РАСХОД ТОПЛИВА, о наболевшем..... Опции

[Toshik]

У меня 16 клапанная Ксюша 2007 г.в., пробег почти 12 тык, по последним замерам я проехал на 20 литрах 250 км исключительно по городу! Итого - 8 л на 100 км! А у вас?

[niki]

Вот нарыл интересную статейку , по волнующей проблеме......

http://injectorcar.ru/doc/index.php?id=20


Проверка разряжения во впускном коллекторе

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

1. Такт сжатия.

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 самовоспламения. Примерная температура составляет порядка 700 градусов Цельсия.



2. Рабочий ход.

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*Sп
где Sп - 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*Sп
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.


3. 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.
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 разряжение во впускном коллекторе

1.Пониженная компрессия.

Износ поршневых колец.

На такте впуска в цилиндр поступает дополнительный воздух из картера через увеличенный зазор между поршнем и цилиндром. Давление повышается, разряжение уменьшается.

Неплотность выпускных клапанов

Часть отработанных газов из выхлопного коллекторе засасывается обратно в цилиндр. Повышается давление в цилиндре, меньшее количество смеси забирается из впускного коллектора – разряжение уменьшается.

Неплотность впускного клапана

На такте впуска впускной клапан открыт, на разряжение влияния не оказывает.. Но на такте сжатия часть смеси, находящаяся в цилиндре, выталкивается обратно во впускной коллектор под давлением. Среднее давление в коллекторе возрастает (разряжение падает). Стрелка вакуумметра начинает «дрожать», при снятии воздушного фильтра слышно характерное «бубнение» во впускном коллекторе.

2.Подсос воздуха во впускной коллектор

Дополнительный воздух поступает в коллектор, минуя дроссельную заслонку. Давление возрастает, разряжение уменьшается.

3.Неправильные фазы газораспределения.

Увеличенные зазоры в клапанах

При увеличении зазоров в клапанах они открываются позже, открываются раньше. Это приводит к уменьшению времени продувки (выпускной клапан) и уменьшению времени всасывания (впускной клапан).
Уменьшение времени продувки приводит к тому, что отработанные газы (ОГ) выходят не полностью. Часть их остается в цилиндре. Наполняемость цилиндра свежей смесью уменьшается.
Уменьшение времени всасывания так же приводит к уменьшенной наполняемости цилиндра. В обоих случаях меньше смеси поступает в цилиндр, разряжение во впускном коллекторе падает.

Уменьшенные зазоры в клапанах

Картина явно противоположная – клапана открываются раньше, закрываются позже.
Раннее открытие выпускного клапана приводит к тому, что на такте рабочего хода часть давления сбрасывается в выпускной коллектор, не производя механической работы. Позднее закрытие приводит к тому, что такт всасывания происходит при большем открытии выпускного клапана (т.н. перекрытие клапанов увеличивается). Часть ОГ, вышедших в выпускной коллектор, возвращается обратно в цилиндр. Раннее открытие впускного клапана на такте продувки приводит к тому, что часть ОГ «выталкиваются» во впускной коллектор. Наполняемость цилиндра свежей смесью уменьшается, что приводит к уменьшению разряжения во впускном коллекторе.

Смещение ремня ГРМ

При смещении распредвала относительно коленвала в РАННЮЮ сторону мы можем наблюдать следующую картину. Клапана открываются раньше, закрываются тоже раньше. Раннее открытие выпускного клапана приводит к сбросу давления на такте рабочего хода и соответственно, к недополучению механической работы (падение мощности двигателя при том же расходе топлива). А вот его раннее закрытие вызывает подъем давления в цилиндре на конце такта продувки), ршень идет еще вверх, выталкивая ОГ, а выпускной клапан уже закрыт). Свежая смесь начнет поступать в цилиндр только тогда, когда это давление упадет до значения, равного давлению во впускном коллекторе – т.е. с задержкой. Точка перехода давления на выпуске к разряжению на впуске смещается в позднюю сторону.

Раннее закрытие впускного клапана так же уменьшает время всасывания. Наполняемость цилиндра свежей смесью падает. Наблюдается нестабильная работа двигателя на холостом ходу, разряжение во впускном коллекторе падает.
Аналогичные процессы происходят при смещении распредвала относительно коленвала в ПОЗДНЮЮ сторону.

Анализ графика давления в цилиндре позволяет с большой степенью достоверности оценить состояние механической части двигателя. К сожалению, применение датчика давления в цилиндре сопряжено с рядом технологических трудностей:
1. На такте сжатия давление (а соответственно температура) повышается. Происходит перегрев датчика, что вызывает его неверные показания.
2. На двухвальных двигателях установка датчика вместо свечи невозможна – требуются переходники, которые увеличивают объем камеры сгорания – и как следствие, неверные показания.
3. Цена.

И ряд других…..

Поэтому доступным является метод проверки разряжения (абсолютного давления) во впускном коллекторе. Факторы, влияющие на этот параметр, мы уже рассмотрели. Однозначная локализация дефекта затруднена, но данный метод позволяет с достаточной степенью точности оценить состояние механической части двигателя.
При наличии отклонений (абсолютное давление на автомобилях – более 30 кРа, на ВАЗах – более 40 кРа) локализация дефекта (цилиндропоршневая группа или механизм газораспределения) не составляет большого труда. Проверка компрессии (а лучше использование тестера утечек в цилиндре) позволяет уточнить место дефекта. Напомню, что проблемы в цилиндропоршневой группе, равно как и прогоревший (неплотно сидящий клапан) вызывает резкое падение компрессии. Нарушения в фазах ГРМ вызывает падение компрессии в значительно в меньшей степени (к примеру, по замерам автора, смещение меток на 1-2 зуба снижает компрессию всего на 0,5- 1,0 кг/см2), а вот влияние на разряжение во впускном коллекторе очень велико.
При отсутствии отклонений в разряжении во впускном коллекторе дальнейшие проверки механической части двигателя просто не нужны.



Автор: Рязанов Федор Александрович (Компания Инжекторкар)
01.08.2007 г.
При использовании матералов сайта активная ссылка на сайт: www.injectorcar.ru обязатальна