Давление в цилиндре двигателя: Какая компрессия должна быть в двигателе и как ее проверить?

Содержание

Нормальная компрессия двигателя способствует стабильности работы всех систем автомобиля

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:

Бесперебойный запуск мотора, особенно в зимнее время.
Отсутствие вибрации силового агрегата при работе на малых и холостых оборотах.
Сбалансированность мотора.
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:

Снять свечу с одного цилиндра.
Установить измерительный прибор вместо снятой свечи.
Провернуть коленвал с помощью стартера.
Зафиксировать показание прибора.
Замерить давление во всех цилиндрах с последующей фиксацией данных.
Сопоставить полученные результаты.
Добавить немного машинного масла в поршни.
Прокрутить мотор стартером, не вставляя свечи.
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:

Центробежный компрессор.
Двухвинтовой.
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

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.

Содержание

Компрессия двигателя – что это и как измеряется
Как проверить компрессию на бензиновых и дизельных моторах
Норма компрессии в бензиновом и дизельном двигателе
Что делать, если компрессия слишком низкая?
Заключение

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:

Сам прибор замера – компрессометр.
Заряженный автомобильный аккумулятор.
Свечной ключ.
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.

Измерение давления в баллоне | Kistler

Что такое измерение давления в баллоне?

Измерение давления в цилиндрах является основой для индикации давления в цилиндрах: метрологический метод измерения и анализа кривой давления внутри цилиндров поршневых двигателей внутреннего сгорания.

Из-за высокого давления измерение внутреннего давления в цилиндре также известно как «индикация высокого давления». «Индикация низкого давления» является дополнительным типом измерения давления в баллоне. Проводится в фазе газообмена с целью определения давления во впускной и выпускной системах. Чтобы измеренное давление можно было соотнести с определенной рабочей фазой двигателя внутреннего сгорания в каждом случае, в расчет включаются положение поршня (угол поворота коленчатого вала) или время.

Эти методы предоставляют данные, необходимые для исследования, разработки и настройки двигателей. Они также обеспечивают необходимую основу для производителей двигателей, чтобы соблюдать все более строгое законодательство по выхлопным газам и оптимизировать эффективность своих двигателей.

Кривая давления в баллоне, полученная путем измерения давления в баллоне, является наиболее важным источником информации для индикации давления в баллоне. Индикация давления в цилиндрах дает более точные сведения о термодинамических процессах во время сгорания и мощности двигателя. Эффекты действий по оптимизации двигателя на основе этих знаний:

Повышение эффективности
Повышение мощности/производительности двигателя
Снижение выбросов
Увеличение срока службы двигателя

Где используется измерение давления в цилиндрах?

Измерение давления в цилиндрах используется для:

двигателей автомобилей, мотоциклов и грузовых автомобилей
Стационарные большие двигатели, такие как мощные двигатели для электростанций

Какая технология измерения используется для измерения давления в баллоне?

Измерение давления в цилиндрах в основном осуществляется с помощью пьезоэлектрических высокотемпературных датчиков давления, которые устанавливаются через монтажное отверстие, которое для этой конкретной цели необходимо просверлить в головке цилиндра. Также используются измерительные свечи зажигания со встроенным высокотемпературным датчиком давления. Для них не требуется монтажное отверстие, поскольку их можно легко ввинтить вместо стандартной свечи зажигания. В дизельных двигателях для измерения также можно использовать специальные переходники для свечей накаливания.

Измерительная цепь укомплектована усилителем заряда, системой сбора данных и системой оценки. В автомобильном секторе также есть инновационные системы индикации, которые объединяют сбор и оценку данных в одном устройстве; их можно использовать на испытательных стендах, а также в качестве мобильных приложений.

Почему так важно измерять кривую давления в баллоне?

Кривая давления в баллоне, полученная путем измерения давления в баллоне, является наиболее важным источником информации для индикации давления в баллоне. В принципе поршневые двигатели внутреннего сгорания являются тепловыми двигателями: посредством сгорания они в основном преобразуют химическую энергию, связанную в топливно-воздушной смеси, в механическую работу и тепло.

Разработчики стремятся получить максимально возможную долю механической работы от процесса преобразования — другими словами, их цель — максимизировать эффективность. Существенными факторами здесь являются уровень и кривая давления в цилиндре от угла поворота коленчатого вала, действующего на поршень. Эта кривая давления представляет сгорание, поэтому она показывает, как энергия преобразуется в двигателе. Полная механическая работа поршня, суммированная за один цикл сгорания или ход, получается из давления и соответствующего изменения объема камеры сгорания.

Каковы характеристические переменные для кривой давления в баллоне?

Ключевыми параметрами являются уровень сигнала (пиковое давление) и указанное среднее эффективное давление (IMEP) за один цикл сгорания.

Как оптический анализ горения используется для измерения давления в цилиндре?

Оптический анализ сгорания используется в качестве дополнения к измерению давления в цилиндре и других опций для оптимизации процессов сгорания. Основой для этого являются современные оптические датчики, которые точно обнаруживают причины детонации и преждевременного зажигания, а также образование сажи в камере сгорания. Эти оптические входы могут быть встроены в свечи зажигания всех типов. Другие системы могут интегрировать изображения с высокоскоростной камеры для визуализации быстрых подсистемных процессов, таких как впрыск и распространение пламени.

Общие | давление в цилиндрах газовых двигателей | Практик-механик

Билл D

Алмаз

немного не по теме Я знаю, что давление сжатия в двигателе составляет 100-200 фунтов на квадратный дюйм, понятия не имею о дизелях, так сколько давления в цилиндре при работающем двигателе? Я никогда не находил хороших цифр для фактически работающих давлений.
Я видел по телевизору кое-что о маленьком фургончике, который работал на сжатом воздухе, кажется, на французском языке. Идея аналогична аккумуляторной машине, но гораздо быстрее заправляется. Я знаю, что они делали «паровые» двигатели, в которых не было огня, только воздух или пар в котле для заводского использования, где открытое пламя было небезопасно.
Билл Д.

А_Пмех

Нержавеющая сталь

13 июня 2009 г.

Билл, для грубых расчетов я полагаю, что среднее давление обычно примерно в 3 раза превышает давление сжатия. Очевидно, что другие переменные будут влиять на это. Если вы выполните поиск локомотивов на сжатом воздухе на форуме антикварной техники на этом сайте, вы найдете сообщения / изображения шахтных локомотивов с пневматическим двигателем, давление воздуха вверх по холму и, в основном, гравитацию вниз, очень круто. Вот если бы я работал на вершине холма Дейв

Давление в цилиндре в такте сжатия, приблизительное максимальное значение при полностью открытой дроссельной заслонке, когда двигатель едва движется, представляет собой степень сжатия, умноженную на атмосферное давление; 8 : 1 дает что-то вроде 130 фунтов на квадратный дюйм; дизель в соотношении 24 : 1 примерно в три раза больше.

«Приблизительно» и «примерно» необходимы, потому что цилиндр не обязательно заполняется до давления в одну атмосферу, и уж точно не на частичном дросселе на газовом двигателе, поэтому фактическое давление всегда будет ниже, чем на дизельном двигателе. сжатый воздух нагревается из-за сжатия, что может увеличить давление выше теоретического, рассчитанного на основе степени сжатия.

Давление в бензиновом двигателе после запуска составляет 1200 фунтов на квадратный дюйм+, дизельные двигатели начинаются с 2000 фунтов на квадратный дюйм и выше. Информация из колледжа 40-летней давности. Скорее всего, они не уменьшились.

Пиковое давление в автомобильных бензиновых двигателях обычно находится в диапазоне от 7 до 10,5 МПа (1015-1523 фунтов на кв. дюйм). Двигатели разработки теперь намного выше, но мне не разрешено говорить, что это такое. Я не знаю, какие дизели ходят сейчас навскидку, но за последние несколько лет он значительно увеличился и будет продолжать расти в будущем. Дошло до того, что внутренние компоненты цилиндров теперь облагают налогом науку о материалах.

Исходя из вашего первоначального вопроса, похоже, вы рассматриваете возможность запуска двигателя на сжатом воздухе.
Я помню экспериментальный автомобиль, который был подключен к баллонам со сжатым воздухом, чтобы заставить его двигаться. Я видел его только один раз по телевизору и больше никогда о нем не слышал. Я помню, что они пустили выхлоп двигателя в машину и использовали его для переменного тока!
Кажется, что объем сжатого воздуха с поршнем в ВМТ был бы небольшим, и преобразовать распределитель в переключатели для включения и выключения воздуха было бы просто. Компрессию можно повысить сальниками вместо колец при снятии тепла.

Я помню, лет десять назад мой племянник купил игрушечный самолетик «Воздушный боров». Корпус был из жесткого пластика, который накачивался воздухом. затем переверните клапан поршневого двигателя, и он полетит. Я помню водяные ракеты, я думаю, ответственность убила их.
Билл Д.

Новые двигатели GDI (Gasoline Direct Injection) могут работать со значительно более высокой степенью сжатия, чем обычные двигатели с портом или центральным впрыском. Когда вы непосредственно впрыскиваете бензин в камеру сгорания, внутри цилиндра возникает огромный охлаждающий эффект, поскольку топливо поглощает значительную энергию для испарения. Кроме того, большая часть топлива испаряется, что приводит к значительному уменьшению количества капель сырого топлива, остающихся в цилиндре при воспламенении.

Первый пункт, охлаждение, напрямую влияет на то, насколько допустимо сжатие до того, как преждевременное зажигание станет проблемой, поскольку преждевременное зажигание в основном связано с горячими точками внутри камеры сгорания.
Второй элемент, испарение, приводит к значительному сокращению выбросов, основной причиной которых является сырое несгоревшее топливо.
Дополнительным преимуществом является то, что для эффективного сгорания требуется меньше топлива, поскольку большая часть топлива находится в сгораемом состоянии, что способствует экономии топлива.

Давление в цилиндре от такта сжатия, приблизительное максимальное значение при полностью открытой дроссельной заслонке, когда двигатель едва движется, представляет собой степень сжатия, умноженную на атмосферное давление; 8 : 1 дает что-то вроде 130 фунтов на квадратный дюйм; дизель в соотношении 24 : 1 примерно в три раза больше.

На самом деле, давление немного выше, чем это. Вы сжимаете адиабатически, более или менее, поэтому воздух нагревается, что повышает давление. Вся картина намного сложнее, чем может показаться. Если он хочет запустить двигатель на сжатом воздухе, у него не будет давления подачи на протяжении большей части хода, если только он не хочет тратить большую часть энергии впустую. Наилучшая эффективность зависит от расширения газа, чтобы он заканчивал ход при атмосферном давлении. Паровые двигатели оснащены индикаторами, которые отображают давление в течение хода. Некоторые турбины фактически выбрасывают газ при давлении ниже атмосферного, потому что они работают против вакуума, создаваемого конденсатором, а не атмосферой.