Способность двигателя преобразовывать команды водителя в изменение скорости движения автомобиля, является важнейшим свойством двигателя. Каким образом это достигается? Рассмотрим наиболее широко распространенный случай, когда водитель, управляет положением педали акселератора, физически связанной с дроссельной заслонкой. Как известно управление мощностью двигателя возможно путем изменения количества рабочей смеси поступающей в цилиндры двигателя. Количество подаваемого топлива в цилиндры регулируется временем открытого состояния форсунки (время впрыска). Для понимания процессов происходящих в двигателе приведу 3 примера.
1. Холостой ход. Скорость вращения двигателя 880 об/мин. Расход воздуха 9 кг/ч. Время впрыска 3,7 мс.
2. Автомобиль стоит на месте. Угол открытия дроссельной заслонки 8%. Скорость вращения двигателя 4700 об/мин. Расход воздуха 45 кг/час. Время впрыска 3,7 мс.
3. Автомобиль едет в гору. Угол открытия дроссельной заслонки 30%. Скорость вращения двигателя 3000 об/мин. Расход воздуха 120 кг/час Время впрыска 20 мс.
От чего зависит время впрыска? Почему в одном случае при высоких оборотах маленькое время впрыска, а в другом случае при более низких оборотах время впрыска в разы больше? Здесь все дело в количестве поступившего воздуха в цилиндры в расчете на один такт работы двигателя. Эту величину принято называть цикловым наполнением. В случае, когда к двигателю не приложена нагрузка, даже при больших оборотах во впускном коллекторе создается давление ниже атмосферного (разряжение, чтобы было понятно) величиной около 30 кПа. Когда двигатель работает под нагрузкой, дроссельная заслонка открыта на большую величину, соответственно давление во впускном коллекторе выше и наполняемость цилиндров свежим зарядом топливной смеси гораздо больше, соответственно время впрыска будет тоже больше.
Вот что пишет Гирявец по этому поводу:
Величина циклового наполнения Gвц [мг/цикл] характеризует количество воздуха поступившего в цилиндр двигателя в процессе впуска, является одним из первичных управляющих параметров, определяющим возможный характер протекания paбочего цикла. Цикловое наполнение можно определить как количество воздуха, поступившего в цилиндр двигателя из впускной системы в конкретном рабочем цикле или при yстановившемся положении режимной точки, пренебрегая неравномерностью распределения воздуха по цилиндрам двигателя, как долю одного цилиндра в общей массе воздуха Mgв поступившей в цилиндры двигателя за рабочий цикл, соотнесенную с тактностью работы двигателя:
Видео:КАК РАБОТАЕТ ДВИГАТЕЛЬ, процессы наполнения цилиндра, урок 1Скачать
Где:
Gbc — величина циклового наполнения.
Mgb — общая масса воздуха поступившей в цилиндры двигателя
i – тактность двигателя
n — частота вращения коленчатого вала двигателя [мин -1]
Блок управления двигателем рассчитывает цикловое наполнение (мг/такт) цилиндра воздухом из расчета общего количества воздуха, поступившего в двигатель в соответствии с оборотами коленчатого вала. После этого рассчитывается количество топлива (цикловая подача топлива, мг/такт), которая должна попасть в цилиндр через форсунку.
Некоторые блоки, такие как январь 5.1 и 7.2 показывают этот напрямую параметр, а другие отображают относительное наполнение (например Bosch 7.9.7) и пересчитывают в фактор нагрузки. Но суть остается одна – чем больше нагрузка приложена к двигателю, тем больше будет цикловое наполнение и соответственно время впрыска.
Современные системы впрыска топлива, такие как Bosch 7.9.7, при расчете времени впрыска топлива форсункой учитывают множество факторов, такие как температура охлаждающей жидкости и воздуха, адаптационные коррекции, нагрузка на двигатель и др. Схема расчета времени впрыска приведена на рисунке ниже.
Расчет параметров нагрузки на двигатель электронного блока управления Bosch 7.9.7 ведется по формуле, приведенной на рисунке ниже.
Относительное наполнение – это отношение действительного количества свежего заряда смеси, поступившего в цилиндр двигателя к тому его количеству, которое могло бы поместиться в рабочем объеме цилиндра при атмосферном давлении и температуре.
Поскольку цикловое наполнение рассчитывается исходя из общей массы воздуха, поступившей в двигатель, далее мы рассмотрим какими методами можно измерить расход воздуха.
Если представить принцип работы двигателя как воздушного насоса, то будет проще понять, что самое главное в работе системы управления двигателем – это расчет количества воздуха поступившего в цилиндры. Именно на основании этих данных будет произведена дозированная подача топлива к поступившему во впускной коллектор воздуху, для того чтобы смесь как можно точнее соответствовала заданному составу.
Как измерить количество воздуха, поступившего в цилиндры двигателя?
Существуют несколько методов:
1. Дроссель – обороты. Зная количество оборотов двигателя и величину открытия дроссельной заслонки можно рассчитать количество воздуха, поступившего в двигатель. Этот метод не отличается точностью, поэтому системы впрыска данного типа обязательно оснащались обратной связью по датчику кислорода для коррекции состава смеси. Часто этот тип впрыска можно встретить на недорогих автомобилях концерна Volkswagen 80-90 гг. выпуска.
2. По датчику абсолютного давления (дад или map sensor). Зная величину разряжения (абсолютного давления) во впускном коллекторе также можно произвести расчет количества воздуха, поступившего в двигатель. Дад обязательно дополнялся датчиком температуры воздуха, так как плотность воздуха при различной температуре сильно отличается. Системы впрыска с дад нашли широкое распространение во всем мире из-за дешевизны и надежности. Для примера – почти все автомобили Daewoo работают по этому методу. Однако новые нормы экологичности стандарта Евро-4 и выше заставляют конструкторов автомобилей применять более точные методы расчета поступившего воздуха.
3. И этим методом является непосредственное измерение массы поступившего воздуха с помощью датчика массового расхода воздуха. Самый точный метод на сегодняшний день. Для примера можно привести автомобили ВАЗ, которые оснащаются этим датчиком.
Читайте также: Потоки воздуха в цилиндре
Видео:как замерить выработку поршня и цилиндраСкачать
Многие начинающие диагносты недооценивают важность показаний сканера по цикловому и относительному наполнению при диагностике двигателя. Далее рассмотрим какую полезную информацию несут в себе эти параметры.
Как правило, при возникновении каких –либо неисправностей, связанных с механикой двигателя, цикловое наполнение и нагрузка возрастают. Особенно это заметно на холостом ходу. Но прежде чем копать глубже, проверьте датчик массового расхода воздуха на предмет соответствия показаний норме, поскольку расчет циклового наполнения производится непосредственно с его показаний. При аварии датчика, Эбу берет данные по цикловому наполнению из таблицы, например такой:
Допустим вы заметили, что нагрузка на двигатель заметно больше, чем должно быть ( при условии отсутствия нагрузки от навесного оборудования, таких как кондиционер, генератор, гур и т.д.). Что в первую очередь надо проверить:
1. Пожалуй самая распространенная причина – смещение фаз газораспределения. Проверьте совпадение установочных меток.
2. Смещение угла опережения зажигания в более позднюю сторону. Проверьте задающий диск или отрегулируйте уоз для систем зажигания с трамблером.
3. Зажатые клапана (для двигателей с регулировкой зазоров клапанов).
Отмечу еще, что любая из перечисленных причин вызовет повышенный расход топлива, который напрямую связан с нагрузкой на двигатель.
скачать dle 10.6фильмы бесплатно
Улучшение наполнения цилиндров топливной смесью
Для обеспечения высоких мощностных, экономических и экологических показателей необходимо совершенствовать процесс сгорания топливовоздушной смеси. Важную роль здесь играет смесеобразование, т.е. подготовка топливовоздушной смеси, ее состав, равномерность распределения по цилиндрам, степень испарения, вихревое движения заряда, температура, количество остаточных газов.
При улучшении наполнения цилиндров увеличивается динамическая степень сжатия подобно увеличению рабочего объема двигателя, т.к. в цилиндр поступает дополнительное количество воздуха и топлива. Эффективность впуска может продолжать увеличиваться даже до точки «упаковки » цилиндра (коэффициэнт наполнения цилиндра больше 1), что может быть обеспечено определенными комбинациями впускного и выпускного коллекторов и правильным подбором рспределительного вала. Максимальное давление внутри камеры сгорания перед воспламенением увеличивается при увеличении плотности бензовоздушной смеси. Когда системы впуска работает неэффективно, т.е. когда дроссельные заслонки прикрыты или впускная система имеет ограниченные проходные сечения, то цилиндр наполняется лишь частично и динамическое давление сжатия низкое. Когда система впуска работает с высокой объемной эффективностью (коэффициент наполнения больше 1 достигается во многих гоночных двигателях), динамическая степень сжатия может создать давления, превышающие значения, ожидаемые от механического (рассчитанного ) увеличения степени сжатия. Чем лучше коэффициэнт наполнения цилиндра, тем ниже будет требуемая степень сжатия.
Видео:Американский способ (диагностика) проверки прогоревших клапанов на двигателеСкачать
Чем больший заряд топливовоздушной смеси поступит в цилиндр, тем большаю работа будет произвелена в такте рабочего хода и соответственно получена большая мощность. Для улучшения наполнения цилиндров с одной стороны необходимо обеспечить хорошее общее наполнение цилиндров, а с другой — добиться равномерного распределения этой смеси по цилиндрам. Последнее особенно актуально для двигателей с карбюраторными системами питания, в которых длины впускных каналов разных цилиндров различны и зачастую отбирают топливовоздушную смесь разной степени обогащения из-за забора ее в различных местах задроссельного пространства карбюратора. Важное значение также имеет длина впускного трубопровода — так, подбирая его длину, можно добиться, чтобы на определенных оборотах образующаяся во впускном тракте стоячая волна, отразившись от впускного клапана в момент его закрытия, пройдя обратно по впускному каналу, затем отразилось от его границы и достигла вновь впускного клапана к моменту его открытия, обеспечив дозаряд цилиндра бензовоздушной смесью. Таким образом возможно получить коэффициент наполнения цилиндра больше 1 в результате дозарядки цилиндров.
Для улучшения наполнения цилиндров бензовоздушной смесью также применяется увеличение давления воздуха на входе тракта с помощью компрессоров. Для этого применяют либо компрессоры, работающие с приводом от ремня вспомогательных агрегатов двигателя или от электропривода, называемые объемными нагнетателями, либо от турбины, вращаемой с высокой скоростью отработвшими газами, что называется наддувом.
Существенную роль в улучшении наполнения цилиндров бензовоздушной смесью играет снижение сопротивления воздушному потоку на впуске. Для этого применяют воздушные фильтры пониженного сопротивления, а также полируют впускные трубопроводы. Необходимо также добиться ровных стыков в местах соединений элементов впускного трубопровода, чтобы в этих местах не образовывалось завихрений и сужений тракта. Для этого необходимо тщательно подбирать прокладки, а имеющиеся выступы тракта удалять с последующей полировкой.
Идеальным с точки зрения равномерности распределения смеси по цилиндром является организация отдельных впускных трактов с индивидуальными дроссельными узлами для каждого из цилиндров.
Для инжекторных двигателей используется узел многодроссельного впрыска, имеющий общую топливную рампу, индивидуальные для каждого из цилиндров форсунки и индивидуальные дроссельные узлы для каждого из каналов. Задроссельное пространство соединяется байпасными каналами для выравнивания разрежения по цилиндрам.
Рассмотрим пример узла многодроссельного впрыска на примере изделия для двигателя Renault F3R автомобиля «Святогор », подготавливаемого к спортивным соревнованиям:
Читайте также: Как проверить главный тормозной цилиндр ваз 2109
Видео:Нумерация цилиндров, как определить где какой номер цилиндра?/how to determine cylinder number?Скачать
В двигателях с карбюраторной системой питания аналогичный эффект достигается при установке нескольких карбюраторов с горизонтальным или наклонным потоком смеси так, чтобы для каждого цилиндра имелся свой воздушный тракт [12]. Например, на двигателе с рабочим объемом 1,45л установка двух горизонтальных карбюраторов «WEBER 40-DCOEE 44» (диаметр диффузоров 40 мм) без каких-либо других изменений приводит к увеличению мощностных показателей на 10-12% практически во всем диапазоне частот вращения коленчатого вала. Расширение каналов впускной системы совместно с этими мероприятиями и одновременно увеличение степени сжатия с 8,8 до 9,2 совместно с установкой прямоточных карбюраторов позволяет получить прирост мощности двигателя ВАЗ-2106 на 36%, увеличив при этом максимальное значение коэффициэнта наполнения с 0,9 при 3200 1/мин до 0,96 при при 4800 1/мин, т.е. на 6% [12]. Для четырехцилиндровых двигателей с рабочим объемом 1,6-2,0л и карбюраторной системой питания для получения максимальных мощностных показателей целесообразно применение двух горизонтальных двухкамерных карбюраторов с параллельным открытием дроссельных заслонок типа WEBER, SOLEX, DELLORTO с диаметрами диффузоров 45 мм, имеющих индивидуальный впускной тракт для каждого из цилиндров. При этом необходимо добиться одновременности открытия дроссельных заслонок всех камер, а их задроссельное пространство соединяется байпасными каналами калиброванного сечения. Такое решение дает эффект, аналогичный применению узла многодроссельного впрыска и применялось практически в большинстве реализаций при подготовке автомобилей к спортивным соревнованиям различного классса.
Ниже показан пример установки двух горизонтальных карбюраторов DELLORTO от автомобиля ALFA-ROMEO на автомобиле «москвич -2141» с двигателем УЗАМ рабочим объемом 2.3 л; на впуске карбюраторов установлены воздушные фильтры «нулевого » сопротивления:
Необходимо отметить, что как в узле многодроссельного впрыска, так и при применении горизонтальных карбюраторов с параллельным открытием дроссельных заслонок в варианте настройки впускной системы для работы с воздушными фильтрами возможна регулировка длины впускного тракта путем перемещения впускных «горнов » в продольном направлении. Подбирая длину тракта, добиваются дозарядлки цилиндров на заданных частотах вращения коленчатого вала за счет возникающей в тракте стоячей волны. При этом особо важно добиваться идентичности производительности топливных форсунок в инжекторных двигателях или пропускной способности топливных и воздушных жиклеров в интервале не более 1-2%, в противном случае неравномерность распределения смеси по цилиндрам по составу будет слишком велика. В некотороых случаях необходимо уточнять регулировку путем смены эмульсионных трубок [12]. Привод дроссельных заслонок должен быть связан между собой регулировочной тягой так, чтобы иметь возможность обеспечить одновременное начало открытия заслонок. Воздушные фильтры как правило используются овальные для установки на каждый карбюратор для двух цилиндров. В ряде случаев используется впускная система без воздушных фильтров.
Неплохие результаты могут быть получены при применении двух стандартных карбюраторов типа «Солекс », один из которых работает на 1 и 2-й цилиндры двигателя, а второй — на 3-й и 4-й цилиндры. Для этого используют либо специально изготовленные литые впускные коллекторы, либо используют доработанные штатные, удаляя отводы для крайних цилиндров и дорабатывая необходимым образом их посадочные места. Задроссельное пространство карбюраторов в этом случае также соединяется байпасными каналами для выравнивания разрежения по цилиндрам. Особое внимание также следует уделить идентичности производительности топливных и воздушных жиклеров этих карбюраторов, а также их проходных сечений. Для обеспечения одновременного открывания клапанов экономайзера мощностных режимов в обеих карбюраторах этом случае целесообразно применить электронное управление экономайзером с помощью стандартных электромагнитных клапанов, управляемых либо специальным электронным устройством, либо системой управления двигателем или зажиганием (например , МПСЗ) с учетом специально заложенной в них для выполнения этой функции программы.
Ниже показан пример установки двух карбюраторов Солекс-21073-1107010 на двигатель УЗАМ-3320 автомобиля «Москвич -2141»:
На шоссейно-кольцевых гонках очень хорошо зарекомендовали себя карбюраторы К-84, К-84М и К-88. Эти карбюраторы имеют минимальное сопротивление бензовоздушного тракта, что обеспечивает хорошее наполнение двигателя на высоких оборотах и устойчивую работу в условиях затяжных виражей, достаточно надежны и просты в обращении. [18].
Видео:ЗАДИРОВ в цилиндрах НЕ БУДЕТ если делать так...Скачать
Хорошие результаты дает применение на форсированных двигателях четырехкамерного карбюратора К-114. Этот карбюратор улучшает распределение смеси и увеличивает наполнение цилиндров двигателя, исключая перекрытие тактов впуска. [18].
Применение карбюраторов с переменным сечением диффузора позволяет уменьшить количество переключении передач, так как при низких оборотах двигателя и полностью открытой дроссельной заслонке золотник перекрывает часть сечения диффузора и поддерживает высокую скорость проходящего воздуха. Поэтому карбюраторы с постоянным разрежением у распылителя называют также карбюраторами с постоянной скоростью в диффузоре или с переменным диффузором. Карбюраторы устанавливаются в середине 1-го и 2-го, а также 3-го и 4-го цилиндров на расстоянии примерно 150 мм от плоскости головки двигателя. Впускная труба может быть выполнена из двух отдельных симметричных патрубков, соединенных между собой трубкой сечением 12-18 мм.[18].
Возможна также установка на двигатель УЗАМ четырех горизонтальных однокамерных карбюраторов К-194 производства ПЕКАР. Это карбюраторы с плоским дросселем, дозирующей иглой и центральной поплавковой камерой и поплавковым механизмом, снабженным рычажным устройством Диаметр диффузоров 30 и 32 мм Они предназначены для установки на гоночные мотоциклы, но с успехом могут быть применены на форсированном автомобильном двигателе Установка четырех однокамерных горизонтальных карбюраторов не требует сложных впускных патрубков. Их обычно точат на токарном станке в форме катушки. Остается только сделать конфигурации фланца головки и карбюраторов Карбюраторы снабжаются сменными расширяющимися воздухозаборниками (насадками ), уменьшающими вихреобразование на входе и позволяющими подбирать длину впускного тракта двигателя в целях оптимального использования колебаний потока горючей смеси для повышения коэффициента наполнения. Как показывает опыт, для форсированного двигателя с рабочим объемом 1,5-2,0 л длина впускного тракта должна быть 250-300 мм. [18].
Читайте также: Мерседес двигатель 112 цилиндры
Для улучшения наполнения цилиндров необходимо обеспечить беспрепятственный доступ бензовоздушной смеси через впускной коллектор в цилиндры. Для этого во впускных каналах следует удалить все крупные неровности, отшлифовать их шкуркой и обязательно обеспечить правильную стыковку деталей впуска в местах их соединений, подработав по месту сопрягаемые каналы и прокладки, добиваясь максимально ровной внутренней поверхности. Возможно также осуществить полировку каналов, однако это требует немалых усилий, в то время как отшлифованный канал на практике работает ничем не хуже [19]. Немалое значение имеет также сечение и форма впускных каналов и размер клапанов. Так, для улучшения однородности смеси при подаче ее в цилиндр в головке блока цилиндров двигателя УЗАМ-331.10 выполнены специальные завихрители (улитки ), придающие поступающей смеси вихревое вращение и улучшающие ее перемешивание, что значительно улучшает топливную экономичность. Однако эти завихрители существенно уменьшают проходное сечение впускного канала, и при увеличении рабочего объема этого двигателя головку блока цилиндров желательно заменить на «универсальную » головку или в крайнем случае — на головку блока от двигателя 412, не имеющую завихрителей, но имеющие более широкие впускные каналы.
Ширина впускных каналов тем не менее должна иметь оптимальное для двигателя заданного объема значение, так как необходимо обеспечить достаточно высокую скорость прохождения бензовоздушной смеси по каналам, чтобы улучшить смесеобразование и улучшить наполнение цилиндра потоком смеси с высокой скоростью. Слишком узкие каналы будут ограничивать поступление требуемого количества смеси или воздуха (в двигателях с распределенным впрыском топлива). С другой стороны, слишком широкие каналы в соответствии с законом Бернулли вызовут снижение скорости потока смеси. Таким образом, впускные каналы должны иметь минимальную площадь поперечных сечений, но не менее сечения, обеспечивающего беспрепятственное прохождение максимального для данного двигателя потока смеси. Иными словами, при обработке впускных каналов материал следует убирать только из тех областей, которые заметно ограничивают прохождение потока. Если области чрезмерного сужения во впускных каналах будут чрезмерно расширены, то в результате может произойти падение мощности двигателя. Если же обработка впускных каналов выполнена правильно, то объем и скорость воздуха, проходящего через все сечения канала, будут выше, чем в стандартном тракте[19]. Особенно отрицательно влияет чрезмерное увеличение сечения впускных каналов при работе двигателя на низких оборотах.
При обработке впускного тракта зачастую стремятся расширить входное отверстие канала головки блока цилиндров до максимального значения. Однако наиболее критичной областью для общего потока является не входное отверстие канала, а места рядом с седлами клапанов, так как прохождение потока через основную часть канала относительно свободно, но путь при прохождении мимо клапанов в камеру сгорания имеет ограниченные сечения. Первое препятствие часто располагается вокруг выступающей части направляющей втулки клапана. Это препятствие может быть иногда уменьшено путем уменьшения высоты и почти всегда — ширины выступа направляющей втулки. Второе серьезное препятствие потоку находится в области седла клапана. Переход от области седла клапана к области после седла клапана должен быть плавным, хотя на практике часто наблюдается прямо противоположная картина. Тщательная работа в областях камеры сгорания и седел клапанов по отношению к затраченному времени дает самое большое улучшение характеристик потока [19].
Также в форсированных двигателях желательно увеличить диаметр впускных клапанов. «Унифицированная » головка блока цилиндров двигателя УЗАМ имеет увеличенные сечения впускных клапанов, что позволяет использовать ее на двигателях с рабочим объемом от 1.6 до 2.0. Наиболее кардинальным решением является использование двенадцатиклапанных или шестнадцатиклапанных головок, в которых впуск бензовоздушной смеси осуществляется одновременно через два клапана, что существенно увеличивает проходное сечение и способствует улучшению наполнения цилиндров.
Видео:Как проверить плоскость блока цилиндров, когда она на первый взгляд идеальнаяСкачать
Хорошие результаты также дает точная обработка клапанов с 3 фасками, что улучшает характеристики потока при всех оборотах двигателя.
Улучшению наполнения цилиндров бензовоздушной смесью также способствует подбор соответствующего требуемым характеристикам распределительного вала (РВ ) головки блока цилиндров (ГБЦ ). В настоящее время существует достаточно широкая гамма РВ для двигателей ВАЗ и УЗАМ производства фирмы «Мастер -Мотор», рассчитанных на различные задачи увеличения наполения цилиндров и улучшения мощностных показателей при тех или иных частотах вращения коленчатого вала. Эти распределительные валы обеспечивают расширение фаз газораспределения при заданных частотах вращения к/вала и увеличение подъема клапанов в соответствии с этими требованиями, что позволяет увеличить максимальный коэффициэнт наполнения с 0,96 пр 4800 1/мин до 1,04 при 6000 1/мин, т.е на 8%.
Основные характеристики типовых РВ приведены ниже:
Характеристики распределительных валов фирмы «Мастер -Мотор» для двигателей УЗАМ
📺 Видео
ЗАДИРЫ и ЭНДОСКОПИЯ ЦИЛИНДРОВ. Как правильно проверять двигатель на задиры?Скачать
Как проверить зазор между поршнем и гильзой двигателяСкачать
#Как проверить цилиндр на утечки со снятой ГБЦСкачать
не растачивайте цилиндры пока не посмотрите это видео!Скачать
Двигатель Volkswagen - осмотр эндоскопом: пробег 173 000 км!Скачать
Эндоскопия двигателя - Краткое пособие для автоэкспертов - дефекты цилиндровСкачать
Поздние фазы газораспределения - пример тестирования механики двигателя при помощи мотортестераСкачать
Фазы на распредвалах, какое перекрытие выставить? Что такое "фаза распредвала"?Скачать
Пневмотестер - как это работает? Ищем утечки в цилиндре!Скачать
Как проверить ГБЦ своими руками? ГЛАВНЫЕ МОМЕНТЫ.Скачать
Износ гильзы, проверяю...Скачать
Диагностика цилиндра эндоскопомСкачать
Какие должны быть показатели параметров при диагностике исправного автомобиляСкачать
КАК ПРОВЕРИТЬ РАБОТУ ЦИЛИНДРОВ ДВИГАТЕЛЯ с электронным бесконтактным зажиганиемСкачать
