АВТО БЛОГ YAMAHA-VOLGA.RU

Компрессия двс: Какая компрессия должна быть в двигателе и как ее проверить?

8 августа, 2023 by admin

Что такое компрессия двигателя и на что она влияет? | Обслуживание | Авто

20.09.2020 19:44

Владимир Гаврилов

Примерное время чтения: 3 минуты

6617

Категория:  Обслуживание Авто

Первое, что делает покупатель поддержанного автомобиля, — это едет в сервис и просит замерить компрессию в двигателе. По результатам делается вывод о сохранности силового агрегата и о его остаточном ресурсе. Однако не все представляют смысл этого термина и нередко путают компрессию со степенью сжатия. За что же отвечает компрессия в бензиновом двигателе и какой должна быть ее величина для нормальной работы мотора?

Давление конца сжатия

Компрессия — это простонародное выражение, правильный термин — «давление конца сжатия». Оно создается в цилиндре движением поршня при выключенном зажигании и без подачи топлива.

Для измерения давления в цилиндрах мастера в технических сервисах обычно используют специальный прибор — компрессометр, который вкручивается вместо свечи зажигания. Измерительный элемент оказывается внутри цилиндра. Далее коленвал раскручивается стартером, и на шкале стрелка показывает определенное значение.

Чем выше компрессия, тем большую мощность может развить силовой агрегат. Она зависит от состояния колец поршней и их степени износа. Тарелки клапанов постепенно подгорают, неплотно садятся в седло и пропускают газы. «Подвисший» клапан либо прогоревший поршень не позволяют создать нужное давление в цилиндре.

При повреждении их газы проникают в картер, двигатель не может развить проектную мощность, и его характеристики искажаются. Если в одном цилиндре компрессия ниже, чем в других, на 25%, то необходим ремонт двигателя с полной его разборкой.

Нормальными значениями компрессии для распространенных 1,6-литровых атмосферных моторов считается 11-12 бар. В старых карбюраторных двигателях ВАЗ минимальный порог составляет 10 бар.

Бесконечно увеличивать компрессию нельзя из-за риска возникновения детонаций. Воздушно-топливная смесь при сжатии разогревается и может воспламениться произвольно еще до завершения цикла сжатия. То есть произойдет взрыв смеси раньше времени, из-за чего повреждаются детали двигателя.

Как увеличить мощность?

Увеличивают мощность двигателя за счет степени сжатия топливной смеси. Эта величина показывает отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания. Представим цилиндр в разрезе. Поршень ходит вверх и вниз. Когда он останавливается в верхней точке, то над ним остается свободное пространство объемом V1, где должно находиться сжатое под высоким давлением топливо и воздух, которые затем подрывается искрой.

Под силой расширяющихся газов поршень движется вниз и совершает работу. Когда он достигает нижней мертвой точки, то открывается второй объем V2, в который вновь впрыскивается смесь и начинается новый цикл сжатия.

Степень сжатия — это отношение V2/V1, то есть таким простым способом рассчитывается, во сколько раз сжимается воздушно-топливная смесь при движении поршня из нижней мертвой точки в верхнюю. Чем больше сжимается топливо, тем выше КПД.

К примеру, если старый 6-цилиндровый 3-литровый мотор со степенью сжатия 5 развивает мощность в 100 л. с., то при степени сжатия 11 он показывает уже 130 л. с. Причем при неизменном расходе горючего.

Насколько сжимается топливо?

На заре автомобилестроения степень сжатия двигателей Отто делали в 4-5 единиц. На старых карбюраторных моторах ВАЗа смесь топлива с воздухом сжималась в 9,5-10 раз. На инжекторных моторах – в 10,5-11 раз. Сейчас на современных турбированных агрегатах она сжимается в 12-14 раз. Но бесконечно это делать невозможно. Растут конструктивные издержки.

В общем, компрессия и степень сжатия — это не одно и то же. Но обе эти величины влияют на мощность мотора. Правда, с износом поршней, клапанов и колец компрессия может падать, а вот степень сжатия — никогда.

автозапчастидвигатель автомобиля

Следующий материал

Измерить компрессию в двигателе. Процесс замера компрессии, инструменты для диагностики

Что такое компрессия в двигателе?

Компрессия в цилиндре двигателя — это величина давления, которое возникает в конце такта сжатия. Многие путают степень сжатия и компрессию, но это два разных параметра двигателя. Степень сжатия величина постоянная и от компрессии не зависит, а вот компрессия зависит от степени сжатия , поэтому в дизельных двигателях компрессия, как правило, выше. Это обусловлено тем, что у дизельных двигателей сжимается воздух, а не горючая смесь, тем самым, степень сжатия должна быть гораздо выше.

Компрессия также зависит и от других характеристик: настройки фаз газораспределения, давления начала сжатия, температуры, состояния стартера и аккумуляторной батареи, протечек из камеры сгорания, состояния поршневых колец, поршней и цилиндров. Даже загрязненный воздушный фильтр может повлиять на показания компрессометра.

На что влияет компрессия?

От компрессии зависит запуск двигателя, часто это проявляется при минусовых температурах. Особенно у дизельных автомобилей, когда воспламенение топлива происходит от сжатия. На запуск бензиновых ДВС при низких температурах компрессия также может повлиять и затруднить его.

При низкой компрессии, за счёт повышения давления картерных газов, в систему вентиляции попадает повышенное количество паров масла, а это быстро загрязняет камеру сгорания, возрастает токсичность выхлопных газов.

Разная компрессия по цилиндрам провоцирует нестабильную работу двигателя, появляются вибрации, которые также наносят вред опорам двигателя, элементам трансмиссии и приносят дискомфорт водителю.

Низкие значения компрессии свидетельствуют о неисправности или некорректной работе двигателя. Но это не обозначает, что двигатель идет на «капиталку». Смещение фаз газораспределения (при неправильно установленном ремне ГРМ) также могут повлиять на компрессию как и закоксованные кольца или прогоревший клапан.

Как правило, компрессию двигателя замеряют при проявлении неисправности двигателя. Например, таких как:

• Неровная работа двигателя, вибрации, подергивания, «когда мотор троит»
• Проблемы с запуском двигателя (особенно у дизельных автомобилей), набором оборотов, падении мощности или тяги
• Повышенный расход масла ДВС
• Повышенный расход топлива

Перед проверкой компрессии необходимо исключить причины, способные оказать влияние на точность измерений.

Заблаговременная диагностика поможет более локально выявить причину неисправности, избежать дорогостоящего ремонта, сэкономить время и деньги.

Также часто прибегают к замеру компрессии при покупке автомобиля на вторичном рынке.

Измерение компрессии с помощью специального инструмента

Чтобы замерить компрессию, нам понадобится специальный диагностический инструмент — компрессометр. Компрессометр состоит из:

• адаптера под свечное отверстие (резьбовой переходник либо резиновый наконечник)
• манометра с обратным клапаном (для фиксации давления).

Манометр и адаптер соединены металлической трубкой или шлангом. Современные двигатели также могут потребовать и современное диагностическое оборудование. Поэтому большинство профессиональных автосервисов обзаводятся наборами для замера компрессии, в которых присутствуют различные адаптеры, прижимные пластины и шланги, что позволяет диагностировать различные типы двигателей — бензиновые, дизельные, с непосредственным впрыском, двигатели грузовых автомобилей, с высокой степенью сжатия, лодочные и промышленные двигатели.

Как уже было сказано ранее, для замера компрессии нам понадобится специальный инструмент — компрессометр. Стоит обратить внимание, что для дизельного и бензинового двигателей они будут разные, так как двигатели отличаются степенью сжатия. Также стоит обратить внимание на доступ к свечным колодцам и размеру адаптеров под размеры свечи или форсунки (у дизельного двигателя).

1. Стартер на автомобиле должен работать исправно, АКБ заряжена, двигатель прогрет до рабочей температуры.
2. Для начала продуваем воздухом свечные колодцы, чтобы туда не попала грязь.
3. Выкручиваем свечи (у дизеля это будут свечи накала, либо форсунки).
4. Подбираем шланги, трубки, переходники и адаптеры под двигатель.
5. Вкручиваем переходник в свечное отверстие или вставляем его в отверстие форсунки.
6. Включаем зажигание и «крутим» стартер пока значения на компрессометре не перестанут расти.
7. Таким образом проверяем все цилиндры.

Разница показателей компрессометра между цилиндрами не должна превышать 10% от максимального показателя. Таким образом, падение компрессии на 15 % в цилиндре свидетельствует о неисправности двигателя, износе его деталей, некорректной настройке.

Подведём итог

Компрессия — диагностический фактор, позволяющий объективно оценивать исправность двигателя. Замер компрессии поможет выявить причину неисправности двигателя, его нестабильной работы, повышенного расхода масла или топлива. Показания ниже нормы не означают, что «мотор пошел на переборку», множество различных причин влияют на компрессию. Главное уметь различать эти причины, понимать степень их опасности и знать методы борьбы с ними.

Современные машины также требуют к себе современного подхода, поэтому без специального инструмента бывает просто не обойтись. Это относится как к любителям заняться своим авто в гараже, так и к профессионалам, работающим на современных станциях обслуживания.

Хороший, качественный и точный инструмент будет экономить время, деньги и нервы. А работа с ним — приносить удовольствие.

Двигатели с воспламенением от сжатия – революционная технология, создавшая границы цивилизации по всему миру от промышленной революции до XXI века

Введение и краткая история двигателей с воспламенением от сжатия его имя воспламенение от сжатия использовалось как эффективное и действенное средство для инициирования сгорания в двигателях. Дизель использовал растительные масла для изобретения своего нового двигателя, поскольку в то время не было нефтяной инфраструктуры для топлива.

Преимущества использования воспламенения от сжатия и прямого впрыска топлива в камеру сгорания проявились в течение следующих нескольких десятилетий его развития. Двигатель с воспламенением от сжатия по своей природе нуждается в высокой степени сжатия, чтобы создать необходимые условия для самовоспламенения. Высокая степень сжатия является одной из конструктивных характеристик для повышения эффективности. Кроме того, воспламенение от сжатия не требовало дросселирования для управления выходной мощностью двигателя. Непосредственный впрыск топлива в камеру сгорания обеспечивал высокую устойчивость к детонации, что ограничивало степень сжатия и, в конечном счете, КПД двигателей с искровым зажиганием. Дополнительным преимуществом является то, что двигатели с воспламенением от сжатия без каких-либо ограничений по детонации могут значительно повышать давление на впуске за счет турбонаддува, что еще больше увеличивает эффективность и удельную мощность.

На этом пути было встречено и преодолено множество технологических препятствий, таких как возможность изготовления поршней и головок цилиндров, которые могли бы надежно обеспечивать высокие степени сжатия, необходимые для самовоспламенения дизельного топлива, форкамеры, которые могли бы использовать форсунки с относительно низким давлением. доступна в полной камере сгорания с высокой степенью сжатия, новая технология впрыска топлива с очень высоким давлением топлива, чтобы устранить необходимость в форкамерах и обеспечить прямой впрыск в камеру сгорания, и, наконец, электронное управление и приводы для обеспечения гораздо более точного подачи топлива, воздух и средства контроля выбросов для удовлетворения строгих требований регулирования выбросов.

Текущее состояние двигателей с воспламенением от сжатия

Существует два основных подхода к двигателю с воспламенением от сжатия: двухтактный и четырехтактный. Очень большие двигатели CI (в частности, судовые и локомотивные) обычно бывают двухтактными, в первую очередь потому, что скорость двигателя ограничена низким числом оборотов в минуту (об/мин). Двухтактные двигатели CI должны иметь внешний источник подачи воздуха, такой как турбокомпрессор или нагнетатель (или их гибрид в некоторых случаях), потому что воздух нагнетается в цилиндр через отверстия в гильзе цилиндра. На рис. 1 показана эта конфигурация. Выхлоп выбрасывается либо через другой набор отверстий (версия с искровым зажиганием), либо через тарельчатые клапаны в головке блока цилиндров (см. рис. 1). Впускные воздушные отверстия в гильзе цилиндра открываются, когда поршень опускается ниже них в такте рабочего хода, пропуская сжатый холодный воздух в цилиндр. Когда поршень движется к НМТ в рабочем такте, выпускные клапаны в головке цилиндров начинают открываться, и горячий выхлоп начинает выходить из цилиндра через расположенные сверху выпускные клапаны.

Рисунок 1. Схема двухтактного двигателя с воспламенением от сжатия . Изображение взято с http://enginemechanics.tpub.com/14081/css/14081_23.htm.

С другой стороны, четырехтактный двигатель с воспламенением от сжатия работает путем впуска воздуха из впускного коллектора в цилиндр во время такта впуска, от ВМТ до НМТ (см. рис. 2), затем впускные клапаны закрываются, а поршень движется назад к ВМТ, сжимая воздух до повышенных температуры и давления. Форсунка впрыскивает топливо в камеру сгорания, происходит воспламенение, и поршень под высоким давлением толкается вниз из-за сгорания в так называемом рабочем такте. Наконец, выпускные клапаны открываются, поршень возвращается в ВМТ и вытесняет продукты сгорания отработавших газов в такте выпуска. Затем цикл повторяется отсюда.

Рисунок 2. Схема четырехтактного двигателя с воспламенением от сжатия . Изображение взято с http://vegburner.co.uk/dieselengine.html.

Независимо от того, является ли двигатель двухтактным или четырехтактным, цель состоит в том, чтобы создать воздух высокого давления и высокой температуры ближе к концу части цикла сжатия. Затем впрыскиваемое топливо подвергается воздействию воздуха высокого давления и высокой температуры и очень быстро самовоспламеняется. Задержка между впрыском топлива и самовоспламенением называется задержкой зажигания, которая обычно составляет несколько углов поворота коленчатого вала. Топливо продолжает впрыскиваться в виде струи, которая имеет зону реакции на периферии струи, и реакция контролируется диффузией воздуха в зону реакции в сочетании с диффузией топлива наружу в зону реакции. Этот процесс диффузии происходит за миллисекунды, в то время как реальные реакции происходят в микросекундном масштабе, поэтому гидромеханика диффузии контролирует скорость реакции.

Значительные исследовательские усилия были потрачены на изучение путей повышения эффективности, характеристик выбросов, надежности и выходной мощности двигателей CI. Производственные компании, университеты и исследовательские лаборатории предоставили свой опыт, оборудование и средства для развития технологии двигателей CI. Некоторые из этих усовершенствований включают в себя непосредственный впрыск (DI) для устранения необходимости в форкамерах и снижения теплопередачи, оптическую диагностику для изучения образования загрязняющих веществ в цилиндрах, расширенные возможности вычислительного моделирования для прогнозирования и оптимизации характеристик двигателя CI, значительные усилия для понимания химического состава топлива и состав для адаптации работы двигателя CI к местному доступному топливу. По мере того, как инженеры и ученые продолжают применять свой опыт для фундаментальных исследований технологии двигателей CI, нет никаких сомнений в том, что будут достигнуты дополнительные успехи.

Чем CI Engine отличается от SI Engine?

Есть несколько причин, по которым двигатели CI так популярны в коммерческих и промышленных приложениях. Одной из важных причин является то, что топливная экономичность двигателей CI выше, чем у двигателей SI. Природа воспламенения от сжатия обеспечивает несколько важных факторов, которые обеспечивают высокую эффективность использования топлива. Одним из факторов является высокая степень сжатия (Gill et al., 1954). Поскольку двигатели CI полагаются на топливо, впрыскиваемое в цилиндр, и смешивание этого топлива с воздухом, детонация в двигателе исключена. Детонация двигателя является одним из основных ограничений более высокой степени сжатия в двигателях SI. Вторым фактором является устранение необходимости в дросселировании двигателя для управления выходной мощностью. Опять же, поскольку топливо впрыскивается и смешивается непосредственно в камере сгорания, мощность двигателя с воспламенением можно регулировать, просто регулируя количество впрыскиваемого топлива, в отличие от двигателей с воспламенением, в которых топливо и воздух предварительно смешиваются и практически гомогенны при постоянной смеси. соотношение (Хайслер, 1999). Это означает, что для поддержания постоянного соотношения смеси при уменьшении количества топлива необходимо уменьшить количество воздуха в той же пропорции. Это управление воздухом осуществляется с помощью дросселя или ограничения впуска, что создает значительные газообменные или «накачивающие» потери. Третий фактор – теплопередача. Двигатели CI могут работать на обедненной топливной смеси, что означает, что двигатель потребляет все топливо, но не весь кислород, присутствующий в камере сгорания. Это, как правило, приводит к более низким температурам в цилиндрах и, как следствие, к более низкому отводу тепла охлаждающей жидкости двигателя и выхлопу двигателя, а также к более высокой эффективности. В качестве дополнительного преимущества гамма или коэффициент удельной теплоемкости C _p / C _v выше для двигателей, работающих на обедненных смесях, чем для двигателей, работающих по стехиометрии. Меньшая часть тепловой энергии, генерируемой реакциями горения, теряется в состояниях возбуждения более крупных трехатомных частиц (пары CO ₂ и H ₂ O). Это означает, что больше тепловой энергии доступно для повышения давления и температуры рабочей жидкости, что создает работу, которую можно извлечь (Foster, 2013).

Однако у движка CI также есть несколько недостатков, о которых стоит упомянуть. Двигатель CI должен быть спроектирован так, чтобы быть очень надежным, чтобы выдерживать повышенное давление и температуру, создаваемые высокой степенью сжатия и повышенным давлением на впуске. Это создает конструкции двигателей с высокой инерцией вращения и, следовательно, ограничивает максимальную скорость двигателя. Это также увеличивает стоимость, поскольку все оборудование должно быть очень прочным. Еще одним недостатком двигателей CI является сигнатура выбросов. Использование диффузионно-контролируемого сгорания означает, что между топливом и воздухом существует значительное расслоение, в отличие от гомогенности смесей бензина и воздуха в двигателях SI. Это расслоение создает твердые частицы (ТЧ) и оксиды азота (NO _х ). Было обнаружено, что эти нежелательные продукты горения ХИ опасны для здоровья и окружающей среды. По сути, у традиционного двигателя CI нет проблемы с эффективностью, у него есть проблема с выбросами.

Как насчет биотоплива?

Большая часть текущей и прогнозируемой работы по двигателям с воспламенением, по-видимому, сосредоточена на использовании альтернативных видов топлива или даже нескольких видов топлива, чтобы сохранить высокую эффективность (возможно, даже улучшить ее), но при этом значительно снизить характер вредных выбросов и производство парниковых газов. . Биотопливо является одним из популярных подходов, особенно в развивающихся странах, для решения проблемы парниковых газов и стоимости импорта нефти. Биотопливо, как правило, изготавливается из растительного масла определенного типа и подвергается химической обработке для создания продукта, который во многих отношениях имитирует нефтяное дизельное топливо. Таким образом использовалось несколько видов сырья, в зависимости от местных условий выращивания и культур, которые хорошо растут в этих условиях. Соевые бобы, рапс, пальмовое масло, ятрофа, масло каранджи и многие другие перерабатываются в качестве топлива. Как правило, биотопливо этого типа подразделяют на категории: масла, полученные из съедобных растений, и масла, полученные из несъедобных растений. С химической точки зрения топливо, полученное из съедобных растений, легче и дешевле перерабатывать в топливо. Однако это также может создать проблему «еда или топливо» в местной экономике. Несъедобное биотопливо растительного происхождения сложнее и дороже перерабатывать, но, как правило, удается избежать проблемы «пища или топливо». Одной из проблем традиционного биодизельного топлива является то, что само топливо содержит кислород как часть своей структуры. Это насыщенное кислородом топливо будет иметь значительно меньшее содержание энергии по сравнению с нефтяным дизельным топливом. Снижение содержания энергии обычно составляет порядка 7–8% по объему по сравнению с нефтяным дизельным топливом. Это приводит к большему объему потребляемого топлива при том же количестве отдаваемой энергии. Более поздняя работа была проведена в отношении топлива из водорослей или водорослей, которое может дать гораздо больший выход, чем традиционное биотопливо (Frashure et al., 2009).). Другой недавней темой исследований является создание «возобновляемого» дизельного топлива путем гидротермальной или другой обработки материала биомассы для извлечения длинноцепочечных углеводородов, подобных нефтяному дизельному топливу (Aatola et al., 2008). Возобновляемое дизельное топливо, как правило, не насыщается кислородом, поэтому содержание энергии, как правило, такое же, как у нефтяного дизельного топлива. Тем не менее, другой подход к созданию дизельного топлива как из возобновляемых, так и из невозобновляемых источников использует процесс, называемый Фишером-Тропшем (ФТ), названный так в честь немецких изобретателей этого процесса в 1919 г. 30 с. Топливо FT получают из метана, газифицированного угля или газифицированной биомассы для создания углеводородов с длинной цепью, подходящих для использования в качестве топлива. Для этого типа топлива используется несколько сокращений, в зависимости от исходного сырья. Газ-жидкость (GTL), уголь-жидкость (CTL) и биомасса-жидкость (BTL) — вот лишь некоторые из этих аббревиатур. В процессе ФТ получается дизельное топливо довольно высокого качества – с высоким цетановым числом, низкой вязкостью, без серы и с высоким содержанием энергии – но этот процесс также сложен и дорог, по крайней мере, в настоящее время (Agarwal, 2004).

Что нового в двигателях CI?

Двигатели CI используются во всем мире в качестве источников движущей и стационарной энергии. По мере того, как развивающиеся страны, такие как Индия и Китай, увеличивают свой спрос на транспорт и электроэнергию для удовлетворения экономического спроса, возникают серьезные вопросы относительно будущего двигателей CI в условиях все более строгих экологических норм, регулирования выбросов парниковых газов и спроса на ископаемое топливо. . Существуют ли стратегии, которые позволят движку CI развиваться, чтобы соответствовать этим нынешним и будущим требованиям рынка?

Используя традиционное дизельное топливо, инженеры добились значительных успехов в повышении эффективности и сокращении выбросов за счет применения передовых технологий впрыска, таких как насосы высокого давления Common Rail, топливные форсунки с пьезоприводом, современные турбомашины и рекуперация отработанного тепла (термоэлектричество и т. д.). , и почти устранение серы в дизельном топливе. Топливо теперь можно гораздо точнее дозировать в камеру сгорания, чтобы процессы сгорания были более плавными и менее загрязняющими окружающую среду. Использование рециркуляции отработавших газов (EGR) позволило инженерам снизить концентрацию кислорода во всасываемом воздухе, обеспечив более низкие пиковые температуры сгорания со значительным выбросом NO 9.Уменьшение 0035 x . В настоящее время в современных двигателях с прямым впрыском используются достижения в области доочистки выхлопных газов, такие как сажевые фильтры (DPF), катализаторы deNO _x (как селективное каталитическое восстановление, так и ловушка обедненной смеси) и катализаторы окисления дизельных двигателей (DOC).

Текущая работа по усовершенствованию системы сгорания открыла захватывающие возможности для повышения эффективности двигателя с воспламенением, а также для значительного улучшения характеристик выбросов. По мере развития исследований было показано, что возможно улучшение некоторого предварительного смешивания топлива и воздуха при сохранении возможности контролировать выходную мощность за счет подачи топлива (без дросселирования) и сохранения высокой степени сжатия. Для достижения этих целей использовались различные стратегии. Одним из них является использование двойного топлива, широко известного как воспламенение от сжатия с регулируемой реактивностью (RCCI). В RCCI низкореакционное топливо (такое как бензин, этанол и т.п.) впрыскивается в камеру сгорания в качестве основного источника энергии и очень небольшое количество высокореактивного топлива (такое как дизельное топливо, биодизель и т. ). Это не только обеспечивает возможность работы двигателя на обедненной смеси, что снижает пиковые температуры сгорания и повышает эффективность, но также обеспечивает правильную стратегию зажигания, позволяющую избежать пропусков зажигания и сохранить высокую надежность. RCCI в исследовательских двигателях продемонстрировал возможность достижения очень высокого уровня эффективности (в первую очередь за счет еще большего снижения теплопередачи, чем при традиционном сгорании дизельного топлива) и надежности управления. Основным недостатком RCCI является требование наличия двух форсунок на цилиндр (по одной на каждый вид топлива) и требование либо наличия двух отдельных видов топлива, либо наличия присадки, повышающей реактивность, для топлива с низкой реактивностью (Curran et al., 2013).

Еще одна интересная возможность в мире двигателей с воспламенением — это использование топлива с довольно низкой реактивностью (бензин, нафта и т. д.) по сравнению с дизельным топливом, но при этом использовать двигатель с воспламенением от сжатия и использовать длительную задержку воспламенения этих видов топлива для обеспечить некоторый уровень предварительного смешивания, сохраняя при этом достаточную стратификацию для контроля нагрузки (Kalghatgi et al., 2007). Воспламенение от сжатия бензина (GCI) или воспламенение от сжатия с частичным предварительным смешиванием (PPCI) пытаются достичь той же цели, что и RCCI, использующие двойное топливо, но сделать это путем точного расслоения одного топлива. Этот контроль воспламенения может быть довольно сложным по сравнению с RCCI, поскольку он зависит от постоянно меняющихся характеристик местного смешения топлива и воздуха, а не от положительного добавления высокореактивного топлива в определенное время. Преимущество в том, что требуется только одно топливо и одна форсунка на цилиндр.

В каждом из случаев для RCCI и PPCI цель состоит в том, чтобы обеспечить достаточное предварительное смешивание, чтобы уровни PM были низкими, и чтобы работало сгорание на обедненной или разбавленной смеси, чтобы поддерживать пиковые температуры сгорания ниже 2000K, избегая теплового NO _x производства. Надежность этих новых подходов к горению и воспламенению является проблемой, к которой стремятся несколько исследовательских организаций по всему миру (Johansson et al. , 2014; Sellnau et al., 2014).

Что ждет в будущем двигатели CI?

По крайней мере, по состоянию на 2015 год двигатели CI занимают доминирующее положение на рынках коммерческих автомобилей и внедорожников. Поскольку во всем мире к выбросам парниковых газов и качеству воздуха предъявляются все более строгие нормативные требования, двигатели CI будут продолжать развиваться, чтобы соответствовать этим требованиям. Сочетание высокой удельной энергии жидкого топлива в сочетании с высокой удельной мощностью двигателей с воспламенением и очень низкой стоимостью производства будет по-прежнему делать двигатели с воспламенением популярным решением для производства движущей и стационарной энергии. В этой области ведутся захватывающие исследования по повышению эффективности, сокращению выбросов, совершенствованию технологии последующей обработки для контроля выбросов, и был достигнут огромный прогресс. Однако необходим еще больший прогресс, поскольку население мира превышает 7 миллиардов человек, а спрос на электроэнергию в развивающихся странах стремительно растет. То, как мы решим транспортные и энергетические проблемы в ближайшие несколько десятилетий, задаст тон нашей способности как общества поддерживать как пригодную для жизни среду, так и уровень жизни, приемлемый для постоянно растущего населения во всем мире.

Заявление о конфликте интересов

Автор заявляет, что исследование проводилось в отсутствие каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Представленная рукопись была создана компанией UChicago Argonne, LLC, оператором Аргоннской национальной лаборатории («Аргон»). Argonne, научная лаборатория Министерства энергетики США, работает по контракту № DE-AC02-06Ch21357. Правительство США сохраняет для себя и других лиц, действующих от его имени, оплаченную неисключительную, безотзывную всемирную лицензию в указанной статье на воспроизведение, подготовку производных работ, распространение копий среди публики, а также публичное исполнение и публичную демонстрацию, посредством или от имени правительства. Это не влияет на права других лиц на повторную публикацию и повторное распространение на условиях CC-BY (www.creativecommons.org). Автор хотел бы отметить финансовую поддержку Департамента энергетики Управления транспортных технологий, программы Advanced Engine Combustion Program, которой руководит г-н Gurpreet Singh.

Ссылки

Аатола, Х., Ларми, М., Сарджоваара, Т., и Микконен, С. (2008). Гидроочищенное растительное масло (HVO) как возобновляемое дизельное топливо: компромисс между NOx, выбросами твердых частиц и потреблением топлива двигателем большой мощности . Технический документ SAE 2008-01-2500. Уоррендейл, Пенсильвания: Общество автомобильных инженеров.

Google Scholar

Агарвал, А. К. (2004). Разработка и характеристика биодизеля из непищевых растительных масел индийского происхождения . САЕ 2004-28-0079. Уоррендейл, Пенсильвания: Общество автомобильных инженеров.

Google Scholar

Карран С., Хэнсон Р., Вагнер Р. и Рейц Р. (2013). Картирование эффективности и выбросов RCCI в двигателе малой грузоподъемности . Технический документ SAE 2013-01-0289. Уоррендейл, Пенсильвания: Общество автомобильных инженеров.

Google Scholar

Foster, DE (2013). Доступно по адресу: http://www.sae.org/events/gim/presentations/2013/foster_dave.pdf

Google Scholar

Фрашуре, Д., Крамлич, Дж., и Мешер, А. (2009). Технико-экономический анализ добычи масла из промышленных водорослей . Технический документ SAE 2009-01-3235. Уоррендейл, Пенсильвания: Общество автомобильных инженеров.

Google Scholar

Гилл П., Смит Дж. и Зиурис Э. (1954). Основы двигателей внутреннего сгорания , 4-е изд. Аннаполис, Мэриленд: Военно-морской институт США.

Google Scholar

Хейслер, Х. (1999). Технология транспортных средств и двигателей , 2-е изд. Уоррендейл, Пенсильвания: SAE International.

Google Scholar

Хейвуд, Дж. (1988). Основы двигателя внутреннего сгорания . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: McGraw-Hill Inc.

Google Scholar

Йоханссон Б. и Гем Р. (2014). Доступно по адресу: http://articles.sae.org/12892/

Google Scholar

Kalghatgi, G.T., Risberg, P., and Ångström, H.E. (2007). Частично предварительно смешанное самовоспламенение бензина для достижения низкого дыма и низкого содержания NOx при высокой нагрузке в двигателе с воспламенением от сжатия и сравнение с дизельным топливом . Технический документ SAE 2007-01-0006. Уоррендейл, Пенсильвания: Общество автомобильных инженеров.

Google Scholar

Селлнау М., Фостер М., Хойер К., Мур В., Синнамон Дж. и Хастед Х. (2014). Разработка бензинового двигателя с воспламенением от сжатия с непосредственным впрыском (GDCI). Международный SAE. J. Двигатели 7, 835–851. doi: 10.4271/2014-01-1300

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Двигатель с воспламенением от сжатия — определение, основные компоненты, работа с приложением

Что такое двигатель с воспламенением от сжатия (CI)?

Двигатель с воспламенением от сжатия или двигатель с воспламенением от сжатия представляет собой двигатель внутреннего сгорания, в котором воспламенение топлива происходит с помощью горячего сжатого воздуха. Когда воздух сжимается, он нагревается, и его тепло используется для воспламенения и сжигания топлива. В этом двигателе воздух всасывается во время такта всасывания, а затем этот воздух сжимается во время такта сжатия. В конце такта сжатия в цилиндр впрыскивается топливо, которое воспламеняется от тепла сжатого воздуха и начинается процесс горения. Дизель используется в качестве топлива для работы этого двигателя. Работает по принципу дизельного цикла. Степень сжатия этого типа двигателя обычно колеблется от 14:1 до 22:1. Он используется в транспортных средствах большой грузоподъемности, таких как автобусы, грузовики, корабли и т. д.

Основные компоненты двигателя с воспламенением от сжатия

Источник

Основные компоненты двигателя с воспламенением от сжатия (CI):

1. Форсунка: Используется для впрыска топлива в цилиндр во время сжатия воздух.
2. Впускной клапан: Воздух внутри цилиндра всасывается через впускной клапан во время такта всасывания.
3. Выпускной клапан: Весь сгоревший или выхлоп из цилиндра выброшен через выпускной клапан.
4. Камера сгорания: Это камера, в которой происходит сгорание топлива.
5. Поршень: Это возвратно-поступательная часть двигателя CI, которая совершает возвратно-поступательное движение внутри цилиндра. Его основная функция заключается в передаче силы тяги, создаваемой во время рабочего хода, на коленчатый вал через шатун.
6. Шатун: Соединяет поршень с коленчатым валом.
7. Коленчатый вал: Используется для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное.

Читайте также: Разница между двигателем SI и двигателем CI

Читайте также: Что такое бесступенчатая трансмиссия CVT и как она работает?

Рабочий

Аналогично двигателю с искровым зажиганием, двигатель с воспламенением от сжатия также работает. Его работа также разделена на 4 такта. Здесь мы обсуждаем работу четырехтактного двигателя CI.

1. Ход всасывания: Происходит всасывание воздуха в цилиндр.
2. Такт сжатия: В этом такте происходит сжатие воздуха.
3. Рабочий ход: Зажигание и сгорание топлива.
4. Такт выпуска: Выход сгоревших или выхлопных газов.

Давайте подробно обсудим эти штрихи.

Двигатель с искровым зажиганием (SI) и комп…

Пожалуйста, включите JavaScript

1. Такт всасывания

В этом ходе поршень движется от ВМТ до НМТ (т.е. вниз), а подсос воздуха происходит через впускной клапан.

2. Такт сжатия

Этот такт сжимает воздух, поступающий в цилиндр на такте всасывания. По мере сжатия воздуха температура воздуха увеличивается и достигает уровня, при котором происходит сгорание дизельного топлива.

3. Рабочий ход

Незадолго до окончания такта сжатия форсунка впрыскивает топливо в цилиндр. За счет тепла воздуха начинается воспламенение топлива и происходит горение. Из-за сгорания топлива образуются горячие выхлопные газы, которые создают очень большую силу тяги на поршень, и он движется вниз. Поршень вращает коленчатый вал с помощью шатуна. Это называется силовым ходом, потому что в этом такте вырабатывается мощность.

4. Такт выпуска

В этом такте поршень движется вверх (т.е. от НМТ к ВМТ) и выталкивает отработавшие газы из цилиндра двигателя через выпускной клапан.

После такта выхлопа снова повторяются все такты. В двухтактном двигателе мы получаем один рабочий такт при каждом обороте коленчатого вала. Но в четырехтактном двигателе мы получаем один рабочий такт на каждые два оборота коленчатого вала.

Положение клапана и различные операции, выполняемые в четырехтактном двигателе с воспламенением от сжатия, приведены ниже.

Для лучшего понимания двигателя с воспламенением от сжатия посмотрите видео ниже:

Читайте также: Типы нагнетателей в автомобилях

Читайте также: Антиблокировочная тормозная система (ABS) — принцип работы, основные компоненты, преимущества и недостатки Они используются в автомобилях (автомобилях, автобусах, грузовиках и т.

Comments |0|