Меню

Давление во впускном коллекторе дизельных двигателей

Давление во впускном коллекторе дизельных двигателей

Проверка разряжения во впускном коллекторе

Прежде чем приступать к проверке разряжения во впускном коллекторе, рассмотрим работу 4-х тактного двигателя.

Поршень идет вверх, рабочая смесь сжимается. Растет давление, повышается температура. Клапана закрыты.
Степень сжатия в бензиновом двигателе подбирается так, что бы температура в конце такта сжатия не превышала температуру самовоспламенения рабочей смеси. Примерная температура составляет 300-400 градусов Цельсия.
В дизельном двигателе сжимается не рабочая смесь, а чистый воздух. Степень сжатия здесь подбирается таким образом, чтобы температура в конце такта сжатия превышала температуру самовоспламенения топлива. После чего происходит его впрыск и начало самовоспламенения.

Примерная температура составляет порядка 700 градусов Цельсия.

Смесь воспламенилась. Растет температура, но так как горение происходит в замкнутом объеме, так же повышается давление. Скорость горения составляет порядка 20-40 м/сек (в зависимости от качества смеси). Поэтому воспламенение должно произойти раньше ВМТ (верхней мертвой точки) – так называемый угол опережения зажигания (для бензиновых двигателей) или угол опережения впрыска (для дизельных двигателей). Обычно этот угол составляет порядка 10 градусов до ВМТ. При этом пик максимального давления возникает (за счет конечного времени горения смеси) через 10-12 градусов после ВМТ. Делается это для предотвращения перегрузок цилиндропоршневой группы и защиты от детонации.
Давление Р в камере сгорания создает усилие F на поршень.

F=P*S п
где S п — площадь поршня

Получаемая работа равна:
A = F * L
где A – получаемая работа
F – сила, действующая на поршень
L –перемещение поршня

Итак, получаемая работа на рабочем такте равна:
A= P*L*S
п

При увеличении объема (поршень двигается вниз) давление падает. Зависимость получаемой работы приобретает интегральную зависимость от перемещения поршня, но расчет данной зависимости выходит за рамки данной статьи.
Как видим, чем больше давление в цилиндре, тем больше мы получаем механической работы при одном и том же количестве сжигаемого топлива. Высокофорсированные двигателя имеют большую мощность (а соответственно экономичность), чем низко форсированные.

Дизельные двигатели превосходят бензиновые по этим параметрам из-за более высокой степени сжатия и соответственно более высоких давлений.


3.Такт выпуска (продувки)

Открывается выпускной клапан, поршень двигается вверх, выталкивая отработанные газы. Они выходят через ограниченное отверстие, поэтому давление на такте выпуска превышает атмосферное. Сопротивление на выходе создают: ограниченное отверстие в клапанах, наличие элементов выпускного тракта.

При этом создается противодавление движению поршня и часть энергии, запасенной в маховике, расходуется на преодоление этого противодавления.


4. Такт впуска

Открыт впускной клапан, поршень идет вниз. Свежая смесь поступает в цилиндр через ограниченное сечение впускного клапана и на холостом ходу (ХХ) также через прикрытую дроссельную заслонку. Создается разряжение (давление ниже атмосферного). При движении поршня вниз это создает усилие, мешающее перемещению поршня.

Еще одна часть энергии, запасенная в маховике, уходит на преодоление этого усилия.

Снова наступает такт сжатия. Поршень движется вверх, сжимая смесь. Необходимая для этого энергия опять берется из энергии вращения маховика, запасенной во время рабочего хода.
Таким образом, энергетический баланс неутешителен: мы получаем механическую работу только в одном такте. В трех других мы эту работу тратим.

Способы повышения получаемой работы.
Способ только один – повышение давления в цилиндре. При его повышении мы получаем большую работу, но рискуем получить детонацию. Поэтому степень сжатия, угол зажигания (впрыска) ограничено. Дизельное топливо более стойко к детонации, поэтому дизеля способны работать при больших давлениях (получать большую механическую работу при равных затратах топлива)

Способы минимизации потерь.
1. Такт выпуска.

Необходимо уменьшить гидростатическое сопротивление выходу газов. Применение много клапанных двигателей и содержание в порядке выхлопного тракта позволяет частично решить эту проблему.

Читайте также:  Давление воды в пожарном водопроводе норматив

2. Такт впуска.
Уменьшение гидростатического сопротивления можно получить путем применения много клапанных двигателей.

3. Такт сжатия.
Неизбежные потери.

Рассмотрим поподробнее, что происходит во впускном коллекторе во время рабочего цикла на холостом ходу. Когда закрыт впускной клапан, давление в нем равно атмосферному. На такте впуска смесь поступает в цилиндр через ограниченное отверстие в дроссельной заслонке. Во впускном коллекторе возникает разряжение (абсолютное давление ниже атмосферного). Впускной клапан закрывается, давление снова возрастает. Мы можем видеть пульсации давления. Но так как одноцилиндровые двигателя встречаются достаточно редко, пульсации давления (разряжения) от разных цилиндров накладываются друг на друга и во впускном коллекторе возникает какое то среднее давление, которое ниже атмосферного (т.н. «разряжение»).

Термины «абсолютное давление» и «разряжение» вызывают путаницу даже у производителей приборов для измерения разряжения (вакуумметров). Очень часто приходиться слышать фразу «отрицательное давление». Это неверно — давление либо есть, либо его нет (абсолютный вакуум). Давление отрицательным быть не может! Абсолютное давление в вакууме равно нулю, а атмосферное давление равно 100 кРа (100 кило Паскалей). Во впускном коллекторе на холостом ходу (дроссельная заслонка прикрыта) ниже атмосферного (т.е. ниже 100 кРа), но выше абсолютного вакуума (0 кРа). Разряжением называют разницу между атмосферным давлением и фактическим давлением во впускном коллекторе.

Производители автомобилей нормируют абсолютное давление во впускном коллекторе на холостом ходу при исправном двигателе на уровне 20 кРа (автомобили типа ВАЗ – на уровне 40 кРа). Разряжение при этом составляет 80 кРа (100 кРа — 20 кРа = 80 кРа). Для ВАЗов соответственно 60 кРа (увы, технология изготовления не позволяет получить разряжение, соответствующее уровню мировых производителей).

Абсолютное давление в 20 кРа (разряжение 80 кРа) считается нормой, но на практике для исправного двигателя можно считать допустимым абсолютное давление 30 кРа (разряжение 70 кРа). Автору данной статьи всего несколько раз попадались автомобили с идеальным абсолютным давлением (разряжением). Давление в 40 кРа (разряжение 60 кРа) допустимо только для ВАЗов. При давлении в 50 кРа – имеют место серьезные проблемы в двигателе.

Факторы, влияющие на абсолютное давление (разряжение) будут рассмотрены в следующей части.

Рязанов Федор
© Легион-Автодата

Источник

Высокое давление во впускном коллекторе

По каким причинам может быть высокое давление во впускном коллекторе при работе двигателя на холостом ходу?

Периодически приходится высказывать своё мнение по этому поводу. И дабы не тратить каждый раз время и не изнашивать клавиатуру, решил изложить свои мысли в одном посте и в будущем просто давать ссылку на него.

Много бытует мифов по этому поводу, много предположений и заблуждений. Основная масса обладателей данной проблемы уверены, что это подсос воздуха во впускной коллектор в обход дроссельной заслонки. Так ли это? Или бывают и другие причины? Попробуем на этой странице с этим разобраться.

Какое должно быть давление во впускном коллекторе

Давление во впускном коллекторе на прогретом двигателе в режиме работы на холостом ходу должно составлять 30-33 кПа. При этом должны быть выключены все мощные потребители.

Если на Вашем авто давление во впускном коллекторе явно выше этих значений, тогда стоит обязательно разобраться в причине таких показаний.

Причины завышенного давления во впускном коллекторе

При любой диагностике всегда неизбежно возникает первый и самый главный вопрос — исправен ли датчик? Реально ли там такое давление или датчик даёт неверные показания? Ответив на этот вопрос мы пройдём половину пути к решению данной проблемы.

Читайте также:  Косвенный контроль давления в шинах что это

На странице Как проверить ДАД изложено, как проверить датчик, проводку датчика, напряжения питания датчика и имеется видео проверки.

Но хочу в очередной раз отметить, что по моему мнению эти датчики очень надёжны и редко выходят из строя.

Если у Вас совершенно нет никакого желания тягаться в моторном отсеке с мультиметром, то работоспособность датчика примерно можно оценить по логам диагностики. Если нажать педаль газа на холостом ходу и удерживать её примерно на 2000-3000 об/мин, то сигнал датчика должен слегка подскочить, а затем опуститься до 23-25 кПа и оставаться на этих значениях, пока Вы не отпустите педаль

И если при выжатой педали газа при нагрузке на двигатель (интенсивный разгон, движение в гору), показания абсолютного давления в коллекторе стали практически равны барометрическому давлению, то значит датчик скорее всего исправен

Если датчик исправен, значит давление во впускном коллекторе действительно завышено и будем дальше искать причину данного явления.

Будем разбираться на примере вот такой ситуации. Работу двигателя можно назвать нормальной, только значительно возрос расход топлива

Как видим, обороты в норме, а давление во впускном коллекторе составляет аж 42 кПа, что практически превышает норму на 10 кПа.

Основная масса советчиков в интернете сразу и безоговорочно заставляют искать подсос воздуха. Мотивируя это тем, что больше воздуха попадает в коллектор и, соответственно, повышается давление. Но, по моему мнению, это полная ерунда. Не стоит сразу и сломя голову искать подсосы. Лучше потратьте это время на более полезные занятия, о которых я напишу дальше.

Давайте объясню. Двигатель работает на воздухе с небольшим добавлением массы топлива. Когда мы открываем дроссельную заслонку, то мы даём двигателю больше воздуха, чтобы он увеличивал обороты. Из этого следует, что если во впускной коллектор будет подсос воздуха, то неизбежно возрастут обороты холостого хода!

ЭБУ видит завышенные обороты и пытается их понизить, прикрывая прохождение воздуха через регулятор холостого хода (РХХ). Поэтому я определяю подсос воздуха даже без дымогенераторов и прочих приспособлений. Для этого достаточно глянуть на шаги РХХ. А на двигателях Лачетти 1,4 и 1,6, вообще, достаточно глянуть на положение ДЗ, так как на них РХХ управляет непосредственно дроссельной заслонкой.

Пытался как-то вступить в дискуссию и высказать свою точку зрения, но фанатики подсосов не сильно прониклись предоставленной мной теорией. Поэтому решил показать всё наглядно на практике.

Вот внизу два графика. На первом работа двигателя без подсоса во впускной коллектор

А на втором я снял шланг с клапана вентиляции картера, чем обеспечил довольно не плохой подсос воздуха во впускной коллектор в обход дроссельной заслонки

  • Положение ДЗ было 2.7, стало 0.4 — это ЭБУ прикрыл заслонку, чтобы уменьшить подачу воздуха в двигатель
  • Обороты были 798, стали 841
  • Положение РХХ было 24, стало 4 — это ЭБУ прикрыл подачу воздуха
  • Давление в коллекторе было 34, стало 34. То есть, не изменилось!

Из этого могу сделать три вывода:

  • Если давление в коллекторе возросло, а шаги РХХ не снизились практически до нуля, то не стоит тратить время на поиск мифических подсосов
  • Если шаги РХХ упали почти в ноль, то это означает, что имеется довольно сильный подсос. В данном случае подсос был через штуцер вентиляции картерных газов, а он довольно не маленький. Поэтому и в данной ситуации нет особого смысла искать микроскопические подсосы через уплотнители форсунок и прочих мелочей, которые советуют проверить почти все советчики в интернете.
  • Давление в коллекторе может возрасти тогда, когда РХХ закроется уже полностью и ЭБУ просто не сможет уже регулировать подачу воздуха. Но это будет уже не слабый подсос, который, опять же, не стоит искать в микротрещинах. Это будет уже большая «дырка», которую теоретически можно будет найти даже по звуку всасываемого большого количества воздуха. Для примера я отключил ещё и трубку от адсорбера, устроив этим уже мега подсос. РХХ закрыт уже полностью (4-5 шагов) и не может скомпенсировать подсос, что неизбежно приведёт к повышению оборотов холостого хода. Даже таким подсосом я смог добиться повышения давления во впускном коллекторе только до 40 кПа. А обороты поднялись до 1000!
Читайте также:  Регулирование расхода и давления жидкости

В общем, если РХХ не уменьшил шаги до очень низкого значения, а обороты хх не выросли, то подсоса воздуха, по моему мнению, нет. И не стоит тратить время на его поиск.

Отвлекусь ещё на подсосы воздуха. Соединения через прокладки не возможно сделать 100% герметичными, поэтому подсосы воздуха есть у всех, вопрос лишь в их количестве. Если они не значительны, то их влияние на работу системы управления двигателем, основанной на датчике давления в коллекторе, практически не заметно и они не приводят к каким-либо проблемам. Проблемы начинаются, как мы поняли, когда подсос становится уже более чем значительный. Даже если у Вас нет диагностического адаптера и Вы не можете посмотреть шаги РХХ и положение ДЗ, то и это не беда. Косвенно можно оценить ситуацию следующим образом. При работе двигателя на холостом ходу отключите шланг вентиляции картера от впускного коллектора.

При этом обороты должны резко возрасти и плавно вернуться в норму. Это означает, что у РХХ ещё есть запас регулировки и критического подсоса скорее всего нет.

В особо запущенных случаях можно снять гофру с дроссельного узла…

…и перекрыть доступ воздуха в дроссель. Если двигатель на это не отреагирует и продолжит стабильно работать, значит воздух он всё-таки где-то берёт.

Так почему же высокое давление во впускном коллекторе?

Можно услышать ещё несколько вариантов причин данной проблемы:

  • Проблемы с впускным клапаном (зависание, заедание, прогар, поломка пружины и т.п.) — очень редкая ситуация, с которой я, слава Богу не сталкивался. По идее, линия графика тогда должна быть не ровной, а «пульсирующей». И про нормальную работу двигателя в этой ситуации можно забыть. Но в нашей истории двигатель работает нормально. Только увеличен расход топлива.
  • Затруднён выход отработанных газов. Но в данной ситуации о нормальной работе двигателя тоже говорить не приходится.

Остаётся только одна и самая вероятная причина — не правильно работает механизм ГРМ. Именно в этой ситуации оказалось, что метки на шестернях распредвалов не совпадают на один зуб.

Работа двигателя сильно не изменилась при этом, но значительно возрос расход топлива и повысилось давление в коллекторе до 42 кПа.

Так что в такой ситуации первым делом проверяйте метки на распредвалах и коленвале. Особенно если Вы недавно меняли ремень ГРМ.

В конце хочется ещё добавить про ситуацию, когда давление во впускном коллекторе повысилось незначительно (до 35-36 кПа). В такой ситуации довольно часто помогает промывка клапанов

Вот видео про подсос воздуха и завышенное давление во впускном коллекторе

Если у Вас есть мысли или дополнения по вопросу давления во впускном коллекторе, тогда милости прошу в комментарии ниже.

Источник

Adblock
detector