Степень сжатия дизельного двигателя

Степень сжатия дизельного двигателя – один из важнейших параметров работы “сердца” автомобиля. Посмотрите видео, чтобы узнать, как улучшить показатели работы

Степень сжатия

Величина степени сжатия также является одной из важнейших характеристик двигателя. Ее выбор в первую очередь зависит от способа смесеобразования и рода топлива. Кроме того величину степени сжатия выбирают с учетом наличия турбонаддува, быстроходности двигателя, типа системы охлаждения и других факторов.

В современных дизельных двигателях е = 11(14)…24. Минимальная степень сжатия должна обеспечивать в конце процесса сжатия получение минимальной температуры, необходимой для самовоспламенения впрыснутого топлива. Увеличение степени сжатия выше 24 нецелесообразно, так как приводит к высоким давлениям сгорания, падению механического КПД и утяжелению конструкции двигателя. Так же выбор степени сжатия дизелей зависит от формы камеры сгорания и типа смесеобразования. Для наддувных дизелей с неразделенной камерой сгорания е = 11…18.

Принимаем е = 17,5.

Давление наддува

С целью повышения мощности, улучшения экономических и экологических характеристик (из-за улучшения наполняемости цилиндров воздухом) на двигателях применяется наддув, чаще всего газотурбинный или комбинированный, в частности по импульсной схеме.

Для современных дизельных двигателей характерен высокий наддув с давлением 0,25…0,3 МПа, поэтому принимаем давление наддува

image017.png

.

Температура окружающего воздуха

Считаем, что температура окружающего воздуха Т = 293 К (200С).

Основные причины падения компрессии

Наиболее часто среди главных причин низкой компрессии выделяют износ поршневых колец, стенок цилиндров, поршней и клапанов ГРМ. Кроме того, показатели компрессии могут снижаться из-за неправильной регулировки газораспределительного механизма, повреждения деталей (механического или в результате перегрева), закоксованности колец.

Также нужно отметить, что механические повреждения (царапины, задиры) и падение компрессии – следствие использования некачественного или неподходящего моторного масла и топлива, нарушение правил эксплуатации ДВС и т.п.

Конечно, по большому счету весь список проблем можно убрать капитальным ремонтом, включающим в себя шлифовку коленвала, расточку блока цилиндров, замену изношенных элементов и целый ряд других работ.

Особенно такой ремонт необходим для старого двигателя с износом поршней, колец, цилиндров, вкладышей и других важных деталей. Однако при невозможности проведения этой процедуры можно попробовать повысить компрессию в двигателе присадкой в целях улучшения эксплуатационных показателей.

Как замерить компрессию

В отличие от степени сжатия провести замеры компрессии двигателя не особо сложно. Для проведения данных работ достаточно иметь компессометр или компрессограф.

Принцип действия этих двух приборов одинаков, разница лишь в выводе информации.

У компрессометра значение давления указывается на шкале манометра.

компрессометр

У компрессографа же информация о давлении в цилиндре заносится на какой-либо носитель информации или же просто на бумагу.

компрессограф

Последовательность проверки компрессии в дизельном двигателе такова:

  1. С одного цилиндра снимается форсунка, на ее место устанавливается прибор;
  2. Затем производится проворот коленвала стартером и записывается полученный результат;
  3. После проверяется компрессия во всех остальных цилиндрах;
  4. Затем значения, полученные во всех цилиндрах, сверяются.

У неизношенного двигателя компрессия должна соответствовать или хотя быть близкой к номинальному значению, указанному в документации. Разбежность в показателях на разных цилиндрах тоже должна быть одинаковой, допускается незначительные отличия.

От чего зависит компрессия

Как уже сказано, компрессия дизельного двигателя, и не только его, а всех силовых установок, зависит от состояния цилиндро-поршневой группы и газораспределительного механизма.

Но помимо этого компрессия двигателя еще и зависит от количества оборотов коленвала. Чем ниже его обороты, тем больше времени у воздуха, находящегося внутри цилиндра найти место, где он может выйти из нее.

Поэтому при замере компрессии важно проследить о том, чтобы стартер обеспечил хотя бы минимальных 200-250 оборотов коленчатого вала в минуту. Иначе показания компрессометра не будут соответствовать реальному значению этого показателя.

Износ двигателя

Это конечно, не все факторы, влияющие на компрессию, но перечисленные являются одними из основных.

Средняя скорость поршня

image024.pngimage025.png

Средняя скорость поршня является критерием быстроходности двигателя. В зависимости от нее двигатели подразделяют на тихоходные и быстроходные . Практически все современные двигатели являются быстроходными. С увеличением скорости поршня возрастают механические потери, повышается тепловая напряженность деталей, сокращается срок службы двигателя. В современных автомобильных дизелях скорость поршня изменяется в пределах 6,5…12 м/с.

В зависимости от хода поршня и частоты вращения коленчатого вала средняя скорость поршня вычисляется по формуле:

,

image026.png

.

image027.pngimage028.png

Принимаем .

Отношение радиуса кривошипа к длине шатуна

Величины инерционных усилий, действующих в двигателе, зависят от отношения радиуса кривошипа к длине шатуна. С увеличением отношения R/LШ (за счет уменьшения LШ) происходит увеличение инерционных и нормальных сил, появляется опасность задевания шатуна за нижнюю кромку гильзы цилиндра, но уменьшается высота двигателя и его масса. Поэтому в двигателях принимают R/LШ = 0,23…0,30.

Принимаем по прототипу (Д-245) R/LШ = 0,27, так как низкие R/LШ значения приведут к увеличению габаритов, что сделает двигатель неудобным для применения даже на грузовой технике.

Типы присадок для увеличения компрессии двигателя, их преимущества и недостатки

Высококачественные добавки для масел или топлива позволяют уменьшить износ узлов и деталей, повысить компрессию. Типов их довольно много:

  1. Реметаллизанты — добавки, содержащие в своем составе ионы мягких металлов (меди, олова, кадмия). Они образуют на поверхности деталей защитное термомеханическое покрытие.
  2. Добавки, содержащие тефлон.
  3. Добавки-кондиционеры. Они изготавливаются с хлоропарафиновых соединений, которые расщепляют вещества, образующиеся в процессе износа деталей. Кроме того, в данных присадках высокое содержание фторированных полиэфиров, обеспечивающих защитное термомеханическое покрытия трущихся поверхностей.
  4. Слоистые присадки-модификаторы трения. Образуют на деталях слоистый слой, содержащий молибден, вольфрам, графит. Этот слой отличает низкое усилия сдвига, обеспечивающее малый коэффициент трения для увеличения срока эксплуатации деталей.
  5. Присадки-геомодификаторы. Содержат серпентин, соединения графита, магния, форстерита. При трении серпентин начинает разлагаться, выделяя энергию, разогревающую и размягчающую металл. Начинается сложная химическая реакция, в результате которой на поверхностях образуется композитный металлокерамический слой, с высокими износостойкими и прочностными характеристиками

У всех этих добавок есть как положительные, так и отрицательные стороны. Сравниваются они в таблице:

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...