двигателя является обязательной процедурой для тех, кто ищет неисправности в работе «сердца» своего автомобиля. Однако профессионалы не используются результаты замеров, как абсолютные. Полученные данные подсказывают, на что следует обратить внимание в первую очередь.

Как повысить компрессию в двигателе? Способы повышения давления могут быть различными. Всё зависит от найденной неисправности. В одних случаях хватает использования более вязкого масла, различных присадок для мотора, замена колец. В других случаях требуется капитальный ремонт силового агрегата. Поэтому, увеличить компрессию возможно в тех случаях, когда была правильно обнаружена причина её снижения.

Какая компрессия должна быть в двигателе: как определить уровень

Каждого автолюбителя волнует вопрос, какая компрессия должна быть в двигателе. Этот показатель крайне важен для работы цилиндрической системы и поршневой установки. От этого зависит долговечность, работоспособность и в целом состояние автомобиля. Без должной компрессии машина элементарно не сумеет завестись, даже если остальные детали находятся в идеальном состоянии. При нарушении давления в дизельном двигателе или бензиновом моторе появляется ряд более сложных, скрытых проблем, каждая их которых способна существенно ухудшить состояние машины. Давайте разбираться в том, как измерить компрессию двигателя, для чего это необходимо, а также необходим ли рядовому автолюбителю прибор для измерения компрессии.

Компрессия в двигателе выражается значением, олицетворяющем давление воздуха во внутренних моторных цилиндрах, а именно — в месте нахождения такта сжатия, при этом стартер взаимодействует с коленчатым валом. На какие функциональные способы компрессия оказывает влияние?

• Мощность двигателя автомобиля
• Скорость запуска двигателя
• Износостойкость внутренних деталей

Практический каждый владелец авто сумеет своими руками проверить компрессию в двигателе. В первую очередь следует правильно диагностировать причины нарушений в моторе. Какие из них самые распространенные?

• Плохое состояние мелких деталей вроде поршня
• Изменения в работе газораспределительной системы
• Излишняя работа стартера вхолостую
• Отсутствие достаточного количества смазочного материала
• Неисправности аккумулятора
• Низкое качество моторного масла

Как проверить компрессию в двигателе правильно

Способы диагностики компрессии идентичны для большинства автомобилей. В первую очередь необходимо убедиться в полном заряде аккумуляторе и верной работе стартера. Именно они способны оказать наибольшее влияние на измерение компрессии двигателя. Создайте в двигателе стандартную рабочую температуру (ее необходимо повышать примерно до 100 градусов), для того, чтобы элементы правильно функционировали между собой. Остановите поступление бензина (или дизеля) в мотор. Если после проведенных операций двигатель отказывается приходить в движение, значит необходима проверка компрессии в цилиндрах двигателя с остывшим мотором. При сильной порче поршневых деталей нормальная компрессия двигателя может снизиться практически наполовину. Следует попробовать временно избавиться от свечей зажигания, после чего дать воздуху пространство для поступления. Это можно сделать с помощью снятия заслонки. На этом этапе необходимо вооружиться специальным прибором — компрессометром. Как правильно его использовать?

• Наконечник засовываем в первый по номеру цилиндр до полного упора
• С помощью стартера двигаем коленвал, наблюдая за повышением давления до полной его остановки
• Фиксируем цифры, которые отображаются на экране компрессометра, после чего повторяем процедуру в заданном порядке на остальных цилиндрах

Какой должна быть компрессия?

Компрессия дизельного двигателя, равно как и компрессия бензинового двигателя обычно имеет определение 22 кг/см2. Именно при таком показателе двигатель нормально функционирует, заводится с первого раза и работает бесперебойно. Если цифра становится меньше 20ти, двигатель может даже не завестись (разве что при дополнительном воздействии масла для трансмиссии). Вы можете померить уровень давления, и узнать, есть ли необходимость повысить компрессию, использовав простой метод: прислонить руку к отверстию, которое совмещается со свечей. Если компрессия в цилиндрах находится на необходимом уровне, Вы моментально почувствуете сильное воздействие, и удержать пальцы около отверстия будет крайне проблематично.

О чем может рассказать замер компрессии двигателя

Итак, у Вас успешно прошла проверка компрессии дизельного двигателя, или же измерение давления в бензиновом моторе. Вы пришли к выводу, что показатели неутешительные, и где-то есть нарушение. Не стоит переживать — это не обязательно может являться признаком крайне серьезной поломки. Замер компрессии в двигателе может рассказать о следующих проблемах:

• Резкое нарастание компрессии свидетельствует о нарушениях в работе внутренних стенок цилиндра, износе поршней и колец
• Если попытки поднять компрессию не увенчались успехом, значит головки цилиндра износились, пропускают воздух и нуждаются в срочной замене
• При полном доступе воздуха сжатие происходит неравномерно, и компрессия меняет свои показатели? Следует обратить внимание на состояние клапанов, поверхность цилиндра, нарушения в их структуре, а также вспомнить, сколько по времени эксплуатируются перечисленные детали
• Заслонка наглухо закрыта, но изменение давления не перестает происходить? Присмотритесь к газораспределительной системе — возможно, ее функциональность снижена

Заключение

Мы разобрались в том, что такое компрессия двигателя, на что влияют ее параметры, о каких нарушениях она может рассказать, как верно замерить компрессию, и какая компрессия должна быть в двигателе при правильном функционировании. Следует взять за правило следить за тем, чтобы движок автомобиля находится в исправном состоянии, а также использовать только качественное моторное масло. Обращайте внимание на регулировку клапанов, качество стержня клапана и отсутствие излишних загрязнений. Стоит знать, что закоксование и нагар на различных деталях автомобиля приводят к снижению его работоспособности. Замер компрессии дизельного двигателя, равно как и бензинового, необходимо проводить при любых проблемах с работой мотора. Также периодически проверяйте детали на наличие трещин и повреждений, а также степень износа запчастей. Теперь, узнав, как проверить компрессию двигателя, Вы сумеете обеспечить исправность и долговечность собственного автомобиля.

Какая компрессия должна быть в дизельном двигателе: норма

Особенности рабочего процесса дизельного двигателя таковы, что нормальное протекание рабочего процесса возможно при сочетании нескольких факторов. Одним из важнейших показателей является компрессия. При отклонениях этого показателя возможен затрудненный запуск или неустойчивая работа мотора. Поэтому очень важно знать, какая компрессия должна быть в дизельном двигателе.

Содержание

Что это такое?

Компрессия в дизельном двигателе – это максимальное давление, создаваемое поршнем после закрытия впускного клапана и его поднятия в верхнюю мертвую точку. Рабочий цикл дизеля тесно связан именно с созданием высокого давления в цилиндре, обеспечивающего воспламенение топлива от сжатия воздуха в камере сгорания по достижении достаточно высокой температуры (около 300 градусов). Поэтому можно сказать, что компрессия в цилиндрах у таких моторов – ключ к его стабильной работе.

В отличие от бензиновых движков, в которых возгорание топливовоздушной смеси происходит за счет электрической искры, в дизеле воспламенение идет только за счет сжатия, поэтому там давление достигает гораздо больших величин. В газотурбинных двигателях воздух сначала сжимается, а затем, в камере сгорания, смешивается с топливом. Еще один показатель, который косвенно информирует о внутренних рабочих процессах – степень сжатия. Это соотношение объема цилиндра при расположении поршня в самой нижней точке к объему камеры сгорания вверху (при максимально поднятом поршне). Полученная цифра указывает, во сколько раз сжимается топливная смесь в цилиндре к моменту воспламенения (окончанию такта сжатия). Эта величина безразмерная, так как характеризует соотношение величин. Компрессия измеряется в единицах давления – в барах или кг/см2.

Каким должно быть давление в цилиндрах

У бензиновых двигателей нормальная степень сжатия и компрессия составляет 9-11 и 12-13 кг/см2 соответственно, у дизельных норма составляет 20 и более и 20-32 кг/см2. Как видно, показатели сильно различаются, и в этом кроется различие в их рабочем процессе.

Низкая температура окружающего воздуха может стать серьезной помехой. Разные нормы давления могут обеспечить запуск при различной температуре:

• 28 кг/см2 и ниже – запуск движка возможен при температуре не ниже минус 15 градусов.
• 20-30кг/см2 – температура до минус 20 градусов.
• 32 кг/см2 – минус 20-25 градусов.
• 36 кг/см2 – до минус 30 градусов.

Следует отметить, что такие температурные диапазоны на дизельном двигателе достижимы только при полностью исправном силовом агрегате и вспомогательном оборудовании.

Причины снижения давления

Степень сжатия заложена конструктивно и может быть изменена только установкой других поршней или головки блока цилиндров с иными геометрическими параметрами. Компрессия дизельного двигателя — величина изменяющаяся. Со временем изнашиваются ответственные детали — увеличиваются зазоры компрессионных и маслосъемных колец на поршнях, клапаны, прокладка блока цилиндров, вследствие чего нарушается герметичность и необходимое давление уже не создается. На бензиновом моторе это чревато неустойчивой работой на переходных режимах и падением мощности, а дизель может просто не завестись.

Как можно определить возможное снижение компрессии

Существует несколько признаков, по которым можно узнать об ее снижении.

1. Затруднения при запуске (и холодного, и горячего).
2. Отказ работы одного из цилиндров, пропуски зажигания
3. Скачкообразное изменение оборотов, их неравномерность.
4. Снижение мощности, провалы при работе.
5. Перегрев силового агрегата, увеличение давления в системе охлаждения.
6. Сизый дым из выхлопной трубы при запуске.
7. Повышенный шум при работе, вибрации на любых оборотах, особенно минимальных.
8. Потеки масла на поверхности силового агрегата.
9. Значительное увеличение расхода топлива.

Появление хотя бы одного из этих признаков свидетельствует о необходимости замера компрессии дизельного двигателя

Методика измерения

Чтобы измерить компрессию дизельного двигателя, потребуется определенное специальное оборудование. При проведении замеров потребуется компрессометр — вариант манометра, приспособленный для измерения давления внутри цилиндров.

Как измерять компрессию? Работа состоит из следующих этапов:

1. Для начала надо снять свечу накаливания или форсунку на одном из цилиндров.
2. Вместо них вкручивается штуцер манометра.
3. Коленчатый вал проворачивается с помощью стартера, в это время фиксируются показатели давления. Стартер должен обеспечивать не менее 200 об/мин.
4. Манометр отсоединяется и проверка проводится аналогично во всех остальных цилиндрах. В норме результаты измерений должны быть примерно одинаковыми во всех цилиндрах.
5. Свечи или форсунки вновь выкручиваются и в каждый цилиндр через отверстие впрыскивается 50 мл моторного масла.
6. Движок прокручивается стартером при снятых свечах или форсунках. После этого вновь проверяется компрессия во всех цилиндрах.

Перед тем, как замерить компрессию дизельного двигателя, его надо прогреть до рабочей температуры.

Если показатель изменился в большую сторону, значит, имеет место износ деталей шатунно-поршневой группы в цилиндрах дизельного двигателя.

Если показатели компрессии будут такими же, то следует провести регулировку газораспределительного механизма (тепловых зазоров клапанов).

После проведения необходимых регулировок необходимо еще раз как проверить компрессию, так и устранить неисправности вспомогательного оборудования.

Что делать при снижении компрессии

Как же повысить компрессию? Низкие показатели обычно являются следствием износа при его большом пробеге. Так же, как и бензиновый мотор, такой дизель часто подлежит капитальному ремонту, а именно: замене шатунно-поршневой группы, притирке клапанов, замене прокладок головки блока цилиндров. Даже если проверка компрессии дизельного двигателя показывает ее снижение только в одном из них или в нескольких.

Тем не менее, немного отсрочить дорогостоящий ремонт можно при помощи специальных средств для увеличения компрессии. Это, в первую очередь, разнообразные присадки, которые добавляются при замене масла для дизельных двигателей. Они видоизменяют его начальный состав и повышают вязкостные характеристики, таким образом, удается минимизировать утечки давления через компрессионные кольца и поднять компрессию. Также для увеличения давления и уменьшения утечек проводят притирку клапанов.

Ремонт дизелей обходится значительно дороже из-за конструктивных особенностей и высоких технических требований к диагностике и специальному оборудованию. Поэтому важно регулярно проводить измерение компрессии дизельного двигателя, чтобы при помощи своевременных профилактических мер продлить его работоспособность.

Проверка компрессии двигателя автомобиля — результаты измерения

Недавно двигатель работал нормально, но упала мощность, увеличились расход топлива и масла, а на холостом ходу появилась вибрация. В подобных случаях для определения причины неисправности прибегают к измерению компрессии. Расскажем как правильно проверить компрессию двигателя и на что влияют результаты измерений.

Что это такое

Компрессией называют величину максимального давления в цилиндре, создаваемого при холостой прокрутке двигателя стартером (например, при отключении свечи зажигания). Компрессию двигателя не стоит путать со степенью сжатия, т.к. это разные понятия. Чтобы измерить компрессию, необходимо вместо свечи установить компрессометр. Этот прибор представляет собой манометр, соединенный шлангом со штуцером и обратным клапаном. При вращении коленчатого вала двигателя в шланг нагнетается воздух, пока давление в шланге не сравняется с максимальным давлением в цилиндре. Его значение зафиксирует манометр.

Как правильно проверить

• двигатель должен быть «теплым». Подача топлива должна быть отключена. Можно, например, отключить бензонасос, форсунки или использовать другие способы, препятствующие попаданию большого количества топлива в цилиндры;
• необходимо вывернуть все свечи. Выборочный демонтаж свечей, практикуемый на некоторых СТО, недопустим, так как увеличивает сопротивление вращению и произвольно снижает обороты при прокрутке двигателя стартером;
• аккумуляторная батарея должна быть полностью заряжена, а стартер — исправен.

Компрессию измеряют с открытой или с закрытой дроссельной заслонкой. Каждый из способов дает результаты и позволяет определять свои дефекты. Когда заслонка закрыта, в цилиндры поступит мало воздуха, поэтому компрессия будет низкой и составит около 0,6-0,8 МПа. Утечки воздуха в этом случае сравнимы с его поступлением в цилиндр. Вследствие этого компрессия становится особо чувствительной к утечкам — даже при малых неплотностях ее значение падает в несколько раз. При измерении компрессии с открытой заслонкой картина будет иной. Большое количество поступившего воздуха и рост давления в цилиндре, конечно, способствуют увеличению утечек. Но они заведомо меньше подачи воздуха. Вследствие этого компрессия падает не столь значительно (приблизительно до 0,8-0,9). Поэтому, замер компрессии с открытой заслонкой лучше подходит для определения «грубых» дефектов двигателя, таких как: поломки поршней, закоксовывание колец, прогары клапанов, задиры поверхности цилиндров.

В обоих способах измерения желательно учитывать динамику нарастания давления — это поможет установить истинный характер неисправности с большей вероятностью. Так, если на первом такте величина давления, измеряемая компрессометром, низкая (0,3-0,4), а при последующих тактах резко возрастает, — это косвенно свидетельствует об износе поршневых колец.

В таком случае заливка в цилиндр небольшого количества масла сразу увеличит не только давление на первом такте, но и компрессию.

Чем проверяют

Самым распространенным прибором является компрессометр. Также в продаже имеются целые наборы с комплектом переходников (адаптеров), позволяющих проводить измерения на автомобилях любых марок и моделей.

Быстро и эффективно измеряют компрессию современные мотор тестеры. Эти приборы фиксируют фактически не давление, а амплитуду пульсации электрического тока, потребляемого стартером во время прокрутки — ведь чем выше давление в цилиндре, тем больше затраты мощности стартера на вращение коленвала. Тем самым удается одновременно измерить компрессию во всех цилиндрах всего за несколько оборотов, не прибегая к выворачиванию свечей, что особенно важно для многоцилиндровых двигателей.

Недостаток мотор тестера — получаемые результаты выражаются в относительных единицах, например, в процентах к цилиндру, работающему лучше. Лишь самые дорогие мотортестеры способны измерять абсолютную величину компрессии в каждом цилиндре, но это возможно только на основе большого числа статистических данных по конкретной модели двигателя и их сопоставления с действительным давлением в цилиндре.

Результаты измерения

Неисправность	Признаки неисправности	Компрессия, МПа
		полностью открытая заслонка	закрытая заслонка
Полностью исправный двигатель	Отсутствуют	1,0 — 1,2	0,6 — 0,8
Трещина в перемычке поршня	Синий дым выхлопа, большое давление в картере	0,6 — 0,8	0,3 — 0,4
Прогар поршня	То же, цилиндр не работает на малых оборотах	0,5 — 0,5	0 — 0,1
Залегание колец в канавках поршня	То же	0,2 — 0,4	0 — 0,2
Задир поршня и цилиндра	То же, возможна неустойчивая работа цилиндра на холостом ходу	0,2 — 0,8	0,1 — 0,5
Деформация клапана	Цилиндр не работает на малых оборотах	0,3 — 0,7	0 — 0,2
Прогар клапана	То же	0,1 — 0,4	0
Зависание клапана	То же	0,4 — 0,8	0,2 — 0,4
Дефект профиля кулачка распредвала (для конструкций с гидротолкателями)	То же	0,7 — 0,8	0,1 — 0,3
Повышение количества нагара в камере сгорания в сочетании с изношенными маслосъемными колпачками и кольцами	Повышенный расход масла с синим дымом выхлопа	1,2 — 1,5	0,9 — 1,2
Естественный износ деталей поршневой группы	То же	0,6 — 0,9	0,4 — 0,6

В большинстве случаев результаты замеров компрессии являются относительными. Это значит, что необходимо опираться на разницу в значениях компрессии у различных цилиндров, а не на саму ее абсолютную величину.

Степень сжатия — обзор

Степень сжатия обычно варьируется от 1,05 до 7 на ступень; однако соотношение 3,5–4,0 на стадию считается максимальным для большинства технологических операций. Довольно часто повышение температуры газа во время сжатия диктует предел безопасного или разумного повышения давления. Максимальное повышение температуры определяется либо максимальной рабочей температурой цилиндра компрессора, либо максимальной температурой, которую газ может выдержать перед разложением, полимеризацией или даже самовоспламенением, как для хлора, ацетилена и т. Д.Поскольку объемный КПД уменьшается с увеличением степени сжатия, это также добавляет к выбору разумного предельного давления нагнетания. При известной максимальной температуре максимальная степень сжатия может быть рассчитана из соотношения повышения адиабатической температуры.

Оптимальная минимальная мощность достигается при одинаковой степени сжатия во всех цилиндрах для многоступенчатых агрегатов. При внешнем охлаждении газа между ступенями необходимо делать разумные поправки на перепады давления в промежуточных охладителях и учитывать это при настройке степеней сжатия:

Фактическое (с промежуточным охлаждением)

(18-38) Pi1 / P1 = Pi2 / Pi1 ′ = Pi3 / Pi2 ′ =… Pfy / Piy

где 1,2,3 ,.… Y = состояние газа в баллоне, представленное (1) для первой ступени, (2) для второй ступени и т. Д.

i = состояние межступенчатого давления нагнетания, непосредственно в баллоне.

Prime (′) = состояние межступенчатого нагнетания, уменьшенное за счет падения давления в промежуточных охладителях, клапанах, трубопроводах и т.д .; следовательно, штрих представляет фактическое давление на всасывании следующего цилиндра в многоступенчатой ​​цилиндровой системе.

f = конечное давление или давление на выходе из многоступенчатой ​​установки.

Степени сжатия по ступеням:

R1 = Pi1 / P1R2 = Pi2 / Pi1′R3 = Pi3 / Pi2′Rf = Pfy / Piy ′

(18-39) R1 = R2 = R3 = … Rf = yRt

, где R _t = общая степень сжатия агрегата = P _i / P ₁

Для двухступенчатого сжатия на ступень:

(18-39A) R1 = R2 = Pf2 / P1

Для пяти ступеней:

(18-39B) R1 = R2 = R3 = R4 = R5 = 5Pf5 / P1

Обычно на многоступенчатых машинах используются промежуточные охладители.Функция промежуточного охладителя заключается в охлаждении газа до максимально возможной температуры, близкой к исходной температуре всасывания, с минимальным падением давления. Это важно для термочувствительных материалов. Это охлаждение приводит к экономии требуемой тормозной мощности, так как по существу происходит охлаждение при постоянном давлении, что приводит к тому, что следующий цилиндр обрабатывает меньший объем газа. Чтобы добиться максимальной экономии, следует использовать самое холодное охлаждение, доступное на практике.

В некоторых случаях желательно использовать двухступенчатое сжатие без промежуточного охлаждения.Если состав газа должен оставаться постоянным на протяжении всего процесса сжатия, а температура не ограничивается, промежуточные охладители нельзя использовать, если присутствуют конденсируемые вещества. Иногда для газов с низким значением «k» или «n» используются две ступени для повышения объемного КПД. Когда это так, и высокие температуры сжатия или экономичность работы не контролируются, может быть выгодно отказаться от промежуточного охладителя.

Обратите внимание, что когда промежуточные охладители не используются, температура воды в рубашке компрессора должна быть на 10–15 ° F выше, чем точка росы между ступенями.Для этого на предыдущем этапе потребуется теплая вода из куртки.

Работа промежуточного охладителя внешне не влияет на теоретическую оптимальную степень сжатия на ступень. Однако это влияет на совокупную мощность, необходимую для выполнения работы по полному сжатию, потому что все потерянные потери давления должны быть заменены на мощность в лошадиных силах. За счет этого промежуточного охлаждения также наблюдается выигрыш в производительности, как показано на рисунках 18-17A и 18-17B. Поправка на падение давления в промежуточном охладителе обычно делается путем увеличения давления на выходе из цилиндра, чтобы включить половину падения давления в промежуточном охладителе между ступенями, а давление всасывания на следующей ступени уменьшается до другой половины падения давления. по сравнению с теоретическим давлением без учета перепада давления.

Рисунок 18-17а. Комбинированные индикаторные карты двухступенчатого компрессора, показывающие, как водяные рубашки цилиндра и промежуточный охладитель помогают приблизить линию сжатия к изотермической.

(Используется и адаптировано с разрешения: Miller, H.H. Power, © 1994. McGraw-Hill, Inc., Нью-Йорк. Все права защищены.)

Рисунок 18-17b. Влияние объема зазора на эффективность работы цилиндра поршневого компрессора (эффект конструкции клапана).

(Используется с разрешения: Livingston, E. H. Chemical Engineering Progress, V.89, № 2, © 1993. Американский институт инженеров-химиков, Inc. Все права защищены.)

Коэффициент сжатия на ступень можно рассчитать.

(18-40) Pf = P1Rγ− (Δp1) Rγ − 1− (Δp2) Rγ − 2− (Δp3) Rγ − 3− (Δp4) Rγ − 4…

Продолжайте, чтобы увидеть количество членов в правой части уравнение, равное количеству ступеней. Обычно это лучше всего решается методом проб и ошибок, и его можно упростить, если предположить, что большинство значений ΔP равны. Предполагается, что весь перепад давления в промежуточном охладителе вычитается из давления всасывания следующей ступени, т.е.е. Падение давления в промежуточном охладителе первой ступени вычитается из давления всасывания второй ступени.

P _f = конечное давление многоступенчатого блока цилиндров

γ = количество ступеней сжатия

Δp = перепад давления на промежуточных охладителях, фунт / кв. Дюйм

1 = первая ступень

2 = вторая ступень

Если половина Δp добавляется к разряду одной ступени и половина вычитается из всасывания следующей ступени:

(18-41) Pf = P1Rγ− (12Δp1) Rγ − 1− (12Δp2) Rγ − 2− (12Δp3) Rγ − 3− (12Δp4) Rγ − 4…

На практике соотношения для каждой ступени могут не совпадать; однако это не мешает компрессору работать удовлетворительно, если все другие факторы учитываются соответствующим образом.

Охлаждение рубашки компрессора. Вода для охлаждения рубашки компрессора не должна быть такой же теплой, как вода в рубашке газового двигателя. Вода на 15–20 ° F более теплая, чем точка росы сжимаемого газа, предохраняет от конденсации. Рекомендуется повышение температуры воды в рубашке максимум на 15–20 ° F. Никогда не следует ограничивать поток воды к рубашкам, чтобы поддерживать эту температуру, поскольку пониженная скорость имеет тенденцию способствовать загрязнению рубашек.

Количество тепла, отводимого рубашками компрессора, зависит от размера и типа машины.Этот отвод тепла обычно выражается в британских тепловых единицах / час / л.с. Отвод тепла в цилиндр компрессора в среднем составляет около 500 БТЕ / ч / л.с. Некоторые из них имеют низкий уровень 130, и необходимо уточнить у производителя, чтобы получить точную цифру.

Пример 18-1

Давление между ступенями и степени сжатия

Для двух ступеней сжатия, какими должны быть давления в цилиндрах, если перепад давления в промежуточном охладителе и трубопроводе составляет 3 фунта на кв. Дюйм?

Всасывание до первой ступени: P ₁ = 0 фунтов на кв. Дюйм (14.7 psia)

Нагнетание из второй ступени: P _f2 = 150 psig (164,7 psia)

Perstage: Rc = 164,7 / 14,7 = 11,2 = 3,35

Без промежуточного охлаждения:

С промежуточным охлаждением:

Первая ступень:

Вторая ступень:

Пример показывает, что, хотя отношения на цилиндр сбалансированы, каждое из них больше теоретического. Это соответствует реальным операциям.

Важно отметить, что довольно часто фактическая степень сжатия для отдельных цилиндров многоступенчатой ​​машины не может быть точно сбалансирована.Это состояние возникает в результате ограничения потребляемой мощности в лошадиных силах для определенных размеров и конструкций цилиндров производителя. При окончательном выборе они будут скорректированы, чтобы обеспечить максимально возможные степени сжатия для использования стандартных конструкций.

Вот что на самом деле означает «степень сжатия» и почему это важно что именно это значит? Что ж, пора объяснить, что такое степень сжатия, и почему каждый автопроизводитель теперь одержим ею, как Святым Граалем.

Степень сжатия, надо признать, сложнее, чем кажется на первый взгляд. Не помогает и то, что это один из тех терминов, которые вы слышите на автосалонах и в пресс-релизах без серьезных объяснений. Это одна из тех вещей, которые вы в большинстве своем пытаетесь понять, пытаясь произвести впечатление на артиста-трапеции, которого вы встретили в цирке на прошлых выходных.

Мы знаем, что высокая степень сжатия — это хорошо, а низкая — плохо. Мы знаем, что новый двигатель Mazda Skyactiv-X «Holy Grail» отличается высокой степенью сжатия, наряду с «дизельным убийцей» Infiniti и серией Toyota «Dynamic Force», которые рекламируют большую мощность при большей эффективности.

Мы живем в эпоху, когда инженеры не могут просто увеличить мощность двигателя, сделав его больше. Изменение степени сжатия двигателя становится обычным делом.

G / O Media может получить комиссию

(Кстати, если вы читаете это и фыркаете, потому что уже знаете, что такое степень сжатия, хорошо для вас! Не все остальные.)

What Defines Степень сжатия очень проста

Степень сжатия — это именно то, на что она похожа — степень, при которой вы сжимаете максимальный объем цилиндра до минимального объема цилиндра.Это объем цилиндра, когда поршень полностью опущен по сравнению с полностью вверху. Это написано и указано в виде отношения. Например, для двигателя со степенью сжатия 9: 1 вы бы сказали, что это «девять к одному».

А теперь представьте себе цилиндр в своей голове. Поршень движется вверх и вниз внутри этого цилиндра. Когда поршень находится в самой нижней точке, это называется нижней мертвой точкой. Вот где объем цилиндра наибольший. Когда поршень находится в самой высокой точке цилиндра, это называется верхней мертвой точкой, и именно здесь объем цилиндра наименьший.Сравнение этих двух объемов — вот откуда взялось ваше соотношение.

Если вы такой же наглядный ученик, как я, вам понравится этот созданный мной GIF, показывающий, как работает четырехтактный двигатель. Видите, как поршень движется вверх во время такта сжатия? Это весь воздух и топливо сжимаются в цилиндре. Если двигатель имеет высокую степень сжатия, это означает, что данный объем воздуха и топлива в цилиндре сжимается в гораздо меньшее пространство, чем двигатель с более низкой степенью сжатия.

А теперь пример с простой математикой, мой любимый вид.

Представьте, что у вас есть двигатель, объем цилиндра и камеры сгорания которого составляет 10 куб. См, когда поршень находится в нижней мертвой точке. После того, как впускной клапан закрывается и поршень поднимается вверх во время такта сжатия, он сжимает топливно-воздушную смесь в объеме одного кубического сантиметра. Этот двигатель имеет степень сжатия 10: 1.

Вот и все! Это степень сжатия. Общий рабочий объем плюс сжатый объем (включая объем головки блока цилиндров и все, что выше, где поршень «движется») в один только сжатый объем .

Почему лучше усложняется

Но понимание , что такое степень сжатия , менее важно, чем понимание , почему нам это небезразлично или почему высокая степень сжатия — это такое стремление.

Лучшее объяснение, которое я получил в этом, было от моего коллеги и инженера Дэвида Трейси, который затем обратился за помощью к другим инженерам и профессорам. Лучший ответ из них дал доктор Энди Рэндольф, технический директор ECR Engines. Он проводит исследования трансмиссии для NASCAR, и его объяснение предельно ясно:

С точки зрения непрофессионала, мощность двигателя генерируется, когда сгорание воздействует на поршень и толкает его вниз по цилиндру во время такта расширения.

Чем выше поршень находится в канале ствола в момент начала сгорания, тем большее усилие будет приложено.

По мере увеличения степени сжатия поршень перемещается выше в отверстии в верхней мертвой точке, следовательно, появляется дополнительная сила для хода расширения (дополнительная сила для того же количества топлива равняется более высокой эффективности).

Теперь мы на самом деле нужно больше понимать о , почему в дополнение к , как о , а это означает, что нам придется рискнуть в области термодинамики.

Суть всего этого в том, что более высокая степень сжатия означает, что двигатель получает больше работы при том же количестве топлива. Это хорошо для энергии, а также миль на галлон.

Чтобы объяснить, почему более высокая степень сжатия дает лучшую эффективность, мы не собираемся слишком углубляться в термодинамику, но, черт возьми, давайте просто окунемся в них. Это здорово и полезно для души.

Более высокое сжатие означает больше работы, но больше давления

На изображении выше показана диаграмма «давление-объем» для идеального и типичного бензинового двигателя.Он визуально показывает, что происходит в вашем двигателе, когда он сжигает бензин.

На диаграмме выше нижняя кривая 1-2 показывает ход сжатия.

Строка 2-3 показывает горение.

Верхняя кривая 3-4 показывает ход расширения.

А линия 4-1 показывает отвод тепла при открытии выпускного клапана.

Чтобы быть более техническим, на диаграмме кривая 1-2 показывает ход сжатия, в котором давление (ось y) увеличивается, а объем (ось x) падает, когда поршень действительно воздействует на газ, сжимая его.Строка 2-3 показывает тепло, выделяющееся при сгорании, быстро увеличивая давление и температуру газа. Кривая 3-4 показывает увеличение объема и падение давления по мере того, как газ действует на поршень во время такта расширения. Линия 4-1 показывает отвод тепла от газа в окружающую среду по мере того, как давление возвращается к окружающему при открытии выпускного клапана. Наконец, плоская линия 1-5 внизу представляет ход выпуска и возврат поршня в верхнюю мертвую точку в конце.

Область внутри этих 1-2-3-4 строк показывает, сколько работы проделано двигателем.Более высокая степень сжатия означает, что две вертикальные линии на графике будут перемещаться влево и вверх, оставляя больше области в границах, чем при более низкой степени сжатия, и, таким образом, работа выполняется. Но, как вы можете видеть на этой диаграмме, вы столкнетесь с более высоким давлением. Другими словами, вы получите больше механической работы от двигателя с высокой степенью сжатия. Вы будете получать большее давление в цилиндре и на поршне из-за тепловыделения от сгорания.

Более высокое сжатие также означает более высокий тепловой КПД

Также важно отметить, что тепловложение и тепловые потери во время цикла вашего двигателя связаны с КПД как функцией степени сжатия.Все это работает по двум идеям. Во-первых, любая тепловая энергия, поступающая в систему, должна быть преобразована либо в механическую работу, либо в отходящее тепло. Во-вторых, тепловой КПД — это просто результат работы, деленный на подводимое тепло. Итак, вы можете вывести соотношение между тепловым КПД и степенью сжатия, как MIT, построенное на его веб-странице и показанное выше. Уравнение здесь (nu — термический КПД, r — степень сжатия, а гамма — свойство жидкости) :

Когда вы даете двигателю определенного рабочего объема более высокую степень сжатия, вы эффективно сдвигаете фотоэлектрическую диаграмму вверх и влево, и увеличивают тепловложение (Qh на диаграмме) в большей степени, чем тепловые потери (Ql).Другими словами, вы превращаете больше входящей энергии в работу. Вот Джейсон Фенске из Engineering Explained , разбирающий взаимосвязь между степенью сжатия, теплопередачей и эффективностью:

В любом случае, дело в том, что термодинамика диктует, что термический КПД возрастает с увеличением степени сжатия, как вы можете видеть на этом графике и уравнении. выше. А это означает больше лошадиных сил, лучшую экономию топлива, более тяжелые кошельки и более широкие улыбки. Управляйте любым вялым, хрипящим, всасывающим газ, старым американским V8 с низкой степенью сжатия, и вы поймете, о чем я.

Степень сжатия также делает такие двигатели, как двигатель Mazda Skyactiv-G, такими эффективными. Mazda, первая из серии новых двигателей с высоким и переменным сжатием от Mazda, Nissan / Infiniti и Toyota, на данный момент имеет самую высокую степень сжатия в отрасли — 14: 1, поэтому она может справляться с высоким расходом топлива. показатели экономичности и мощности даже без турбонагнетателя.

Почему более высокое сжатие означает более высокое октановое число

Почему не все просто используют высокие степени сжатия? Что ж, высокая степень сжатия — вот почему многим двигателям требуется топливо премиум-класса или высокооктановый бензин.Октановое число, как указано в статье How Stuff Works , является мерой способности бензина сопротивляться детонации.

По сравнению с газом с высоким октановым числом бензин с низким октановым числом с большей вероятностью самовоспламеняется из-за высоких температур и давления наддува. По сути, вам нужен газ, который воспламеняется, когда вы этого хотите, а не тот, который воспламеняется, когда вы, , этого не хотите. Такое неконтролируемое горение называется детонацией.Стук — это плохо; он снижает крутящий момент и может нанести непоправимый ущерб вашему двигателю.

Высокая степень сжатия увеличивает риск детонации, поэтому в двигателях с очень высокой степенью сжатия используется высокооктановый гоночный газ или (что сейчас чаще) E85. При сжатии газы склонны нагреваться, поэтому повышенная плотность тепла может привести к преждевременному сгоранию топлива до того, как свеча зажигания воспламенит его. Повторяю: это плохо.

Mazda пришлось проделать большую работу с поршнем и конструкцией выхлопной системы, чтобы уменьшить детонацию в двигателе 14: 1, работающем на газовом насосе.Поршни в двигателе Skyactiv-X, например, имеют полость посередине, чтобы позволить Mazda выстрелить потоком богатого топлива вокруг свечи зажигания в обедненной смеси, и, да, есть причина, по которой это было не так. Технологию нелегко разработать.

Что еще интересно, так это то, что вы не можете просто сделать двигатель с такой высокой степенью сжатия, как вы хотите. Я обратился к Джону Хойенге, владельцу магазина производительности выхлопа и ралли Nameless Performance, чтобы поговорить о рисках и преимуществах высокой компрессии.

Джон строит раллийный автомобиль Nissan 240SX, на который он меняет четырехцилиндровый SR20VE, который в настоящее время развивает около 250 лошадиных сил на колесах всего из 2,0 литров. Удивительно, но без турбо. Все, что Джон должен поблагодарить, — это очень высокая степень сжатия 14,5: 1. «Сжатие выполняет больше работы, — пояснил он, — поэтому тем больше мощности [двигатель] будет производить без наддува».

При этом, поскольку это гоночный двигатель, он использует гоночный бензин или E85 с очень высоким октановым числом.Джон сказал, что при степени сжатия выше 14,5: 1 возникает риск самовоспламенения, а также может вылететь шток или вращаться подшипник. Это то, что небрежно называют «взрывом».

Есть предел тому, насколько высоко вы можете подняться

Я спросил, почему мы не видим, что люди не бегают с двигателями, которые имеют значительно более высокую степень сжатия, чем все, что мы видим сегодня. Неприлично завышенные соотношения, вроде 60: 1. Джон рассмеялся. Он объяснил, что металл просто не может выдерживать такие высокие уровни напряжения, а такая степень сжатия приведет к тому, что вещи будут настолько горячими, что они взорвут любой современный двигатель.

Конечно, не все из нас строят гоночные автомобили с гоночными двигателями, поэтому об изменении степени сжатия нам не о чем беспокоиться. Но мы случайные владельцы автомобилей и энтузиасты квазидвигателей, так что это было объяснением того, что означает степень сжатия и почему это важно. Вам больше не нужно подделывать это, теперь вы знаете, что это такое.

А теперь иди, найди того артиста на трапеции и расскажи ему, что ты чувствуешь!

Знаете ли вы ?: Степень сжатия | Автомобильные новости

Что такое степень сжатия?

Каждый двигатель имеет определенную степень сжатия.Топливно-воздушная смесь сжимается в цилиндре для создания воспламенения, сила которого зависит от степени сжатия: объема цилиндра, когда поршень находится в нижней части своего хода, по сравнению с объемом цилиндра, когда поршень находится в нижнем положении. в верхней части штриха. Кстати, вы должны знать, что под рабочим объемом двигателя понимается полная мощность всех поршней в течение полного цикла.

Воспламенение происходит, когда поршень находится в верхней части своего хода, то есть в верхней части цилиндра (также известной как головка цилиндра), который образует камеру сгорания.Оставшийся объем топливовоздушной смеси внутри камеры сгорания позволяет пропорционально определять степень сжатия.

Степень сжатия обычно составляет от 8: 1 до 10: 1. Более высокая степень сжатия — скажем, от 12: 1 до 14: 1 — означает более высокую эффективность сгорания.

Фото: Себастьян Д’Амур

Преимущества
Более высокая степень сжатия и полнота сгорания означают большую мощность при меньшем количестве топлива и меньшем количестве выхлопных газов.С другой стороны, более сильные воспламенения усиливают нагрев, трение и износ, что затрудняет работу внутренних компонентов двигателя. Автопроизводителям нужно найти правильный компромисс.

Рассмотрим, например, технологию Mazda SKYACTIV. Инженеры переработали внутренние компоненты, чтобы увеличить ход поршня, чтобы обеспечить более высокую степень сжатия. При этом водителям, которые хотят воспользоваться этим, абсолютно необходимо использовать бензин премиум-класса (бензин с более высоким октановым числом).

Двигатели с наддувом и дизельные двигатели
Двигатели без наддува могут иметь более высокую степень сжатия, чем двигатели с наддувом (с наддувом или с турбонаддувом).Например, в двигателе с турбонаддувом воздух, поступающий в камеру сгорания, уже находится под давлением, поэтому степень сжатия должна быть немного ниже, чтобы избежать чрезмерной нагрузки на компоненты. Двигатели с наддувом обычно имеют степень сжатия от 8: 1 до 8,5: 1.

Однако, что касается дизельных двигателей, отсутствие свечей зажигания требует более высокой степени сжатия — примерно от 14: 1 до 22: 1. Они используют горячий воздух для испарения, а затем воспламенения топлива.

Марки топлива
Чем больше сжатие и тепло может выдержать топливо перед воспламенением, тем выше октановое число (87, 91, 94 и т. Д.)) и более высокой марки топлива (обычное, премиум и т. д.).

Как я уже сказал; более высокая степень сжатия означает больше тепла внутри двигателя. Топливо с более высоким октановым числом может выдерживать большее повышение температуры и менее склонно к преждевременному воспламенению или преждевременному воспламенению, также известному как детонация двигателя. Это явление изменяет ход поршня и может привести к серьезному повреждению двигателя.

Что такое степень сжатия в бензиновых и дизельных двигателях?

Что такое степень сжатия?

Коэффициент сжатия

— одна из основных характеристик двигателя внутреннего сгорания.Это отношение объема над поршнем, когда он находится в самом нижнем положении (НМТ), к объему над поршнем, когда он находится в самом верхнем положении (ВМТ). Он указывает на степень сжатия топливовоздушной смеси в двигателе.

Рисунок 1 — Простая диаграмма камеры сгорания и степени сжатия

Это отношение объема камеры сгорания от ее наибольшего к наименьшему объему. Это соотношение между общим объемом цилиндра и камеры сгорания, когда поршень находится в НМТ (нижней мертвой точке), к объему одной только камеры сгорания, когда поршень находится в ВМТ (верхней мертвой точке).Это соотношение является одним из основных требований для всех двигателей внутреннего сгорания.

Рабочий:

Поскольку бензин очень летуч, «Степень сжатия» для бензиновых двигателей обычно ниже. Таким образом, он варьируется от 10: 1 до 14: 1. Бензиновый двигатель сжимает воздух и топливо в соотношении от 10: 1 до 14: 1. Бензиновый двигатель смешивает бензин с воздухом и сжимает эту смесь в камере сгорания. Лучшее смешивание воздуха и топлива друг с другом делает его однородным.Затем электрическая свеча зажигания воспламеняет топливно-сжатую смесь искрой. Таким образом, топливо полностью и мгновенно сгорает.

Степень сжатия

В дизельных двигателях «Степень сжатия» варьируется от 18: 1 до 23: 1, что зависит от конструкции и конструкции двигателя. В бензиновых двигателях используется метод искрового зажигания. Однако в технологиях дизельных двигателей, таких как «Direct Injection», «InDirect Injection» и «Common-Rail Direct Injection», используется метод компрессионного зажигания , , , .Однако степень сжатия остается почти одинаковой как для бензинового, так и для дизельного двигателя, соответственно, независимо от объема / рабочего объема двигателя.

Преимущества более высокой степени сжатия:

Чем выше степень сжатия, тем лучше тепловой КПД двигателя. Таким образом, двигатель может извлечь больше механической энергии из заданной массы топливовоздушной смеси. В этом контексте дизельные двигатели имеют более высокую топливную эффективность для данного количества топлива, чем бензиновые двигатели того же размера.

Это означает, что скажем; Вы сравниваете обычные бензиновые и дизельные двигатели с одинаковым объемом двигателя 1,0 л. Тогда в реальном мире дизельный двигатель объемом 1,0 л будет потреблять меньше топлива, чем бензиновый двигатель объемом 1,0 л. Другими словами, автомобиль с дизельным двигателем 1,0 л будет иметь больший пробег по сравнению с автомобилем с бензиновым двигателем 1,0 л при аналогичных условиях движения.

Какая связь между степенью сжатия и экономией топлива?

Как мы узнали на предыдущей странице, статическая компрессия двигателя измеряется, когда впускной клапан двигателя полностью закрыт.Однако в реальной эксплуатации этого почти никогда не происходит. Двигатель работает так быстро, что впускной воздушный клапан может потребоваться снова открыть до того, как поршень завершит свой полный ход вверх и вниз. Когда это происходит, часть давления внутри цилиндра падает, что снижает эффективность. По сути, здесь больше места для воздуха, поэтому двигатель теряет часть мощности из-за сгорания топлива и воздуха.

Динамические степени сжатия учитывают движение впускного клапана. Инженеры могут настроить двигатель так, чтобы впускной клапан закрывался раньше, что помогает нарастить давление в цилиндре.Двигатель также можно настроить так, чтобы клапан закрывался позже, но это позволяет выпустить немного воздуха и снизить эффективность использования топлива двигателем.

Вычислить динамическую степень сжатия на самом деле довольно сложно. Для этого вы используете длину хода и длину шатуна, чтобы определить положение поршня, когда клапан полностью закрыт. Поскольку это соотношение обнаруживается, когда поршень находится в середине своего хода, оно всегда ниже, чем степень статического сжатия. Как и при статическом сжатии, более высокая степень сжатия означает более эффективное использование топлива и лучшую экономию топлива.

Сегодняшние высокоэффективные двигатели на многих современных автомобилях во многом обязаны своей экономией топлива своей высокой степени сжатия. Но у двигателя с высокой степенью сжатия есть и недостатки. Чтобы он работал безупречно, вам нужно использовать высокооктановый газ, который дороже, чем обычный неэтилированный газ. Если пропустить бензин премиум-класса, со временем в двигателе может появиться детонация. Детонация двигателя — это когда сгорание воздуха и топлива не происходит в оптимальное время хода поршня.Использование низкооктанового топлива в двигателе с высокой степенью сжатия может повысить вероятность детонации, поэтому, если вы приобретете новый, экономичный автомобиль с высокой степенью сжатия, убедитесь, что вы используете тип газа, рекомендованный в руководстве пользователя, чтобы получить большинство из этого.

Ищете дополнительную информацию о степени сжатия двигателя и экономии топлива? Просто перейдите по ссылкам на следующей странице.

Выбор подходящего топлива для автомобиля

Авто Советы

25 июля, 2017

Каждый автомобиль должен использовать надлежащее топливо, соответствующее техническим характеристикам его двигателя.Степень сжатия двигателя определяет правильное топливо, которое будет использоваться. Использование неподходящего бензина расточительно и может вызвать стук двигателя автомобиля. Вот почему выбор правильного топлива для вашего автомобиля очень важен.

Что такое октан?

Октановое число — это стандартная мера, показывающая максимально допустимое давление в камере сгорания перед самопроизвольным сгоранием бензина. Смесь воздуха и топлива в камере сгорания двигателя может самопроизвольно воспламениться до воспламенения от свечи зажигания.Более низкое октановое число означает более длительное время самопроизвольного возгорания бензина. Несамовозгорание вызывает стук двигателя автомобиля. Этого следует избегать любой ценой, используя бензин с более высоким октановым числом. Вы можете выбрать подходящее топливо для своего автомобиля на основе предложенного октанового числа, которое подходит для степени сжатия двигателя вашего автомобиля. В двигателях с высокой степенью сжатия рекомендуется использовать высокооктановый бензин.

Что такое степень сжатия?

Степень сжатия — это отношение объема цилиндра, когда поршень находится в верхней мертвой точке, к нижней мертвой точке.Более высокая степень сжатия заставляет воздух и частицы топлива сжиматься с большей плотностью и под высоким давлением, таким образом, сгорает больше топлива. Возьмем, к примеру, 4-цилиндровый бензиновый двигатель с объемом каждого цилиндра 500 куб. См. Когда поршень находится в нижней мертвой точке, каждый цилиндр полностью заполнен 500 см3 воздуха и бензина, но когда поршень находится в верхней мертвой точке, объем составляет 50 см3. Значит, степень сжатия 1:10.

Правильное топливо на основе степени сжатия

Ниже приведены примеры использования подходящего топлива для различных степеней сжатия двигателя:

1. Октан 87

   В Америке и других странах его называют обычным бензином.В Индонезии обычный бензин имеет октановое число 88 и известен как бензин премиум-класса. Бензин с таким октановым числом подходит для двигателей со степенью сжатия от 7: 1 до 9: 1.

2. Октан 90

   В Индонезии бензин с таким октановым числом называется Pertalite, который подходит для двигателей со степенью сжатия от 9: 1 до 10: 1.

3. 92 Октан Бензин

   с таким октановым числом известен в Индонезии под торговыми марками Pertamax (производства Pertamina), Super (производства Shell) и Primax (производства Petronas).Этот вид бензина рекомендуется для автомобильных двигателей со степенью сжатия от 10: 1 до 11: 1.

4. 95 Октан Бензин

   с таким октановым числом известен в Индонезии под торговыми марками Pertamax Plus (производства Pertamina), Super Extra (производства Shell) и Primax (производства Petronas). Этот сорт бензина рекомендуется для автомобильных двигателей со степенью сжатия от 11: 1 до 12: 1. Pertamax Plus сегодня больше не производится и был заменен Pertamax Turbo с октановым числом 98.

5. 98 Октан

   В Индонезии бензин с этим октановым числом называется Pertamax Turbo (производится Pertamina) и рекомендуется для двигателей с коэффициентом сжатия выше 12: 1. Цена относительно доступная на бензин с октановым числом 98.

Вот некоторые последствия, если вы используете топливо, не подходящее для степени сжатия двигателя:

• Когда в двигатель с высокой степенью сжатия подается бензин с более низким октановым числом, это отрицательно сказывается на двигателе и его характеристиках.
• Когда в двигатель с низкой степенью сжатия подается бензин с более высоким октановым числом, это будет расточительным, потому что топливо не сгорает оптимально, создает минимальную мощность, но с максимальным загрязнением. Топливо с более низким октановым числом испаряется и легко сгорает по сравнению с топливом с более высоким октановым числом.
• Для автомобильного двигателя с низкой степенью сжатия лучше использовать бензин с низким октановым числом. Принуждение двигателя к потреблению бензина с более высоким октановым числом приведет только к плохим результатам. Топливо плохо сгорает в процессе сгорания, что приводит к потере мощности.Другие эффекты включают высокий уровень загрязняющих веществ, выбрасываемых автомобилем.
• Когда в двигателе с высокой степенью сжатия используется топливо с более низким октановым числом, бензин в камере сгорания воспламеняется до того, как загорится свеча зажигания, что называется предварительным зажиганием. Помимо создания не максимальной мощности, это также приводит к высокому уровню выбросов топлива и может повредить основные компоненты двигателя.

Также читайте: Самый экономичный автомобиль MPV

Если вы постоянно используете бензин с неподходящим октановым числом, у вас могут появиться дыры в поршнях двигателя вашего автомобиля.У двигателя всегда будут проблемы с детонацией каждый раз, когда автомобиль заводится или даже когда его заставляют ускоряться и опережать другие автомобили. Становится хуже, если на машине часто ездят на дальние расстояния.

Чтобы узнать степень сжатия двигателя вашего автомобиля, обратитесь к руководству по эксплуатации автомобиля. Не выбирайте топливо только для престижа. Выбирайте топливо, соответствующее характеристикам двигателя вашего автомобиля. После того, как вы выберете правильное топливо, давайте подскажем, как сэкономить топливо для вашего автомобиля!

Коэффициент сжатия и тепловой КПД

Какой процент тепловой энергии, производимой при сжигании ископаемого топлива, способствует движению транспортного средства?

Сравнение дизельного и бензинового двигателей является загадкой.В Европе, Азии, Австралии, Южной и Центральной Америке — практически повсюду в мире за пределами Соединенных Штатов — общеизвестно, что дизельные двигатели значительно более экономичны, чем бензиновые.

Дизельный двигатель перемещается на галлоне топлива намного дальше, чем двигатель внутреннего сгорания с искровым зажиганием сопоставимых размеров может проехать на галлоне газа. Дизельный двигатель на галлоне топлива проедет на 25–30% дальше, чем бензиновый двигатель с искровым зажиганием сопоставимого размера на галлоне гравия.

И этот разрыв увеличивается.

Что не так широко известно, так это то, что дизельные двигатели также значительно более экологичны, чем бензиновые. Причина, по которой большинство людей не знают, что дизельное топливо загрязняет меньше, чем бензиновые двигатели, заключается в том, что 1) большая часть статистических данных по выбросам бензина и дизельного топлива дана на единицу объема и 2) люди — опять же — не знают, что дизельное топливо дает водители на треть больше миль на галлон, чем бензин.

Математика проста.По данным Агентства по охране окружающей среды, на галлон дизельного топлива выделяется около 22 фунтов углекислого газа. Галлон высокооктанового бензина дает около 20 фунтов. (Низкооктановый бензин выделяет больше.) Это означает, что на галлон дизельное топливо выделяет примерно на 10% больше CO2, чем бензин. Но это по-прежнему означает, что дизельное топливо выбрасывает на 15-25% меньше углекислого газа на милю.

Дизель — это просто лучшее топливо с точки зрения окружающей среды и экономии топлива. Не менее важно, что дизельные двигатели лучше — намного эффективнее бензиновых.

Так почему американцы ездят на бензиновых автомобилях?

Почему дизельные двигатели более экономичны, чем бензиновые двигатели

Согласно общепринятому мнению, причина того, что дизельные двигатели намного более экономичны, чем бензиновые, заключается в том, что дизельное топливо является лучшим топливом, чем бензин. И это правда. Дизель — лучшее топливо, чем бензин, пропан, метан (природный газ) и почти любое другое ископаемое, «чистое» и альтернативное топливо в этом отношении, потому что дизельное топливо имеет более высокую плотность топлива.Плотность топлива — также известная как «энергетическая» плотность бензина. «Теплотворная способность дизельного топлива составляет примерно 45,5 МДж / кг (мегаджоули на килограмм), что немного ниже, чем у бензина, который составляет 45,8 МДж / кг. Однако дизельное топливо плотнее бензина и содержит примерно на 15% больше энергии по объему (примерно 36,9 МДж / литр по сравнению с 33,7 МДж / литр) », — поясняет Европейская ассоциация автопроизводителей.

Однако плотность дизельного топлива — не единственная причина, по которой дизельные двигатели имеют более высокую топливную экономичность, чем бензиновые.

Дизель имеет на 11% -15% большую удельную энергию, чем бензин, сумма, которая, хотя и играет большую роль в топливной экономичности дизельных двигателей, не объясняет тот факт, что дизельные двигатели перемещаются на 25-35% дальше. чем бензиновые двигатели сопоставимого размера при том же объеме топлива.

Итак, вопрос в том, откуда берутся дополнительные от 20% до 25% эффективности использования пробега? Опять же, если дизельное топливо только на 11-15% более энергоемко, чем бензин, почему дизельные двигатели получают 9 миль на каждые 6 пробега бензина?

Ответ прост.Мало того, что дизельное топливо является более плотным топливом, чем бензин, дизельные двигатели являются более качественными двигателями, чем бензиновые двигатели. Тепловой КПД дизельных двигателей намного превосходит бензиновые.

Сравнение качества бензиновых и дизельных двигателей

Существует множество способов определения «качества» двигателя. Крутящий момент и ускорение — два примера стандартов, по которым можно судить о качестве двигателя. Но в отношении эффективности двигателя внутреннего сгорания есть только две важные переменные.

Что касается КПД двигателя внутреннего сгорания, качество определяется 1) долговечностью — как долго двигатель прослужит — и 2) производительностью — какой мощностью двигатель выдает по отношению к потенциальной мощности потребляемого топлива.

КПД двигателя: почему дизельные двигатели лучше бензиновых двигателей с искровым зажиганием

Дизельные двигатели — по сравнению с другими типами двигателей — являются выдающимся достижением инженерной мысли. С момента появления первых дизельных двигателей до тех, которые производятся сегодня, дизель всегда превосходил бензиновые двигатели по эффективности.Дизельные двигатели всегда были более качественными. Они всегда служили дольше, а дизельные двигатели всегда были более экономичными. Самое главное, что дизельные двигатели всегда меньше загрязняли окружающую среду.

И современные инженеры еще больше отделяют дизельные двигатели от бензиновых.

Современные инженеры по дизельным двигателям преодолевают барьеры, ограничивающие тепловую эффективность. Другими словами, дизельные двигатели вырабатывают больше кинетической энергии из тепла, выделяемого при сгорании, чем любой другой тип двигателя.

Что касается производства двигателей внутреннего сгорания: «Дизельный двигатель имеет самый высокий тепловой КПД (КПД двигателя) среди всех применяемых двигателей внутреннего или внешнего сгорания из-за его очень высокой степени расширения и естественного сжигания обедненной смеси, которое позволяет рассеивать тепло избыточным воздухом».

Причина, по которой дизельные двигатели более эффективны в преобразовании тепла, выделяемого при сгорании, в кинетическую энергию, заключается в том, как дизельное топливо сгорает в дизельном двигателе

Сжатие и искровое сгорание

Есть два способа сжигания ископаемого топлива в двигателе: искрой или сжатием до точки воспламенения.Все дизельные двигатели являются двигателями компрессионного типа. Все бензиновые двигатели работают от искры. Это означает, что сжатие является катализатором сгорания дизельного топлива в двигателе, а искра воспламеняет бензин в камере сгорания бензинового двигателя.

Разница между двумя способами сжигания ископаемого топлива в двигателе важна, потому что эти два средства обеспечивают разную эффективность сгорания.

Компрессионные двигатели сжигают топливо более эффективно, чем двигатели с искровым зажиганием.

Почему компрессорные двигатели сжигают топливо более эффективно, чем бензиновые двигатели с искровым зажиганием

Компрессионные дизельные двигатели и бензиновые двигатели с искровым зажиганием имеют много общего, включая форсунки, поршни, поршневые цилиндры и выхлопные трубы.И компрессионные, и искровые двигатели разработаны с использованием так называемого цикла Отто. Цикл Отто — это цикл четырехтактного двигателя — 1) ход впуска, 2) ход сжатия, 3) рабочий ход 4) ход выпуска — который оказался наиболее эффективной конструкцией автомобильного двигателя.

Для беглого объяснения двигателей сжатия и искрового зажигания необходимо отметить только одно различие в отношении двух типов двигателей: двигатели сжатия используют давление для сгорания дизельного топлива, в то время как двигатели с искровым зажиганием воспламеняют бензин с помощью электрической искры.

Перед тем, как попасть в камеру сгорания двигателя, дизельное топливо и бензин переводятся в газовое состояние. Когда газообразное топливо сжимается, оно нагревается. Тепло, выделяемое при сжатии, является функцией закона идеального газа. «Объем (V), занимаемый n молями любого газа, имеет давление (P) при температуре (T) в Кельвинах. Связь для этих переменных: P V = n R T, где R известна как газовая постоянная ».

Поскольку температура и объем постоянны, увеличение давления на газ — i.Т. е. уменьшение объема газа — повышение температуры.

В поршневых цилиндрах как искровые двигатели, так и двигатели сжатия сжимают соответствующее топливо. Однако дизельное топливо сжимается до такой степени, что оно сгорает. В то время как бензин также сжимается, прежде чем он сжимается до точки возгорания, искра от свечи зажигания воспламеняет газообразный бензин.

Степень сжатия дизельного двигателя по сравнению с бензиновым

В масштабе объема компрессионные двигатели обеспечивают больший тепловой КПД (выходная энергия, деленная на потребляемую мощность двигателя), чем двигатели с искровым зажиганием.Большая часть тепловой энергии, производимой при сгорании бензина в искровом двигателе, просто теряется в виде тепла, тепла, которое не преобразуется в кинетическую энергию, а, скорее, теряется в выхлопе

Причина, по которой бензиновый двигатель теряет больше энергии, чем дизельный двигатель, заключается в том, что компрессионные дизельные двигатели имеют более высокую степень сжатия, чем бензиновые двигатели с искровым зажиганием.

Тепловая эффективность может быть представлена ​​разницей в температуре. Температура воздуха, поступающего в двигатель во время такта впуска, отличается — значительно меньше — от температуры воздуха, вытесняемого из двигателя во время такта выпуска.Вычитание температуры всасываемого воздуха из температуры выхлопа дает тепловой КПД.

Департамент физики и астрономии Технологического института Джорджии объясняет:

«Поскольку такты сжатия и мощности этого идеализированного цикла являются адиабатическими, эффективность может быть рассчитана на основе процессов постоянного давления и постоянного объема. Энергия на входе и выходе, а также эффективность могут быть рассчитаны на основе температуры и удельной теплоемкости ».

В идеальных ситуациях — 100% тепловой КПД — температура выхлопа должна быть такой же, как и температура всасываемого воздуха.Это будет означать, что все тепло, выделяемое при сгорании топлива, использовалось для опускания поршня двигателя. На самом деле двигатель, который использует 30% тепла, также известного как энергия, для приведения поршня вниз, относительно эффективен.

«Эффективность, с которой они это делают, измеряется с точки зрения« теплового КПД », и большинство бензиновых двигателей внутреннего сгорания в среднем составляют около 20% теплового КПД. Дизель обычно выше — в некоторых случаях приближается к 40 процентам », — поясняет GreenCarReports.com.

Просто двигатель сжатия преобразует большую сумму энергии, произведенной во время сгорания, в кинетическую энергию, чем двигатель с искровым зажиганием, потому что дизельные двигатели могут достигать более высоких степеней сжатия.

Почему степень сжатия увеличивает топливную экономичность

Взаимосвязь между адиабатическим сжатием и топливной экономичностью имеет отношение к тепловой динамике и физике. Айна Т., Фолаян К. О. и Пэм Г. Ю. Кафедра машиностроения, Университет Ахмаду Белло, Зария, Нигерия, пояснение,

«Увеличение степени сжатия вызывает большее вращательное действие на кривошип цилиндра [6]. Это означает, что двигатель получает больше давления на поршень, и, следовательно, создается больший крутящий момент.Прирост крутящего момента из-за увеличения степени сжатия может быть задан как отношение новой степени сжатия (-. /) К старой степени сжатия ».

Проще говоря, чем сильнее сжимается газообразное топливо, тем меньше площадь, в которой оно взрывается. Это означает, что большее количество силы действует на тепло поршня, чем на стенки цилиндра. Если два двигателя имеют одинаковое количество топлива в своих цилиндрах и сила, создаваемая сгоранием в одном двигателе, больше на головке поршня, чем в другом, этот двигатель будет иметь больший тепловой КПД.

Дизельные двигатели — за исключением тех, которые используются в автомобилях, пикапах и грузовиках — могут достигать чрезвычайно высокого теплового КПД. «Низкооборотные дизельные двигатели (используемые на кораблях и в других приложениях, где общий вес двигателя относительно не важен) могут иметь тепловой КПД, превышающий 50%».

Если дизельные двигатели намного эффективнее, почему мы ездим на автомобилях с бензиновым двигателем?

Остается только догадываться, почему мы принимаем решения, которые мы принимаем индивидуально, но, вероятно, можно с уверенностью сказать, что большинство американцев используют бензиновые двигатели, потому что мы к ним привыкли.Кроме того, бензиновые двигатели были более тихими и традиционно имели более быстрое ускорение. Сегодняшние дизельные двигатели одновременно тихие и очень отзывчивые, но это не изменило покупательских привычек американцев.

Таким образом, можно с уверенностью сказать, что маркетинг во многом определяет, почему американцы покупают автомобили с бензиновым двигателем.

Как бы то ни было, покупать бензиновые двигатели — это ошибка. Это дорого, а дизельные двигатели гораздо более экологичны.

.

No related posts.