Гори-гори ясно: 10 вещей, которые нужно знать о том, как горит бензин
В двигателе внутреннего сгорания и вне его. Мы все что-то слышали про компрессию, богатую смесь, искру, лямбда-зонд и октановое число. Но «что-то слышать» и понимать, как это устроено — разные вещи. А есть ещё масса хитрых вопросов. Например, можно ли в бензине потушить окурок или рванёт? Правда ли, что от выстрела в бензобак начинается пожар? Как объяснить, что бензин легко загорается от малейшей искры, а дизельное топливо и зажигалкой не поджечь? И почему бензин портит дизельный движок, а дизель — бензиновый? Мы постараемся максимально ответственно и вдумчиво ответить на эти вопросы и развеять кое-какие мифы. Не зря же специализируемся на свечах зажигания.
1. Горит бензин или его пары?
Горит смесь паров бензина и кислорода, содержащегося в воздухе. Поэтому если вы слышали байку о том, как кто-то тушил в полной канистре бензина сигаретные бычки — это не байка, а вполне себе правда. Хотя это очень опасно и делать так мы не советуем. Опасно потому, что горючие пары у поверхности бензина есть всегда, если только он не охлажден до температуры ниже –40°C.
Концентрация бензина в воздухе, при которой смесь становится пожароопасной, имеет четкое минимальное и максимальное значение: от 0,8% до 8,0%. Если бензина в воздухе меньше, то смесь не загорится из-за нехватки топлива. Если больше, то тоже не загорится, но уже из-за нехватки достаточного для поддержания реакции количества кислорода.
Важно не путать пары и ничтожно малые капли бензина. Капля — это тоже жидкость, просто с точки зрения человека в крохотном объеме. Если пшикнуть из баллончика на пламя чем-нибудь горючим, то гореть будет не аэрозоль из мельчайших капель вещества, а испарения, которые окружают каждую каплю.
Красное кольцо — это и есть место горения, где пары бензина (1) соединяются с кислородом (2). А сама капля бензина (зеленый круг) не горит, а лишь испускает пары. Источник (здесь и далее, если не указано иное): NGK Spark Plugs
Горение паров бензина — это сложный окислительный процесс, при котором молекулы бензина распадаются, углерод и водород из топлива соединяются с кислородом из воздуха под действием высокой температуры, происходит выделение энергии. При полном сгорании бензин разлагается на воду (H2O) и монооксид углерода (CO). Это в теории, на деле всё сложнее, а сопутствующих соединений образуется больше из-за того, что воздух состоит из целого коктейля элементов, а не одного кислорода.
К сожалению, таких видео в интернете масса. А всё из-за непонимания того, что горят именно пары бензина, которые при заправке буквально струёй вырываются из горловины бака.
Всё описанное, заметим, справедливо для горения бензина на открытом воздухе. В двигателе внутреннего сгорание дело происходит иначе.
2. Что происходит с бензином в двигателе внутреннего сгорания
Сам по себе бензин горит очень медленно — это можно увидеть, поджигая маленькую лужицу топлива на улице. Чтобы ускорить его горение и, соответственно, выработку энергии, необходимо увеличить давление смеси. Двигатель внутреннего сгорания в начале каждого такта открывает клапан, в цилиндр впрыскивается смесь бензина и воздуха в нужной пропорции, а затем поршень, поднимаясь вверх, сжимает смесь, увеличивая её давление. Разницу в объеме при поднятом и опущенном поршне называют степенью сжатия, и в бензиновых ДВС она составляет 8–14:1. То есть поршень сжимает объем топливо-воздушной смеси в 8–14 раз.
Отношение между максимальным объёмом V1 и минимальным объёмом V2 зовётся степенью сжатия
Когда поршень находится в крайнем положении и смесь сжата максимально, свеча зажигания производит искру с температурой 10 000 °C. Если компрессия (давление) ниже необходимой, упадет мощность двигателя. Если выше, начнется детонация (об этом дальше).
От искры зажигания топливовоздушная смесь загорается, пламя распространяется от свечи зажигания по всему объёму цилиндра. Дальше происходят химические реакции, выделение газов и движение поршня вниз — с этим процессом автомобилисты хорошо знакомы.
Итак, для горения бензина необходим воздух. Сколько? Идеальное соотношение составляет 1:14,7, т. е. для полного сжигания 1 кг бензина необходимо 14,7 кг воздуха. Бензино-воздушная смесь с таким идеальным соотношением называется стехиометрической. В двигателях внутреннего сгорания это соотношение может быть чуточку больше или меньше. В таких случаях топливо-воздушную смесь называют богатой или бедной в зависимости от количества паров бензина в ней. Богатая смесь даст большую мощность двигателю, зато бедная обеспечит экономичность. За регулировку обогащения смеси топливом отвечает лямбда-зонд, анализирующий количество кислорода в выхлопных газах.
3. Что может быть не так с горением бензина в двигателе
Давление в цилиндре и высокая температура искры — это еще не гарантия, что бензин в двигателе будет загораться в нужный момент и сгорать с нужной скоростью. Огромную роль в этом процессе играют свечи и катушка зажигания.
Первая ситуация, когда ДВС работает неправильно, — детонация. Детонация есть самопроизвольное возгорание топливовоздушной смеси взрывного характера вследствие превышения некоего порога сжатия и температуры, происходящее после возникновения искры зажигания (это важный момент). В этом случае, пока топливовоздушная смесь начинает плавно гореть от свечи, где-то в другой точке объема самопроизвольно возникает еще один очаг возгорания. Фронт пламени при детонации в цилиндре распространяется со скоростью в 100 раз выше, чем при нормальной работе двигателя. Взрывная волна оказывает сильнейшую ударную нагрузку на цилиндр и буквально выгрызает в поршне каверны. Хуже того, микровзрывы разрушают свечу и стенки цилиндра и гнут шатуны. Как это происходит, можно посмотреть в нашем видео.
Детонация, помимо прочего, возникает из-за использования бензина с октановым числом ниже допустимого в конкретном двигателе — в таком топливе стойкость к детонации ниже, чем у выскооктанового бензина (об этом ниже). Также бывает виноват перегретый двигатель или высокая нагрузка при низких оборотах.
Есть ещё одно неприятное явление, по последствиям похожее на детонацию, — калильное зажигание. Во время него смесь в цилиндре воспламеняется ещё до появления искры свечи, например, от перегретого нагара на клапанах или поврежденной и тоже перегревшейся из-за неправильной установки свечи. Мы уже писали отдельный пост о калильном зажигании — обратите внимание. В лучшем случае оно приведет к сгоранию электрода свечи или повреждению её изолятора, а в худшем — к прогоранию поршней, поршневых колец и маслосъёмных колпачков, то есть к серьёзному ремонту двигателя.
Результат длительной езды с детонацией — расплавление поршня и колец. Источник: MrAliev / DRIVE2
Другая частая проблема, связанная с «убитыми» или некачественными свечами, — пропуски зажигания. Свеча либо вовсе не вырабатывает искру, либо зазор между электродами уменьшается из-за нагара и искра получается слабой, либо изношенная катушка зажигания уже не может выдавать необходимое напряжение. Пропуски дают о себе знать сильной вибрацией двигателя на холостом ходу и падением мощности авто. Остатки несгоревшего из-за отсутствия искры топлива попадают в нейтрализатор, воспламеняются там и сжигают его, закупоривая соты.
Расплавленный нейтрализатор. Это ещё ничего, в особо тяжелых случаях расплав закупоривает почти все соты. Источник: HelpAutoKiev / DRIVE2
Тут повторим мысль, уже однажды звучавшую в этом представительстве: иридиевые и платиновые свечи зажигания — это не очередной способ вытянуть побольше денег из автолюбителей, а физика. Тонкий стержень из тугоплавкого иридия в центральном электроде значительно лучше самоочищается от нагара в сравнении с толстым никелевым сердечником. Простая свеча с толстым электродом может быстро покрыться нагаром из-за некачественного бензина, расход топлива увеличится, начнутся пропуски зажигания. Кроме того, чем тоньше электрод, тем проще вызвать искру — снижается нагрузка на катушку зажигания. Иридиевая свеча хоть и стоит дороже обычной, но в течение срока службы демонстрирует меньший расход топлива и вредных выбросов. Нет, это не методичка из PR-отдела, а исследование журнала «За рулём».
Свеча с иридиевым сердечником (слева; Laser Iridium) и с никелевым (справа) — обе NGK Spark Plugs
Платиновые напайки на электродах создают стойкость к коррозии и эрозии. То есть зазор между электродами практически не будет меняться в течение срока службы свечи, а значит, значительно снижается шанс возникновения пропусков зажигания. Платиновые и иридиевые свечи не вечные, но проходят они в среднем в 3-4 раза больше обычных (порядка 100 тыс. км), после чего требуют замены. При небольших ежегодных пробегах есть шанс, что после покупки нового автомобиля с иридиевыми свечами вы вообще их никогда не поменяете, а скорее продадите машину.
Свеча NGK с едва заметными светлыми платиновыми напайками на концах электродов — такого количества драгметалла вполне достаточно. Источник: mikelz / DRIVE2
4. Почему важно октановое число и можно ли на нём экономить
Есть много мифов, появившихся вследствие непонимания смысла октанового числа бензина. Мы постараемся последовательно их развеять. Октановое число характеризует стойкость топлива к детонации — и ничто другое. Ни качество и чистоту, ни температуру горения, ни абстрактную «эффективность» — только стойкость к детонации.
Что фактически значит число 95 в марке автомобильного бензина? Оно значит, что топливовоздушная смесь конкретного бензина имеет стойкость к детонации такую же, как смесь из 95% изооктана и 5% гептана. Изооктан — углеводород, принятый за образец стойкости к детонации (октановое число 100), а гептан, наоборот — образец склонности к детонации (октановое число 0). На их комбинировании и построена октановая шкала.
Тогда что такое бензин с октановым числом выше 100, если 100-процентный изооктан является эталоном? Это бензин, который с помощью присадок сделали более стойким к детонации, чем чистый изооктан; такой используется в гоночных автомобилях (у авиационных бензинов октановое число тоже может быть выше 100, но у них своя шкала детонационной стойкости). Главным образом этого позволяет достичь добавление тетраэтилсвинца, однако применяются также эфиры МТБЭ и ЭТБЭ, толуол и проч. Интересно, что они во-первых, делают топливо дороже, а во-вторых, в большинстве своём вредны для окружающей среды и человека. Так, тетраэтилсвинец до конца XX века добавляли в весь автомобильный бензин для повышения его октанового числа, но затем присадка попала под запрет из-за токсичности (а бензин стал неэтилированным).
Повторим же: чем выше октановое число, тем более бензин стоек к детонации. В форсированных двигателях с высокой степенью сжатия низкооктановый бензин начинает детонировать во время зажигания со всеми описанными выше последствиями для двигателя. Проще говоря, если у вас современный немецкий турбомотор и к нему приложена рекомендация заправляться Аи-98 (а в случае острой необходимости Аи-95), то заправка Аи-92 очень скоро приведёт к детонации и порче очень дорогого двигателя.
RON — исследовательский метод, согласно которому в России и обозначается марка бензина, по условиям вычисления похож на езду по трассе (буква «И» в маркировке бензина как раз от слова «исследовательский», а «А» означает «автомобильный»). MON — моторный метод, похожий на эксплуатацию в городе
А что насчёт заправки высокооктановым топливом атмосферного движка, настроенного под Аи-92 или даже ниже? Никакой детонации, естественно, не будет — будет другая проблема. Высокооктановое топливо горит медленнее, чем низкооктановое. Какой-нибудь Аи-98 просто не успеет полностью сгореть в цилиндре, и огонь пройдёт сквозь выпускной клапан в коллектор, пожжёт катализатор, а на высоких оборотах доберется и до глушителя.
5. Безнин невозможно поджечь сигаретой
А теперь немного о несерёзном. Трюк с гашением в ведре бензина работает только с сигаретой, провернуть тот же фокус с горящей спичкой не получится. Вернее, фокус получится, но совсем другой. Если оставить сигарету в покое и не затягиваться, она будет не гореть, а тлеть без образования газофазного пламени (то есть огня), необходимого для воспламенения бензина. Чисто теоретически, неудачно брошенная в лужу бензина сигара может испустить достаточно искр, чтобы поджечь пары топлива, — это единственное оправдание популярному киноходу с поджиганием бензина таким образом.
А вот с негаснущей на ветру зажигалкой типа Zippo такой трюк сработает почти наверняка (как в конце «Крепкого орешка 2»). Поэтому курение рядом с заправляющимся автомобилем опасно, но не фатально (всё равно не делайте этого), а попытка подсветить бензобак зажигалкой абсолютно гарантированно закончится пожаром.
Коротко и наглядно — бензин сигаретным бычком не зажечь. Но не повторяйте это дома!
6. Бензобак в автомобиле так просто не взрывается
Ещё один киношный миф: едва попав в аварию чудом спасшийся герой выбирается из разбитой машины, и она тут же живописно взрывается. Для съёмок такого пафосного взрыва пиротехники не просто поджигают полупустой бак автомобиля: так «бабаха» не добиться. В декорации обычно закладывают твердую взрывчатку, а чтобы добавить огня, подливают керосина. А иначе вместо взрыва получится неторопливое сжигание автомобиля, словно чучела Масленицы, и взрыв, если и произойдёт, то совсем не сразу и не тогда, когда его с нетерпением ждёт съёмочная группа.
Автомобиль, как на этом фото, может загореться даже во время стоянки — например, из-за короткого замыкания или даже поджога, — и со временем взорваться, но сначала он порядочно прогорит. Источник: Les Chatfield / Flickr
Разберём и физику попадания пули в бензобак. Допустим, что по сюжету фильма в бензобак авто попадает пуля, и происходит грандиозный взрыв — очень затасканный киноштамп, которым до сих пор пользуются сценаристы посредственных боевиков. С точки зрения зрителя это выглядит логично: пуля, пробивая бензобак, вызывает искру, от которой десятки литров топлива мгновенно детонируют, превращая машину героя в огненный факел.
В реальности всё будет совсем не так. Предположим, что пуля попадает в наполовину наполненный бензобак. Опустим, что в современных машинах их делают из пластика, а потому никакой искры там в принципе быть не может. Так вот, в баке есть необходимые нам пары бензина, и даже искра откуда-то появилась, например, от зажигательного патрона. Первое попадание, разлетающиеся искры и… ничего. А всё потому, что топливовоздушная смесь в бензобаке слишком обогащенная парами бензина, кислорода для возгорания в ней недостаточно. Затем через образовавшиеся отверстия начнет вытекать бензин, разливаясь по дороге и корпусу авто. И вот теперь с некоторой вероятностью от выстрела можно будет поджечь топливо. Только снаружи, всё ещё не в бензобаке. И даже в этом случае начнется медленное горение, но никак не взрыв.
Демонстрация того, что как в канистру с бензином не стреляй, а взрыва не выйдет:
Но хватит о кино и мифах — возвращаемся к серьёзному разговору.
7. Бензин при аварии может загореться
Правда, и тут обычно происходит не взрыв, а пожар на большой площади разлившегося по дороге бензина. Когда содержимое топливного бака за пару секунд выливается на дорожное полотно и загорается, создается ощущение взрыва, но всё же в большинстве случаев это не взрыв, а пожар с последовательным распространением огня.
Если не считать автомобили с некачественным ГБО, по-настоящему эффектно взрываются только… электромобили :
Тем не менее, пожар может начаться просто от того, что бензин попал на какой-то узел, куда он попадать не должен. Искра не нужна, достаточно очень высокой температуры поверхности, чтобы началось самовоспламенение бензина. Физика безжалостна: температура, при нагревании до которой пары бензина загораются сами, начинается с 250°C. Если бензин попадет в выпускной коллектор или в катализатор, который разогревается до 500-600°C (если крутить движок), топливо мгновенно вспыхнет. То же самое произойдет при соприкосновении топлива с тормозными дисками (300-400°C при торможении «в пол»).
В тяжелых ДТП, когда автомобиль буквально разрывает на части, нарушается целостность топливной системы, а то и самого бензобака, бензин быстро вытекает наружу и попадает на раскаленные узлы автомобиля. Далее происходит самовоспламенение испаряющегося топлива и начинается сильный пожар. А уж если после аварии и разлития горючего что-то под капотом заискрит…
8. Дизельное топливо при аварии горит гораздо хуже
При аварии дизельное топливо точно так же может растечься по раскаленным деталям автомобиля и по дороге, но воспламениться даже от искр ему не позволит химия. Дизель относится к тяжелым видам топлива с низкой летучестью, он имеет длинную углеродную цепочку, потому испаряется очень неохотно. Бензин, напротив, очень летуч — уже при температуре –40°C он начинается испаряться достаточно для того, чтобы загореться. Этот порог называется температурой вспышки. Даже в мороз достаточно любой искры, чтобы бензин заполыхал огнем. А вот температура вспышки у дизеля составляет аж +62°C. Случайные искры не смогут разогреть дизельную лужу до такой степени, чтобы та начала испаряться и гореть. Чтобы солярка загорелась на воздухе, ее нужно нагреть до температуры вспышки, например, газовой горелкой, усилив испарение. В зависимости от силы огня и количества дизеля в ёмкости топливо прогреется через 15-20 секунд и тогда наконец загорится.
9. Что будет, если дизельный автомобиль заправить бензином
Из-за свойств дизельного топлива дизельвоздушная смесь в цилиндрах воспламеняется сама, без участия свечи зажигания, при увеличении давления и сопутствующего ему увеличения температуры. С бензовоздушной смесью, как мы сказали выше, такое тоже возможно, хотя и с негативными последствиями. Тогда почему бы не залить бензин в дизельный ДВС? Тут основная проблема заключается в параметрах топлива, под которые спроектирован двигатель. Действительно, дизельный движок, в зависимости от степени технологичности (чем старше и проще, тем лучше) даже сможет немного поработать на бензине. Но из-за разницы в скорости воспламенения и горения бензина и дизеля двигатель будет подвергаться огромным разрушительным нагрузкам.
В современных движках на тяжелом топливе дизель впрыскивается в цилиндр не один, а несколько раз за один ход поршня. Сначала происходит предвпрыск небольшого количества топлива, которое загорается еще до того, как поршень достиг вершины хода. Затем, когда поршень достиг верхней мёртвой точки, и достигнуто максимальное сжатие воздуха в камере сгорания, впрыскивается оставшаяся часть дизеля. Двойной впрыск обеспечивает надежное возгорание и равномерное выделение газов, необходимых для толкания поршня вниз. Этапов впрыска в рамках одного такта двигателя может быть два, а может и все десять, тут уж как будет спроектирован двигатель.
Случайный залив бензина в дизельный авто на крупных сетевых заправках часто кончается относительно благополучно: приезжает сотрудник топливной компании и сливает бензин из бака и топливной системы. Источник: priZrak495 / DRIVE2
А вот с бензином ситуация другая. Во время предвпрыска бензин, смешанный с остатками дизеля из топливного бака, не загорится. Он понизит цетановое число солярки. Чем ниже цетановое число, тем медленней воспламеняется топливо и тем интенсивней сгорает. Когда поршень достигнет высшей точки и произойдет впрыск оставшейся части «бензинодизеля», смесь наконец загорится от высокого давления и температуры. При огромной степени сжатия бензин не будет плавно гореть, пока поршень будет двигаться вниз — он буквально сдетонирует, вызвав сильнейшую ударную нагрузку на цилиндр. Со стороны детонация бензина в дизельном ДВС звучит как удары маленькими молоточками по металлическим деталям двигателя. На самом деле это приглушенные взрывы бензина. От постоянных взрывов и ударных нагрузок портятся поршни, в цилиндре образуются микротрещины, сильно изнашивается цепь/ремень ГРМ. Чем меньше в топливной смеси осталось дизеля и чем больше в ней бензина, тем сильнее детонанция.
10. Что будет, если в бензиновый двигатель залить дизель
Если же залить дизель в бензиновый автомобиль, то практически сразу начнутся пропуски зажигания — дизелю не хватит давления и температуры в цилиндрах, чтобы стабильно самовоспламеняться, а искрой от свечи его не поджечь. Так как солярка тяжелее бензина, она сразу опустится на дно и попадёт в топливную систему.
Цилиндры наполнятся несгоревшим дизелем, топливо пойдёт в выпускной коллектор, из выхлопной трубы повалит дымок. Мотор «закашляет», потеряет мощность и вскоре заглохнет. Скорее всего, отделаетесь «малой кровью» — чисткой топливной системы и фильтров, забитых содержащимся в дизеле парафином.
Коротко о главном
Рекомендации по использованию бензинового автомобиля простые: заправляйтесь на проверенных заправках топливом с рекомендованным октановым числом, следите за свечами и, пожалуйста, никогда не пытайтесь подсветить бензобак зажигалкой!
Остались вопросы? Задавайте — постараемся ответить.
Температура газов в камере сгорания двс
Разновидности двигателей внутреннего сгорания в двигателях, применяемых для привода современных строительных машин, тепловая энергия сгоревшего топлива преобразуется в механическую работу. Так как топливо сгорает внутри цилиндров двигателей, то они называются двигателями внутреннего сгорания.
Современные двигатели внутреннего сгорания с возвратно-поступательно движущимися поршнями классифицируются по следующим признакам:
1. способу смесеобразования — на двигатели с внешним смесеобразованием /карбюраторные и газовые/ и внутренним /дизельные/;
2. способу воспламенения рабочей смеси на двигатели с принудительным воспламенением от электрической искры /карбюраторные и газовые/ и с воспламенением от сжатия /дизели/;
3. способу осуществления рабочего цикла — на четырех — и двухтактные;
4. числу цилиндров — на одно — и многоцилиндровые;
5. расположению цилиндров — на одноцилиндровые /линейные/ и двухрядные или V — образные, у которых угол между цилиндрами меньше 180°. Если угол равен 180°, двигатель называется оппозитным;
6. охлаждению — на двигатели с водяным и воздушным охлаждением.
На строительных машинах применяются четырехтактные многоцилиндровые карбюраторные и дизельные двигатели.
Во время работы четырехтактного двигателя внутреннего сгорания в его цилиндре протекают четыре процесса: 1/ впуск в цилиндр горючей смеси /в карбюраторный двигатель/ или воздуха /в дизельный двигатель/t 2/ сжатие рабочей смеси или воздуха; 3/ рабочий ход — воспламенение рабочей смеси и расширение продуктов сгорания; 4/ выпуск из цилиндра продуктов сгорания.
Совокупность этих последовательных, периодически повторяющихся процессов называется рабочим циклом двигателя.
Принципиальное отличие рабочего цикла дизеля от карбюраторного двигателя состоит в способе смесеобразования и воспламенения смеси. В цилиндр дизеля в такте впуска поступает воздух, который подвергается сжатию в такте сжатия до 3,5. 4,5 МПа, что повышает температуру воздуха до 600.„.700 °С. В конце такта сжатия впрыскивается жидкое топливо, которое, перемешиваясь с нагретым воздухом, воспламеняется и сгорает.
В карбюраторном же двигателе рабочая смесь в конце такта сжатия сжимается до 0,7. 1,2 МПа, а температура повышается до 300. 400 °С, при этом между электродами свечи проскакивает электрическая искра и рабочая смесь воспламеняется.
Дизельный двигатель по сравнению с карбюраторным имеет следующие преимущества: более высокий КПД — 27-35% /для карбюраторных двигателей 20-24%/; высокую степень сжатия, обеспечивающую более экономичный расход топлива на единицу работы /на 20-25% меньше, чем у карбюраторного двигателя/; обладает лучшей приемистостью и развивает большой крутящий момент при малой частоте вращения; работает на тяжелых сортах топлива, которые менее опасны в пожарном отношении.
Основные недостатки дизельного двигателя по сравнению с карбюраторным: большая масса, приходящаяся на единицу мощности; тихоходность /максимальная частота вращения коленчатого вала не превышает 3000 об/мин, у карбюраторных — до 6000 об/мин/; более трудный пуск при низких температурах окружающей среда, что вызывает необходимость установки дополнительных систем подогрева и пуска двигателя.
Кривошипно-ползунный механизм служит для восприятия силы давления газов, преобразования прямолинейного возвратно-поступательного движения поршней во вращательное движение коленчатого вала.
Рис. Схема кривошипно-ползунного и распределительного механизмов: 1 — коленчатый вал; 2 — шатун; 3 — поршень; 4 — поршневой палец; 5 — поршневые кольца; 6, 9 — клапаны /впускной и выпускной/; 7 — пружина; 8 — коромысло; 10 — гильза; 11 — водяная рубашка; 12 — штанга; 13 — распределительный вал; 14 — маховик; 15 — шестерни привода распределительного вала
Механизм газораспределения
Механизм газораспределения должен удовлетворять следующим основным требованиям: своевременно открывать и закрывать впускные и выпускные клапаны; обеспечивать возможно лучшее наполнение цилиндров горючей смесью и очистку от отработавших газов; надежно изолировать внутреннее пространство цилиндров от окружающей среды во время тактов сжатия и рабочего хода.
Для лучшего наполнения цилиндров двигателя воздухом /для дизелей/ или горючей смесью /для карбюраторных двигателей/ и более полной очистки их от отработавших газов клапаны открываются и закрываются не в тот момент, когда поршень находится в мертвых точках, а с некоторым опережением при открытии и запаздыванием — при закрытии.
Периоды открытия и закрытия клапанов выраженные в углах поворота коленчатого вала, называются фазами газораспределения.
Их соблюдение обеспечивается формой и взаиморасположением кулачков на распределительном валу.
При работе двигателя температура газов в камере сгорания достигает 2000. 2400 °С, а средняя температура цикла 800. 1000 С. Вследствие этого поршни, головки цилиндров, цилиндры и клапаны сильно нагреваются. Чрезмерный перегрев двигателя приводит к разжижению и сгоранию масла, нарушению нормальных зазоров между сопряженными деталями, уменьшению наполнения цилиндров горючей смесью, а следовательно, к снижению мощности двигателя, нарушению рабочего процесса и разрушению отдельных деталей.
Для нормальной работы двигателя необходимо непрерывно отводить излишнюю теплоту от перегреваемых деталей. Это осуществляется системой охлаждения. Излишнее охлаждение неблагоприятно отражается на работе двигателя. Испарение топлива ухудшается, поэтому оно горит медленнее, мощность двигателя падает, снижается экономичность, а износ цилиндров и поршневых колец увеличивается.
Для нормальной работы двигателя необходимо поддерживать его температуру при любых условиях и режимах работы в определенных пределах.
Чтобы обеспечить нормальный тепловой режим двигателя, применяют жидкостное или воздушное охлаждение. При воздушном охлаждении теплота отдается непосредственно воздуху через ребристые стенки блока цилиндров и головки блока. Жидкостная система охлаждения основана на интенсивной Циркуляции жидкости, которая обеспечивается центробежным насосом. Насос нагнетает жидкость /воду или антифриз-жидкость, замерзающую при низкой температуре/ в водяную рубашку двигателя, из которой нагретая жидкость вытесняется в радиатор. Охлажденная жидкость по патрубкам поступает в насос.
Рис. Схема системы охлаждения: 1 — радиатор; 2 — выпускной патрубок; 3 — термостат; 4 — гильза цилиндра; 5 — головка цилиндров; б — блок цилиндров; 7 — водяная рубашка; 8 — крыльчатка водяного насоса; 9 – вентилятор.
При работе двигателя в его сопряженных деталях возникает трение, вызывающее износ и нагрев деталей и требующее затрат некоторой части мощности двигателя. При введении между трущимися поверхностями слоя смазки характер трения и износа резко изменяется, так как молекулы масла под влиянием силы молекулярного притяжения распространяются по трущимся поверхностям и смазывают их.
Долговечность и безотказная работа двигателя зависят от качества и чистоты применяемого масла.
Система смазки двигателя — это совокупность механизмов и приборов, обеспечивающих очистку масла и его бесперебойную подачу в необходимом количестве при определенной температуре и давлении к трущимся поверхностям.
Рис. Схема системы смазки: 1 — масляный картер; 2 — маслоприемник; 3 — шестеренчатый насос; 4 — маслопровод; 5 — фильтр; 6 — главный масляный канал.
Примечание. Все остальные детали смазываются маслом, вытекающим из зазоров, или посредством разбрызгивания.
Масло, поступающее в зазоры между трущимися поверхностями, не только уменьшает потери на трение, но и охлаждает и удаляет продукты износа и мелкие частицы нагара и защищает трущиеся поверхности от коррозии.
В зависимости от способа подвода масла к трущимся поверхностям деталей применяются такие системы смазки: разбрызгиванием, под давлением и комбинированные, в которых часть деталей смазывается под давлением, а остальные — за счет разбрызгивания масла.
Источником энергии в двигателях внутреннего сгорания является горючая смесь, образуемая парами топлива, тщательно перемешанными с воздухом в определенных пропорциях. Смешиваясь с остаточными газами в цилиндре двигателя, горючая смесь образует рабочую.
Состав горючей смеси должен соответствовать определенному режиму работы двигателя и подразделяется на богатую, обогащенную, нормальную, обедненную и бедную.
В качестве топлива для карбюраторных двигателей применяют бензин, обладающий хорошей испаряемостью, а для дизельных двигателей с внутренним смесеобразованием — дизельное топливо, являющееся продуктом перегонки тяжелых фракций нефти с определенной вязкостью.
Система питания служит для хранения, подачи и очистки топлива, воздуха, приготовления горючей смеси нужного состава на разных режимах работы двигателя, отвода наружу продуктов сгорания .
Система пуска двигателей.
Одним из основных требований, предъявляемых к двигателям внутреннего сгорания, является быстрота и надежность пуска. Пуск осуществляется принудительным вращением коленчатого вала двигателя от постороннего источника энергии.
Система пуска должна развивать определенную частоту вращения коленчатого вала двигателя, обеспечивающую смесеобразование, наполнение цилиндров свежей смесью, сжатие и воспламенение смеси.
Пусковая частота вращения карбюраторных двигателей колеблется в пределах 30. 60 об/мин.
Пуск дизельного двигателя по сравнению с карбюраторным более труден. Это связано с большой степенью сжатия и плохим смесеобразованием из-за малого давления впрыска топлива. Поэтому пусковая частота вращения коленчатого вала двигателя с воспламенением от сжатия должна быть в пределах 200. 300 об/мин.
Рис. Схема системы питания; 1 — гильза цилиндра; 2 — поршень; 3 — топливный фильтр; 4 — топливопровод; Б — диафрагмовый насос; 6 — топливный бак; 7 — воздушный фильтр; 8 – карбюратор; 9, 10 — клапаны /впускной и выпускной/; 11 — патрубок /выхлопной/; 12 – глушитель.
При пуске холодного двигателя, особенно в зимнее время, прокручивание вала двигателя и его пуск резко затрудняются из-за низкой температуры воздуха в камере сгорания в конце сжатия и эагустевания смазки. Для обеспечения пуска дизелей необходимо подогреть воздух во впускном трубопроводе и в камере сгорания, охлаждающую жидкость в системе охлаждения; применить декомпрессионный механизм.
Существуют следующие основные способы пуска двигателей:
1. от руки /вручную/ — применяется чаще у карбюраторных пусковых двигателей;
2. электрическим стартером — используется в автомобильных и пусковых тракторных двигателях. Для пуска дизельного двигателя требуется стартер значительно большей мощности, чем для карбюраторного;
3. вспомогательным бензиновым двигателем /пусковым двигателем/ — распространен на дизелях тракторов;
4. силовым генератором электротрансмиссии . Силовой генератор, приводящий электрические ходовые двигатели трактора с электротрансмиссией, на время пуска двигателя работает в режиме стартера и питается током от аккумуляторных батарей;
5. сжатым воздухом от баллона с давлением 15,0 МПа . Наименьшее давление воздуха в баллоне, обеспечивающее запуск дизеля,- 4,0 МПа.
В аварийных случаях можно запустить двигатель буксировкой на включенной передаче трансмиссии. У машин с электротрансмиссией тяговый электродвигатель при этом работает в режиме генератора, а силовой генератор — в режиме электродвигателя, вращая коленчатый вал дизеля.
1. Брянский Ю. А. и др. Тягачи строительных и дорожных машин. — М.: Высш. шк., 1976. — 360 с.
2. Гуревич A. M., Сорокин E. М. Тракторы и автомобили. — П.: Колос, 1971.
3. Делиховский С. Ф. и др. Устройство и эксплуатация автомобилей.- М.: Изд-во ДОСААФ, 1965. — 214 с.
Какая температура в камере сгорания двигателя?
В самом деле, температура газа в камере сгорания превышает 1800-2000°С, в то время как рабочая температура деталей из алюминиевого сплава не должна быть больше 300-350°С. Для работы в таких условиях наиболее важна передача тепла через поршневые кольца в стенки цилиндра.
Какая температура в цилиндре дизельного двигателя?
Топливо поступает в цилиндр, перемешиваясь с воздухом нагревается, далее испаряется и воспламеняется. При сгорании топлива в цилиндре давление составляет около 6-8 Мпа, а температура 1800-200 градусов.
Сколько градусов в цилиндре?
Процесс сгорания топливовоздушной смеси в цилиндрах сопровождается выделением большого количества теплоты, так как температура в камере сгорания составляет порядка 2000 градусов и выше.
Какая максимальная температура газов развивается в цилиндре двигателя?
Максимальное давление газов на поршень при сгорании для карбюраторных двигателей находится в пределах 3,5—5 МПа, а температура газов 2100—2400 °С. При такте расширения шарнирно связанный с поршнем шатун совершает сложное движение и через кривошип передает вращение коленчатому валу.
Какая температура должна быть у дизеля?
По утверждению экспертов, нормальный температурный режим при работе дизельного силового агрегата отмечается интервалом 70-90 градусов. Максимальная температура может достигать показателя в 97 градусов, однако это предельная черта.
Какая температура в цилиндрах двигателя?
В самом деле, температура газа в камере сгорания превышает 1800-2000°С, в то время как рабочая температура деталей из алюминиевого сплава не должна быть больше 300-350°С. Для работы в таких условиях наиболее важна передача тепла через поршневые кольца в стенки цилиндра.
Какое давление в цилиндре дизельного двигателя?
Для нормальной работы дизельного силового агрегата компрессия во всех его цилиндрах должна соответствовать показателю, который установлен заводом-изготовителем. Значение может зависеть от конкретного агрегата, но в любом случае — не менее 22 кг/см 2 .
Дизельный двигатель сегодня является вторым по степени распространенности типом ДВС после бензинового агрегата. Конструктивно дизельный мотор похож на бензиновый аналог, так как имеет все те же цилиндры, шатуны, поршни, коленвал и т.д. При этом все детали более массивные и тяжелые, ведь они должны выдерживать повышенные нагрузки.
Дело в том, что степень сжатия в дизеле выше, чем в агрегатах на бензине. Если в бензиновом моторе указанный средний показатель составляет от 9-и до 11-и единиц, то в дизельном уже целых 20-24. По этой причине дизельный двигатель тяжелее и крупнее бензинового агрегата.
После подачи в цилиндры рабочая смесь воспламеняется в камере сгорания от искры. При этом в дизельном двигателе топливо и воздух подаются отдельно, при этом смесь воспламеняется самостоятельно от резкого сжатия и нагрева.
Далее мы поговорим о том, какие процессы протекают в камере сгорания дизельного двигателя, как реализована подача дизтоплива, каким образом происходит смесеобразование и воспламенение заряда, а также какое давление и температура в камере сгорания дизеля.
Камеры сгорания дизельных двигателей и особенности работы такого ДВС
Начнем с того, что камеры сгорания дизельных двигателей несколько отличаются от бензиновых. Существует два основных типа камер:
- неразделенная камера сгорания дизельного мотора;
- разделенная камера сгорания дизельного ДВС;
Неразделенный тип является однообъемной камерой, как правило, простой формы, которая согласована с расположением форсунок. Такие камеры обычно выполняются в днище поршней, также могут быть изготовлены частично в днище и частично в ГБЦ, редко только в головке блока.
Разделенный тип камеры сгорания предполагает два отдельных друг от друга объема, которые соединены посредством особых каналов. Таких каналов может быть от одного и больше.
Если говорить о плюсах и минусах, первый тип позволяет обеспечить двигателю лучший КПД, однако температуры в такой камере сгорания выше. Также растут и ударные нагрузки. Что касается разделенных камер сгорания, КПД меньше, однако удается реализовать более полноценное сгорание топлива, такой дизель меньше коксуется, дымит и т.д.
Как сгорает топливо в дизельном двигателе
Теперь давайте рассмотрим сам процесс горения. Как известно, для горения топлива необходимо определенное количество кислорода, а также источник, который позволит смеси воспламениться.
В дизеле вместо внешней искры таким источником является высокая температура, то есть нагрев.
Указанный нагрев достигается благодаря тому, что воздух в цилиндре сильно сжимается, а дизтопливо подается в самый последний момент. Это обусловлено тем, что температура, необходимая для воспламенения, растет с ростом давления, при этом температура самовоспламенения топлива в подобных условиях понижается.
Другими словами, топливно-воздушная смесь в дизельном двигателе самовоспламеняется от высокого давления и нагрева. При этом нормальная работа мотора сильно зависит от правильно настроенного впрыска, качественного сжатия смеси, а также от полноты сгорания заряда в цилиндрах.
В самом начале в цилиндр подается воздух, сжимается и нагревается. Далее топливо впрыскивается в камеру сгорания дизельного двигателя, во время впрыска происходит его распыление.
Затем возникает самовоспламенение, пламя распространяется по цилиндру. Впрыск горючего останавливается, а остатки топлива продолжают гореть. Далее процесс повторяется.
Как видно, хотя подача и горение заряда в дизеле протекает за очень короткий промежуток времени, этот отрезок можно разделить на этапы:
Фактически туман представляет собой мельчайшие капли топлива, но они не воспламеняются. Дело в том, что сначала горючее должно испариться.
Только после этого произойдет смешивание испаренного дизтоплива с воздухом, а сама смесь нагреется до температуры, необходимой для самостоятельного воспламенения. Отметим, что задержка воспламенения должна быть короткой.
Такое начальное горение приводит к повышению температуры и давления в цилиндре. В результате топливо, которое еще не загорелось, активно испаряется и смешивается с воздухом. В этот момент фактически происходит полное возгорание смеси в цилиндре, при этом резко увеличивается давление.
- Наступает третий этап, года топливо непосредственно сгорает. Инжекторная форсунка еще впрыскивает солярку, горючее уже сразу загорается от контакта с пламенем в камере сгорания. Пламя в этот момент эффективно распространяется по всему объему, давление также максимально.
Именно на данном этапе давление в результате сгорающего топлива с большой силой толкает поршень, заставляя двигатель совершать полезную работу. Что касается температуры, показатель растет до 2200 К.
- Завершающий четвертый этап является моментом, когда остатки топлива догорают в цилиндре. В это время поршень уже перемещается вниз, что означает падение давления и температуры.
Как видно, давление в камере сгорания дизельного двигателя играет первостепенную роль для реализации самовоспламенение топлива. Что касается впрыска, необходимо, чтобы солярка подавалась в строго определенный момент, в нужном количестве, а также качественно распылялась.
Если возникнут сбои, распространение пламени будет нарушено, температура в камере сгорания дизельного двигателя повышается, возникает риск детонации, топливо не сгорает в полном объеме и т.д.
Частые проблемы дизелей: момент впрыска и компрессия
Если сжатие смеси в цилиндре оказывается недостаточным, во время работы двигателя можно услышать шумы и металлические стуки. Дело в том, что в таком случае смеси нужно больше времени, чтобы нагреться до температуры воспламенения.
Получается, снижение компрессии дизельного двигателя увеличивает время до воспламенения заряда.
При этом в цилиндре несгоревшей смеси будет больше, чем нужно. В результате в момент возгорания такого заряда процесс горения приобретает взрывной характер, давление резко увеличивается, появляется ударная волна и детонация, разрушая ЦПГ и оказывая значительные нагрузки на детали мотора.
Также снижение компрессии приводит к тому, что дизель начинает дымить. Выхлоп может быть черным или серовато-белым. В случае с белым дымом из выхлопной трубы, дизтопливо попросту неэффективно воспламеняется в момент, когда поршень доходит до ВМТ.
Затем поршень идет вниз, температура и давление дополнительно снижаются, нет условий для горения. Получается, несгоревшая солярка испаряется и далее попадает в выпускную систему
То же самое происходит и в том случае, если впрыск дизтоплива слишком поздний. Другими словами, компрессия в цилиндрах нормальная, но подача топлива с опозданием приводит к тому, что поршень уже идет вниз, нет нужного сжатия и давления для самовоспламенения.
Имеющийся кислород позволяет выгореть только части топлива, а несгоревшие остатки превращаются в углерод, что и проявляется в виде характерного черного дыма из выхлопной трубы.
Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое степень сжатия двигателя. Из этой статьи вы узнаете о данном параметре применительно к двигателю внутреннего сгорания и особенностям его работы.
Еще отметим, что к похожим проблемам может приводить недостаточная подача воздуха (например, забит воздушный фильтр), завоздушивание системы питания дизельного двигателя и т.д.
В итоге, если нарушается нормальный процесс смесеобразования, это закономерно влияет на момент воспламенения и последующую эффективность сгорания топливного заряда в цилиндрах.
Что в итоге
С учетом вышесказанного становится понятно, что дизель особенно нуждается в высокоточном топливном впрыске. От этого напрямую завит КПД, ресурс мотора, экономичность, уровень токсичности отработавших газов и ряд других важных параметров.
Рекомендуем также прочитать статью о том, почему в двигателе может быть повышенная компрессия. Из этой статьи вы узнаете об основных причинах возникновения данного отклонения от нормы и способах ремонта.
По этой причине дизельные форсунки на современных типах указанных моторов способны обеспечить так называемый фазированный (многофазный) впрыск, подавая дизтопливо до 10 раз за один рабочий такт мотора.
Напоследок отметим, что сегодня привычный ТНВД с механическими форсунками активно заменяется насос-форсунками или системой Common Rail, позволяя добиться максимальной эффективности впрыска горючего на всех этапах подачи топлива в камеру сгорания.
Подобные решения в сочетании с турбокомпрессором позволяют современному дизельному мотору уверенно конкурировать на рынке с бензиновыми аналогами, при этом высокая топливная экономичность остается главным преимуществом дизельного двигателя.
Показатель компрессии дизельного двигателя. Главные причины и основные признаки снижения компрессии. Запуск мотора с недостаточным давлением в цилиндрах.
Высокая компрессия в двигателе и основные причины повышения компресссии. Почему также происходит снижение компресссии по цилиндрам. Советы и рекомендации.
Влияние степени сжатия на мощность и другие характеристики мотора. Тюнинг и увеличение степени сжатия, а также понижение параметра в отдельных случаях.
Почему топливно-воздушная смесь детонирует в камере сгорания. Причины, вызывающие детонацию. Последствия детонационного сгорания топлива в цилиндрах ДВС.
Низкая комрессия в цилиднрах двигателя: главные причины. Как поднять компрессию в двигателе без ремонта мотора, доступные способы. Советы и рекомендации.
Проблемы с запуском дизеля. Признаки низкой компрессии и причины неисправности: ГРМ, зеркало цилиндров, поршень и кольца. Производим замер компрессии.
Нашел на одном форуме очень интересную информацию. Возможно кому пригодится.
Хочу прояснить некоторые моменты в плане физики и практики эксплуатации авто на газе:
1) вопреки расхожим заблуждениям газ ничего в двигателе «сушить » не может. Наоборот, ввиду газообразного фазового состояния газ НЕ РАСТВОРЯЕТ И НЕ СМЫВАЕТ масляную плёнку со стенок цилиндров. Как следствие, улучшается смазываемость ЦПГ.
2) о том, что газ якобы «сушит клапана»: сушить он опять же ничего в принципе не может по прчине нулевой гигроскопичности ввиду своей газообразной фазы. Но при работе ДВС на газе на такте впуска топливо-воздушной смеси температура тарелки клапана будет НА НЕСКОЛЬКО ГРАДУСОВ выше, нежели при работе на бензине. За счет того, что облако микрокапель бензина из форсунки дополнительно охлаждает открытый клапан на такте впуска. А как известно, теплодинамика клапанов распределяется примерно 30:70 — седло клапана : направляющая втулка. В технической литературе охлаждением тарелки клапана облаком микрокаплей бензина пренебрегают изза малости и незначительности величины. В уравнениях термодинамики для ДВС этот параметр ВООБЩЕ отсутствует.
Заблуждение об «осушении» газом клапанов берет своё начало в давние советские времена. Когда делались первые попытки внедрения ГБО в таксопарках и автоколоннах. По сравнению с ЭТИЛИРОВАННЫМ бензином (а НЕэтилированного в те времена просто не было), газо-воздушная смесь дйствительно немного ухудшала условия смазки седел клапанов. Так как этилирующие присадки содержали СВИНЕЦ, который в некоторой мере и выполнял функцию смазки седел клапанов.
Нынче же выпуск этилированного бензина прекращен. И газ НИКАК не может ухудшить условия смазки седла клапана по сравнению с бензином, выпущенным по современным нормам.
3) в сравнении с бензином «октановое» (не совсем корректое для газа название) число газа составляет примерно 102-105-110 единиц. Этим обусловлены некоторые особенности и последствия работы ДВС на газо-воздушной смеси:
— чем выше степень сжатия (а соосветственно и компрессия), тем быстрее распространяется в камере сгорания фронт пламени, тем выше температура окисленной смеси, тем выше конечное (рабочее) давление над поршнем.
— соответственно для достижения идеальных условий для работы ДВС на газе его степень сжатия должна быть выше, чем при работе на бензине.
При проектировании ДВС исходят из определённой скорости сгорания бензовоздушной топливной смеси. Соответственно подбираются и настраиваются фазы газораспределния. Они подбираются с определённым запасом. Т.е. В ПЕРИОД СГОРАНИЯ топливной смеси оба глапана закрыты. И только ПОСЛЕ ПОЛНОГО СГОРАНИЯ топливной смеси и образования над поршнем перегретого газа в соответствии с адиабатными процессами этот перегретый газ начинает толкать поршень вниз, постепенно расширяясь и соответственно охлаждаясь. В итоге на выходе из камеры сгорания температура составляет примерно 800-980 градусов.
Так как октановое число газа выше, а фазовая структура иная (газ вместо капель-облачной структуры) то и скорость его сгорания значительно медленнее. Соответственно увеличивается время горения газо-воздушной смеси. Помимо того, что температура перегретого газа над поршнем меньше, меньше его давление и пр., при некоторых режимах работы ГАЗОВОЗДУШНАЯ СМЕСЬ ПРОДОЛЖАЕТ ДОГОРАТЬ ПОСЛЕ ОТКРЫТИЯ ВЫПУСКНОГО КЛАПАНА. Соответственно, температура на выходе из камеры сгорания кратковременно может повыситься до 1500-1800 градусов! Что очень быстро может привести к перегреву и термическим необратимым деформациям клапанов ( «прогару» ). В исключительных случаях это растянутое горение газовоздушной смеси приводит к тому, что теплодинамика поршня становится обусловлена не адиабатными процессами, а постоянным нагревом от не успевающей сгорать газо-воздушной смеси. И начинается необратимая тепловая деформация поршня.
Как с эти бороться и так ли это страшно?
Фишка в том, что примерно то же самое произойдет, если в классику залить 98й бенз, или тем более 102й (оказывается в европе и такой есть, не помню как обозначается, у нас на нем некоторые особо фанатичные пацыки по ночам устраивают гонки).
Для борьбы с этой бякой (прогарами клапанов и цилиндров) что при работе что на бензине, что на газе можно использовать два метода: увеличение опережения зажигания и увеличение степени сжатия.
Увеличение угла опережения на современных ЭБУ проблемантично. Нужно перешивать контроллер под специальную «газовую» программу! Программ таких мало. Тем более мало специалистов, которые грамотно это сделают. В идеале этот путь предусматривает установку ДВХХ контроллеров, бензинового и газового. И систему их коммутирования. Это сложно и дорого. Поэтому на ГБО 4 поколения для управления газовой форсункой используется сигнал, приходящий на форсунку бензиновую. Косяк в том, что НИКАК нельзя изменить карту зажигания. Так как эта карта зашита в штатном УБУ, которы и продолжает на самом деле управлять подачей газа. Но фишка в том, практически большинство современных автомобилей имеют так называемую «адаптивную» систему управления. Т.е. блок САМ, естественно в определенных пределах, может корректировать карты зажигания. Если нет детонации (а на газе ввиду его повышенной антидетонационной стойкости она отсутствует), то очень скоро блок выводит карту зажигания на максимально возможно ранне зажигания на любом режиме работы двигателя. Это во-первых.
А во-вторых, современные ДВС имеют высокую степень сжатия, которая исключает возникновение вышеописанных мной негативных последствий работы на газо-воздушной смеси.
В итоге, учитывая всё вышесказанное:
Не нужно бояться газа. Нужно просто знать некоторые особенности. И соответственно их учитывать.
Не нужно тулить газ на древние моторы с низкой степенью сжатия и ожидать после этого бешенного ресурса и суперэкономичности. Чем выше степень сжатия двигателя и лучше его общее техническое состояние (в частности компрессия), тем оправданнее установка газового оборудования. Тем меньше будет разница в расходе газа и бензина. Тем выше экономический эффект.
НИ В КОЕМ СЛУЧАЕ НЕЛЬЗЯ ДУШИТЬ РАСХОДОМ ГАЗА СОВРЕМЕННЫЕ ИНОМАРОЧНЫЕ ДВИГАТЕЛИ (особенно большеобъемные) ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ГБО 4 ПОКОЛЕНИЯ!
Сгорание обеднённой газо-воздушной смеси будет проходить жестко, что будет воспринято датчиками, как ДЕТОНАЦИЯ! А при том, что лямбда-зонд будет продолжать показывать «обеднённую смесь» (по причине того, что газ при сгорании не дает столько гав…на, сколько бензин), то контроллер начнёт резко заваливать угол опережения зажигания. Соответственно позднее зажигание — и ГВС начинает стабильно догорать в коллекторе. Очень быстро настает пи…сец клапанам и ГОТОВЬТЕ ДЕНЕЖКИ НА НОВУЮ ГОЛОВУ!
Если вам дорого ваш автомобиль, вы на самом деле экономны и дальновидны и если это не слишком затруднительно для вас в плане возьни и не представляет конструктивных трудностей в плане авто, НЕ ПОМЕШАЕТ СНЯТЬ ГОЛОВУ И НЕМНОГО ЕЁ ШЛИФАНУТЬ. Заодно проверить притертость клапанов и износ втулок.
Эффект значительный!
Так на 99 ВАЗке шлифовка головы на 0,5 мм с последующим точным выставление фаз газораспределения с помощью регулируемой шестерни снизила расход газа примерно на 15%. Динамика возросла значительно. Правда бензин после этого использовался только 95 и 98.
По поводу проблем с зажиганием: как правильно было подмечено одним из форумчан, температура вспышки газовоздушной смеси несколько выше, чем у бензо-воздушной. Соответственно капризы запущеной системы зажигания будут гораздо заметнее при работе двигла на газе.
ПОэтому не будет лишним просто почаще её проверять и содержать в исправном обслуженном состоянии.
+ из собственного опыта, относящегося не только к эксплуатации машин с ГБО:
— при установке свечей проверять их омметром на сопротивление. Чемменьше внутреннее сопротивление, тем лучше. Чем меньше разброс сопротивлений, тем ровнее работа двигателя! — На 8клапанных вазах огромный эффект даёт применение многоконтактных свечей! Искра-то будет всегда ТОЛЬКО ОДНА. Но вот искровой промежуток будет ВСЕГДА открыт и направлен в камеру сгорания. Следовательно во всех 4х цилиндрах фронт пламени будет распространяться в более одинаковых условиях. Более ровная работа двигателя.
— искровой зазор свечи нужно немного уменьшить. Примерно на 15-20%.
— поставить высоковольные провода, сделанные на заказ. В некоторых торговых точках вам сделают провода любой длины. А провода можно попросить подобрать с наименьшим внутренним удельным сопротивлением и при конструктивной возможности желательно сделать их все одинаковой длины.
Поверьте, эффект вас поразит даже при езде на бензине.
Если у Вас не гидрокомпенсаторы, то обратитесь на сервис, чтобы зазоры клапанов вам выставили несколько большие.
И проверяйте регулировку немного чаще, чем вы делали это раньше.
Эта мера сведет вероятность влияния газа на прогар клапанов практически к нулю.
Для пущей уверенности при установке и настройке ГБО 4 поколения можно попросить мастеров настроить блок управления подачей газа на автоматическое переключение на бензин при работе двигателя на высоких оборотах, превышающих определённый порог.
Почему и зачем…
Уже писал, что период сгорания порции газо-воздушной смеси несколько больше, нежели у бензина в силу ряда причин. Поэтому при работе на высоких оборотах кратковременно может возникнуть режим, когда догорание смеси будет происходить уже ПОСЛЕ открытия выпускного клапана. Например, при возникновении резкой нагрузки в период, когда двигатель будет работать на больших оборотах, ЭБУ значительно уменьшает угол опережениязажигания. Пождиг смеси происходит позднее.
Относительно всего времени работы двигателя эти экстремальные режимы очень кратковременны. И практически не влияют на снижение ресурса системы газораспределения.
Но можно исключить и их.
Например, Ваша машина оборудована автоматической коробкой передач. Переключение передач при спокойной манере езды происходит примерно на 3200 оборотах. ПОпросите мастера отрегулировать Вам автоматический переход на бензин при оборотах свыше 3800-4000. И соответственно — на газ при снижении оборотов ниже этого порога. Рывка вы не заметите. Расход бензина при резких обгонах, когда у автомата срабатывает кик-даун, будет незначительным, так как основное время машина будет работать на газе.
Зато такое переключение исключит даже саму вероятность возникновения неблагоприятных режимов работы двигателя.
Считается, что ключевым моментом при переводе автомобиля на газ является экономический аспект. Что вполне объяснимо, поскольку газ практически в два раза дешевле высокооктанового бензина и его, что очень важно, можно использовать даже в самых современных автомобилях.
Что касается нашей страны, то последний принятый у нас техрегламент заставляет автовладельцев регистрировать газовое оборудование в машине, что несколько сдерживает рост газифицированного автопарка. Однако, с другой стороны, российское правительство с лета нынешнего года запустило государственную программу льготного субсидирования при переводе бензиновых авто на метан.
Напомним, что в ходе реализации этой программы, владельцу машины вроде как обязаны компенсировать до 90% стоимости установленного газового оборудования. Правда, программа действует не во всех регионах, да и получение самой компенсации потребует определенных моральных и временных затрат, связанных с хождением по инстанциям.
Но, все равно, считают эксперты, этого явно недостаточно. И потом, к сожалению, ценники на заводские версии не радуют. Так, например, Vesta с фирменным ГБО стоит почти на 180 000 рублей дороже бензинового аналога.
Хитрости при замене моторного масла, о которых мало, кто знает
Как быстрее всего зарядить сильно разряженный аккумулятор в машине
Еще одно важное преимущество газа — экологичность. Сгорание газа оказывается значительно более чистым, значит и двигатель всегда в чистоте. При этом износ его деталей снижается раза в полтора и, стало быть, ресурс увеличивается примерно на столько же. Уменьшается нагрузка на катализатор, чище выхлоп и, соответственно, воздух на улицах. В общем, плюсы в части экологии и экономии значительные, однако достигнуты они могут быть лишь при соблюдении ряда условий.
Первое — это повышенный контроль за температурой движка. Дело в том, что газ при сгорании выделяет несколько меньше энергии, чем бензин. Значит, его расход будет на 7—10% больше, при тех же нагрузках. А вот температура в цилиндрах при сгорании газа выше, чем при горении бензина.
Второй момент — выбор моторного масла. Долгое время считалось, что двигатели, переоборудованные под газ, не нуждаются в специальных маслах. Но современный очищенный газ содержит малое количество серы, влияющей на скорость старения моторного масла. А стало быть, нет необходимости в нейтрализации большого количества агрессивных веществ, образующихся в процессе сгорания.
Для таких случаев подходят масла с низкой щелочностью, а бонусом является то, что низкощелочные масла обладают еще и малой зольностью. То есть дают малое количество абразивных частиц при сгорании и дополнительно уменьшают износ двигателя.
Готовим машину к зиме: какие расходники надо поменять в первую очередь и не разориться
Следующий момент — бензин. Именно на нем производится запуск и прогрев двигателя, после чего ГБО переключается на газ. Иначе говоря, бензин расходуется крайне медленно, отчего он застаивается в форсунках, топливной рампе и в баке. В итоге там создаются условия для термической деградации горючего с образованием смол и шламов, а в баке и вовсе может произойти расслоение топлива.
Чтобы не допускать этого, следует регулярно пользоваться очистителями системы впрыска, а в бак добавлять присадку, препятствующую расслоению горючего. Такими средствами, например, могут служить очиститель инжектора Langzeit Injection Reiniger, а также стабилизатор бензина от уже упомянутой выше Liqui Moly.
Какой должна быть рабочая температура двигателя
Многие автолюбители задаются вопросом, какова должна быть оптимальная, то есть рабочая температура двигателя. Вопрос далеко не однозначный и здесь многое зависит от его конструктивных особенностей. Так для любого человека нормальная температура составляет 36.6 градуса, обеспечивая его владельцу здоровое существование, когда все жизненные процессы протекают без каких-либо отклонений. Так и для автомобильных моторов есть расчетная температура, при которой они способны работать стабильно, с полной отдачей мощности, в экономичном режиме продолжительное время.
Почему рабочий диапазон нагрева считается оптимальным?
Процесс сгорания топливовоздушной смеси в цилиндрах сопровождается выделением большого количества теплоты, так как температура в камере сгорания составляет порядка 2000 градусов и выше. В задачу системы охлаждения входит поддержание оптимального теплового режима в диапазоне 80-90 градусов. Для некоторых типов силовых установок нормальной может быть температура до 110 градусов, чаще на моторах с воздушным охлаждением.
При оптимальном температурном режиме происходит лучшее наполнение цилиндров, стабильный запуск и надежная эксплуатация автомобиля.
Высокая температура
Конструктивно в двигателе предусмотрены тепловые зазоры при нагреве его деталей, когда они подвержены расширению. При нагреве сверх допустимого значения происходит нарушение зазоров, что вызывает интенсивный износ, задиры и различного рода поломки. Помимо этого, наблюдается снижение мощности из-за ухудшения наполнения цилиндров, а также появление детонации и самовоспламенение топлива.
На фото — проверка тепловых зазоров клапанов
Основные причины повышения температуры силовой установки:
• Заклинивание клапана термостата в закрытом положении;
Заклинивший термостат
• Не срабатывает электровентилятор охлаждения радиатора (неисправен электромоторчик вентилятора, перегорел предохранитель, неисправна цепь питания вентилятора, отказ датчика температуры или гидромуфты);
Охлаждающий вентилятор
• Забит радиатор охлаждения;
Забитый радиатор
• Неисправны клапана в крышке расширительного бачка;
• Пробой прокладки блока;
• Ослаблена натяжка или обрыв ремня привода дополнительных механизмов;
• Разгерметизация системы охлаждения.
Не набирается рабочая температура
Неполный прогрев также нежелателен. Поверхность цилиндров не разогрета и топливо соприкасаясь с холодными стенками конденсируется и попадает в картер, разжижая находящееся там масло, что ведет к интенсивному износу как ЦПГ, так и всех пар трения. Основное, это шейки коленчатого вала и вкладыши, а также постель распредвала и сам вал, а также промежуточный (поросенок) и балансирный валы и пр.
Плюс при работе на непрогретом моторе, особенно это актуально в зимний период (большое количество конденсата на внутренних поверхностях ЦПГ) при поездках на короткие расстояния, присадки в масле практически не вступают в работу, не выполняя роль защиты.
Помимо этого, неразогретое масло более загущено и уже не в полной мере подается к парам трения, на стенки цилиндров вызывая их износ, плюс растет расход топлива и соответственно падает мощность силовой установки.
Причины низкой температуры:
• Зависания клапана термостата в отрытом положении;
• Частые поездки на короткие расстояния;
• Термостат или датчик температуры более «холодные», чем предписаны производителем.
Рабочий тепловой режим
Когда же тепловой режим находится в заданном рабочем диапазоне, то все процессы протекают без каких-либо отклонений, мотору ничего не угрожает и происходит только его естественный износ.
Типы двигателей и температурный режим
Есть низко и высокофорсированные, а также «холодные» и «горячие» типы силовых агрегатов, где рабочие процессы горения топлива протекают по разным законам.
Температура срабатывание клапана термостата, когда охлаждающая жидкость получает возможность циркулировать по большому кругу (для охлаждения после снятия температуры с водяной рубашки), собственно и будет оптимальной температурой.
При этом параметры нагрева будут различны, что напрямую зависит от тарировки заводского термостата и датчика температуры для срабатывания электровентилятора, то есть того, что установил производитель на конвейере.
Так для бензиновых двигателей даже одной марки автомобиля, например, модели ВАЗ, где рабочий нагрев охлаждающей жидкости различен для карбюраторных и инжекторных моделей. Здесь опять же все зависит от тарировки термостата, предусмотренной разработчиками и от типа системы охлаждения.
Особенности систем охлаждения и их влияние на температурный режим
Жидкостные системы охлаждения делятся на два типа:
• Открытая;
• Закрытая (герметичная).
Система отрытого типа непосредственно сообщается с наружным воздухом, то есть в систему постоянно может поступать воздух и выходить из нее в виде пара. Температура кипения охлаждающей жидкости составляет 100 градусов.
Закрытая система имеет связь с атмосферой через специальные клапана, вмонтированные в пробку радиатора или крышку расширительного бачка. Выпуска горячего воздуха и пара происходит лишь при сильном увеличении давления в системе.
На фото — система охлаждения закрытого типа
В системе закрытого типа значительно выше давление и температура закипания антифриза, которая составляет порядка 110-120 градусов Цельсия.
Минусом закрытой системы является резкое повышение нагрева мотора в случае разгерметизации системы и отказе клапанов в крышке расширительного бачка. Это вызвано тем, что система находится под большим давлением и в случае разгерметизации большая часть жидкости сразу выбросится наружу.
При неисправности клапанов в крышке бачка жидкость начинает кипеть, что также ведет к критичному перегреву мотора с последующим сложным и дорогостоящим ремонтом.
Экология и ресурс двигателя
Когда в угоду нормам экологии стали поднимать тепловой режим двигателя, для полного сгорания топлива, то оказалось, что нужны и другие масла, так как имевшее место быть масло, просто не может обеспечивать полноценную его защиту при высоких температурах. Это отрицательно сказалось на ресурсе силовых установок, не рассчитанных работать в подобных температурных режимах.
Благоприятный тепловой режим
Оптимальный тепловой режим в пределах 85-90 градусов обеспечивает экономию топлива и минимальный износ деталей в различных условиях и режимах работы.
Для поддержания системы охлаждения всегда в рабочем состоянии рекомендуем периодически проходить ее диагностику для беспроблемной эксплуатации вашего автомобиля.
Какая температура в цилиндре двигателя в момент сгорания топлива?
У бензиновых двигателей после прохождения поршнем ВМТ давление и температура в цилиндре за счет сгорания топливо-воздушной смеси достигают максимума — давления порядка 3-6 МПа и температуры свыше 2500 К.
В цилиндре дизеля при такте всасывания поступает воздух, который при следующем перемещении поршня (такт сжатия) сжимается до давления 25-60 кГ/см2. Температура воздуха в цилиндре при таком давлении поднимается до 650-750°С.
Температура горения дизельного топлива — около 500-600 градусов по Цельсию. Температура должна быть достаточно высокой, чтобы воспламенить смесь горючего и воздуха. В холодных странах, где преобладает низкая температура окружающей среды, у двигателей была свеча накаливания, которая согревает впускной канал, чтобы помочь запустить двигатель.
Это обычное сгорание дизельного топлива, в первую очередь, контролируется смешиванием, которое может происходить из-за диффузии горючего и воздуха перед воспламенением. При какой температуре горит дизельное топливо? Если раньше этот вопрос казался сложным, то сейчас на него можно дать вполне однозначный ответ.
Сколько температура в камере сгорания бензинового двигателя?
Во время нормальной работы двигателя внутреннего сгорания, при воспламенении рабочей смеси, температура в камере сгорания может мгновенно достигать 2500 °C. В связи с этим, система охлаждения транспортного средства должна отводить не менее 30% тепловой энергии двигателя.
Какая температура в цилиндрах двигателя?
В самом деле, температура газа в камере сгорания превышает 1800-2000°С, в то время как рабочая температура деталей из алюминиевого сплава не должна быть больше 300-350°С. Для работы в таких условиях наиболее важна передача тепла через поршневые кольца в стенки цилиндра.
Какая температура в камере сгорания дизельного двигателя?
происходит «от сжатия». составляет 40-80 бар. и сгорает при температуре 980-1100° C, выделяя большое количество тепла.
Какая температура в цилиндре дизельного двигателя?
Топливо поступает в цилиндр, перемешиваясь с воздухом нагревается, далее испаряется и воспламеняется. При сгорании топлива в цилиндре давление составляет около 6-8 Мпа, а температура 1800-200 градусов.
Почему дизельный двигатель прогревается дольше чем бензиновый?
Также в дизельном двигателе на 20-40% больше моторного масла и охлаждающей жидкости, они также забирают тепло на «прогрев». В итоге дизельный двигатель без вспомогательного нагревательного оборудования греется в 2-3 раза дольше чем бензиновый.
Какое давление в цилиндре дизельного двигателя?
Нормальным показателем компрессии в современном дизельном двигателя является замер на 20-25 бар. Для старого дизельного автомобиля показатель равняется 28-32 бар.
Какая температура в цилиндре двигателя?
Во время нормальной работы двигателя внутреннего сгорания, при воспламенении рабочей смеси, температура в камере сгорания может мгновенно достигать 2500 °C.
Какая температура в камере сгорания?
Во время нормальной работы двигателя внутреннего сгорания, при воспламенении рабочей смеси, температура в камере сгорания может мгновенно достигать 2500 °C.
Кто быстрее на старте дизель или бензин?
Бензиновый автомобиль быстрее разгоняется с места до сотни, однако дизельный лучше ведет себя при обгонах и буксировочная способность у него выше. Против дизеля говорит разве что повышенная вибрация и уровень шума, однако чем новее автомобиль, тем эта разница менее ощутима.
Что надежнее дизель или бензин?
КПД двигателя и мощность Сгорание рабочей смеси в дизельном моторе более эффективно. Это возможно за счет высокой степени сжатия: 20 единиц у дизеля против 10 единиц у бензина. КПД дизельного мотора на 40% выше, а расход топлива на 20% меньше.
Какая максимальная температура газов развивается в цилиндре двигателя?
т. Максимальное давление газов на поршень при сгорании для карбюраторных двигателей находится в пределах 3,5—5 МПа, а температура газов 2100—2400 °С.
Какая температура в цилиндре двигателя в момент сгорания топлива? Ответы пользователей
Как сгорает топливо в дизельном двигателе
Как сгорает топливо в дизельном двигателе
В этот момент фактически происходит полное возгорание смеси в цилиндре, при этом резко увеличивается давление. Наступает третий этап, года топливо .
Процесс сгорания топлива в дизелях
Частые проблемы дизелей: момент впрыска и компрессия
Воздух в цилиндре сжимается до давления в 28-40 бар, нагреваясь до 550-600 °C, иначе говоря — до температуры самовоспламенения тяжелого жидкого топлива.
При сгорании топливных смесей в цилиндрах мотора выделяется огромное количество тепла. В камерах сгорания температура достигает более 2000°С. В .
Фазы сгорания топлива и природа выхлопных газов. Как же осуществляется процесс сгорания топливно-воздушной смеси в дизельных моторах и какая при .
Чем сильнее сжимается (разогревается) в цилиндре воздух, тем интенсивнее происходит вспышка после топливного впрыска, при этом количество подаваемого топлива .
Как сгорает топливо в дизельном двигателе
В камерах сгорания температура достигает более 2000°С. В конструкцию силовых агрегатов включена система охлаждения, элементы которой отводят .
Соотношение объема цилиндра двигателя в момент нахождения поршня в . Существенное влияние на весь процесс сгорания топлива в рабочем .
Для повышения эффективности работы двигателя желательно, чтобы сгорание . Она заканчивается в момент достижения максимальной температуры в цилиндре (точка .
В самом деле, температура газа в камере сгорания превышает 1800-2000°С, в то время как рабочая температура деталей из алюминиевого сплава не должна быть больше 300-350°С. Для работы в таких условиях наиболее важна передача тепла через поршневые кольца в стенки цилиндра.
При сгорании топливных смесей в цилиндрах мотора выделяется огромное количество тепла. В камерах сгорания температура достигает более 2000°С. В .
Рабочая температура дизельного двигателя определяется степенью сжатия газово-топливной . Фазы сгорания топлива и природа выхлопных газов.
Какая температура в цилиндре двигателя в момент сгорания топлива? Видео-ответы
Смесеобразование и сгорание в цилиндре двигателя, 1982
Смесеобразование и сгорание в цилиндре двигателя, химическая энергия, карбюраторный двигатель, карбюратор, .
Температура двигателя: рабочая, высокая и низкая
Многие автолюбители задаются вопросом, какова должна быть оптимальная, то есть рабочая температура двигателя.
Как горит топливо в цилиндре дизеля
На замедленном видео показан процесс горения топлива в цилиндре дизельного двигателя. Вы увидите как происходит .
Как работает двигатель внутреннего сгорания автомобиля?
Из каких элементов состоит двигатель внутреннего сгорания автомобиля? Для чего нужны поршни, коленвал, блок .
Смесеобразование и сгорание в цилиндре двигателя, 1982
Фильм рассказывает о системах питания ДВС, а так же о процессах происходящих в цилиндрах. ЛенНаучФильм, 1982 г.
Смесеобразование и сгорание в цилиндре дизельного и бензинового двигателя (Подробный фильм)
Подробный фильм про смесеобразование и сгорание в цилиндре дизельного и бензинового двигателя (взято с канала .
Детонация, стук в двигателе, большая температура в камере сгорания, страшная вещь.
Дорогие друзья учитесь на чужих ошибках, не спешите, проверяйте все тщательно, чтоб небыло потом проблем.
ТОСОЛ в ЦИЛИНДРАХ Симптомы Диагностика Ремонт (К4М)
Причины попадания антифриза в цилиндры двигателя Методы диагностики, симптомы и ремонт на примере двигателя .
Об авторе
Иван Быстров
Здравствуйте! Меня зовут Иван Быстров, и я главный редактор этого сайта. Мне 32 года, я живу в Ярославской области России. Я всегда увлекался автомобилями, всегда хотел узнать больше, но зачастую не мог найти ответы на свои вопросы. Это сподвигло меня на создание проекта, где будет собрано воедино максимальное количество вопросов про автомобили, и на каждый из них будет предложен грамотный ответ! Очень надеюсь, что мой труд поможет всем получить новые знания быстро и без лишних затрат энергии!