Степень сжатия дизельного двигателя – как увеличить параметры?

Порядок проверки компрессии

При выполнении замеров компрессии потребуется ряд инструментов. Для извлечения свечей зажигания применяют специальный свечной ключ, для демонтажа форсунок или свечей накаливания гаечные ключи и головки соответствующего размера. Так же для удобства подсоединения прибора измерения давления к головке цилиндров могут использовать различные переходники, конструктивно подогнанные под конкретный двигатель и марку машины.

Компрессометр

Для измерения давления более удобен и точен в показаниях компрессометр с гибким трубопроводом, позволяющий адаптироваться к конструктивным особенностям любой машины. Вместе с этим качественный съём показаний давления будет давать прибор, имеющий возможность присоединения к головке цилиндров с помощью резьбового соединения

Также важно, чтобы запорный ниппель был установлен в трубопроводе копрессометра ближе к камере сгорания, это повысит объективность снимаемого результата


Набор для измерения компрессии в двигателе

Таким образом, правильность замера не будет зависеть от плотности и усилия прижатия рукой свободного конца трубопровода к соответствующему отверстию в головке. Резьбовое подсоединение трубопровода компрессометра к головке также исключит соблазн манипуляции при замере давления не чистым на руку механикам, делающих диагностику мотора.

Также следует отметить, что важно убедится в качестве работы компрессометра и соответствии его показаний истине, так как рынок наводнен приборами сомнительного качества

Подготовка к проверке

Перед замером показаний необходимо:

  1. Обеспечить тепловой режим двигателю при которых двигатель даёт сбои в работе. То есть, если двигатель испытывает проблемы с запуском целесообразно мерить компрессию на холодном двигателе, если силовой агрегат страдает потерей мощности или неустойчивой работой перед замером прогрейте до рабочей температуры (80°С).
  2. Исключить подачу топлива в цилиндры, отключив бензонасос. Так как, поступившим топливом со стенок цилиндра будет смываться масляная плёнка, что приведёт к искажению замера давления.
  3. Отключают зажигание свечей для исключения электрического пробоя при вращении стартером.
  4. Для исключения считывания параметров работы двигателя в процессе проверки компрессии отключают программу управления двигателем.
  5. Для вращения двигателя аккумулятор должен быть заряжен.
  6. Перед демонтажом свечей или форсунок и перед присоединением компрессометра очистить от пыли грязи монтажное место для исключения попадания пыли и грязи в цилиндр.

Процесс измерения

С присоединённым компрессометром к цилиндру осуществляют вращение двигателя стартером. Проворачивание двигателя, для снятия замера, осуществляют в течение не менее 5 секунд, которые обеспечат вращение коленчатого вала до 15 оборотов при нормальной зарядке аккумулятора. Стандартно максимальное значение давления достигается тремя-четырмя сжатиями в цилиндре, которое и фиксируется как окончательный результат.

Замеры каждого цилиндра осуществляют в двух режимах при открытой дроссельной заслонке и закрытом дросселе.

По опыту диагностов-мотористов при максимально открытой дроссельной заслонке, когда цилиндр максимально заполняется воздухом, показания будут в большей степени будут отражать техническое состояние цилиндра, поршня и поршневых колец. В положении закрытой заслонки, когда ограничивается поступление воздуха в цилиндр, замер давления отражает состояние плотности в газораспределительном механизме.

Как говорилось выше, в случае снижения показаний в цилиндре больше чем на 1 кгс/см² (атмосферу, бар) в бензиновом двигателе и 5 кгс/см² в дизеле от показаний других цилиндров, требуется произвести диагностику и устранить причину падения компрессии.

Более высокое сжатие в двигателе означает больше мощности, но больше давления

На приведенном выше рисунке показана диаграмма PV давления – объема для идеального типичного бензинового двигателя. Этот график наглядно демонстрирует, что происходит в двигателе, когда он сжигает воздушно-топливную смесь (в нашем примере бензин + кислород). 

На приведенном выше графике кривая 1-2 показывает ход сжатия. 

Линия 2-3 показывает сгорание топлива. 

Верхняя кривая 3-4 показывает ход расширения.

И линия 4-1 показывает отвод тепла, когда открывается выпускной клапан в головке блока цилиндров двигателя

Если описать все более техническим языком, то эту диаграмму следует понимать так:

На диаграмме кривая 1-2 показывает ход сжатия, при котором давление (ось Y) возрастает, а объем (ось Х) падает, когда поршень сжимает воздушно-топливную смесь внутри цилиндра, приближаясь к верхней мертвой точке. 

Линия 2-3 показывает тепло, выделяемое во время горения топливной смеси. Эта линия показывает, как быстро увеличивается давление и температура сгораемого топлива. 

Кривая 3-4 показывает увеличение объема цилиндра двигателя и падение давления, когда газ, полученный в процессе сгорания топливной смеси, оказывает силу на поршень, который начинает свое движение вниз по цилиндру двигателя (такт расширения). 

Линия 4-1 показывает отвод тепла от газов, образованных в процессе сгорания топлива. Когда давление внутри цилиндра возвращается к давлению окружающей среды, открывается выпускной клапан. 

Наконец, линия 1-5 демонстрирует нам ход выхлопа (выхлопной цикл мотора), в процессе которого поршень снова движется внутри цилиндра вверх (к верхней мертвой точке), чтобы снова сжать топливно-воздушную смесь для повторения цикла. 

Область в пределах линий 1-2-3-4 показывает нам, сколько работы было проделано двигателем в рамках одного лишь только цикла. Более высокая степень сжатия двигателя означает, что две вертикальные линии на графике выше будут двигаться влево и вверх, оставляя больший диапазон хода поршня, что влияет на получение большей мощности по сравнению с двигателем, имеющим низкий коэффициент сжатия. То есть двигатель с высокой степенью сжатия сделает больше работы за один цикл, чем мотор с небольшой степенью сжатия. 

И все дело в том, что в двигателях с высокой степенью сжатия в процессе сгорания топлива образуется больше давления, которое с большей силой двигает поршень вниз по цилиндру. Правда, в этом случае внутри двигателя выделяется больше тепла. 

Степень сжатия против наддува

Теперь давайте рассмотрим отношение степени сжатия и давления наддува. На протяжении многих лет специалисты предлагали различные математические формулы для расчета подходящего давления сжатия при определенном давлении наддува. Но они оказались не очень эффективными.

Во-первых, не учитывалась температура впускного заряда, которая может значительно варьироваться при одном и том же давлении наддува из-за широкого диапазона эффективности нагнетателей (45% для нагнетателей Рутс и до 80% для центробежных нагнетателей) и из-за эффективности промежуточного охладителя (0% без промежуточного охладителя и до 85% с очень эффективным промежуточным охладителем).

Во-вторых, в расчет не принималось то, что различные типы нагнетателей нагнетают давление в коллекторе при различной частоте вращения двигателя. Конечно же, даже незначительное давление наддува, скажем, в 0,3 бар при частоте вращения 1800 об/мин, при использовании нагнетателя Рутс потребует использования более низкой степени сжатия, чем двигатель с турбокомпрессором, в котором давление наддува поднимается до 0,3 бар только при частоте вращения 6000 об/мин.

В-третьих, не учитывался тот факт, что все двигатели разные. Головки блока цилиндров из различных сплавов, четырехклапанные камеры сгорания и кулачки с большими фазами открытия клапанов обычно указывают на то, что двигатель может выдержать более высокую степень сжатия. Чугунные головки блока цилиндров, двухклапанные камеры сгорания, кулачки с маленькими фазами открытия клапанов, карбюраторы или механический впрыск топлива и механический распределитель опережения зажигания указывают на то, что необходимо использовать более низкую степень сжатия.

В-четвертых, в этих формулах не брались в расчет такие переменные, как масса автомобиля, аэродинамические свойства, общее передаточное число, а также расстояние между передаточными числами. Тяжелый автомобиль в форме кирпича с малолитражным двигателем, «медленной» коробкой передач и растянутыми передачами требует более низкой степени сжатия. С другой стороны, легкий автомобиль или, скажем, мотоцикл сбольшим двигателем, с низкими передаточными числами, благодаря которым двигатель быстро разгоняется до максимальной частоты вращения, будет отлично работать при высокой степени сжатия.

Оставив в стороне все эти общие замечания, можно говорить более конкретно. Теперь необходимо определить назначение автомобиля – сферу его эксплуатации. Будет ли он ежедневно использоваться в условиях городского движения или на извилистых дорогах в деревне? Возможно, автомобиль будет часто двигаться по скоростным шоссе или по гоночным трассам в выходные? А может быть, этот автомобиль будет предназначен специально для соревнований?

Если это автомобиль общего назначения, следует учесть несколько факторов. Какой тип топлива наиболее доступен, а также топливо с каким октановым числом вы будете постоянно заливать в бак? Чаще всего выбор падает на топливо с октановым числом 95 по исследовательскому методу, но, если вы живете в регионе, где топливо с октановым числом 91 по исследовательскому методу намного дешевле и доступнее, вы можете остановить свой выбор на более экономном варианте.

Следующий фактор – расход топлива. Сейчас вы можете не отнестись к этому серьезно, но, если вы будете проезжать 100 км каждую неделю, вы захотите «выжать» больше километров пробега из каждого литра топлива. Более высокая степень сжатия означает сокращение расхода топлива. Например, снижение степени сжатия с 9:1 до 8:1 приведет к снижению расхода топлива на 4-5% при движении на крейсерской скорости.

Если вы решили использовать турбокомпрессор, не стоит забывать о технических характеристиках при движении автомобиля. Турбированный двигатель с низкой степенью сжатия не сделает регулярное вождение приятнее. Это приемлемо при движении по скоростным шоссе, но вгородских условиях вы получите больше удовольствия от вождения при более высокой степени сжатия, как минимум 8,5:1, при этом необходимо использовать топливо с октановым числом от 91 и выше.

Тюнинг системы впуска

Улучшение впуска представляет собой уменьшение сопротивления поступающего воздуха в цилиндры. Это не сильно сложная доработка, но она требует изменение или добавление большого количества деталей, которые вместе дадут неплохой результат.

Установка или замена ресивера

Ресивер для лучшей мощности двигателя имеет большой объем и короткие впускные патрубки. Установка этой детали дает хороший результат и поэтому ее можно поставить даже при легкой доработке мотора. Данная деталь сглаживает пульсации воздуха. Из-за того, что впускные трубопроводы короткие, максимальное наполнение цилиндров смещается на большие обороты, тем самым лошади и крутящий момент станут больше только на высоких оборотах, а на низких немного снижаемся. Можно добиться того, что у вас прирастет только крутящий момент на низких оборотах, но при этом тяга мотора во всем диапазоне станет меньше.

Также можно установить впускную систему у которой изменяется геометрия каналов, чтобы цилиндры наполнялись воздухом идеально во всем диапазоне опираясь на данные об оборотах и открытия дроссельной заслонки. Это будет самый идеальный, но при этом дорогостоящий вариант.

Отсутствие впускного коллектора

Иногда впускной коллектор снимают, а вместо него устанавливают так называемые дудки, которые настроены под большие обороты. Это позволяет сильно поднять количество поступаемого в мотор воздуха, также уменьшает холостые обороты и улучшает стабильность работы при низких и средних оборотах. На высоких оборотах, конечно, все становится просто шикарно.

Это самое сложное в тюнинге впуска атмосферных моторов, но при этом это самый эффективный и дорогостоящий вариант. Также можно установить несколько дроссельных заслонок, тем самым улучшить отклик на педаль газа. К сожалению, в результате снижается ресурс вашего мотора, и достаточно сильно прирастает расход топлива.

Уменьшение и увеличение степени сжатия

У каждого автолюбителя свои задачи. Кто-то хочет больше мощности от двигателя и тогда задумывается над увеличением степени сжатия. Другие, желают дефорсировать мотор и уменьшить степень сжатия, чтобы заправлять дешевый низкооктановый бензин.

В данной статье поговорим про уменьшение и увеличение степени сжатия, зачем это делают и какой результат.

Увеличение степени сжатия двигателя

Увеличение степени сжатия является одной из основных методик поднятия мощности двигателя. Тем самым можно получить больше отдачи с того же объема двигателя. Одним словом мощность повысится, а расход останется на прежнем уровне.

Возникает вопрос, а почему с завода не поднимают степень сжатия до максимально возможного уровня?

Дело в характеристиках бензина не позволяющим поднимать степень сжатия больше определенного уровня, без образования детонации. Если мы значительно повысим степень сжатия, то мощность повысится, но придется заправляться более высокооктановым топливом. С другой стороны, двигатель теперь работает более эффективно и на той мощности на которой вы ездили раньше, он будет потреблять меньше топлива и разность в цене будет несущественна.

Как увеличить степень сжатия? Два лучших способа:

1. Установка более тонкой прокладки двигателя. При таком варианте, клапана могут столкнуться с поршнями и нужно все тщательно рассчитывать. Как вариант, это установка новых поршней двигателя с более глубокими выемки под клапана. Также изменятся фазы газораспределения двигателя и нужно будет их заново настраивать.

2. Растачивание цилиндров двигатель. Такая процедура требует замены поршней, но этот метод увеличивает рабочий объем двигателя и одновременно повышает степень сжатия, так как камера сгорания остается прежней но объем цилиндра увеличивается. Отношение объема возросшего цилиндра к прежнему объему камеры сгорания покажет большую величину степени сжатия.

Прибавка мощности за счет степени сжатия тем выше, чем под более низкую степень сжатия изначально настроен двигатель. Простыми словами, повышение мощности более эффективно при поднятии степени сжатия с 8 до 9, чем с 13 до 14.

Уменьшение степени сжатия двигателя

Для чего производиться уменьшение степени сжатия двигателя? Если при увеличении — мы добивались повышения мощности двигателя, то тут ситуация противоположная — уменьшение степени сжатия производиться с целью перевести автомобиль на более дешевый бензин.

Так, в старые времена поступали владельцы «Жигулей» и «Москвичей», когда переводили свои машины с дорогого 92-ого бензина на более дешевый и доступный 76-ой. Для этих целей используется аналогичный способ, только придется увеличить высоту прокладки под головку двигателя. Берем две обычные прокладки и между ними вставляем алюминиевую нужной толщины. Прокладки, если нужно, вырезались самостоятельно в гараже с помощью подручных средств.

После вышеописанной процедуры уменьшиться степень сжатия за счет увеличения камеры сгорания двигателя и можно заливать дешевый бензин. Не рекомендуем делать эту операцию на современном авто, оборудованным большим количеством электроники, во избежании неприятностей.

Дизельный двигатель «Скайэктив-D»

1 — самая низкая степень сжатия для серийных дизелей 14:1 позволяет достичь оптимального момента воспламенения;

2 — система регулировки высоты подъема выпускных клапанов стабилизирует работу двигателя при прогреве;

3 — соответствует требованиям Euro 6 без дорогих систем нейтрализации;

4 — двухступенчатый турбонаддув улучшает гибкость на низких оборотах и добавляет мощности на высоких;

5 — на 10% легче и на 20% экономичнее предшественника, 2,2-литрового MZR-CD;

6 — керамические свечи накаливания улучшают пуск холодного двигателя;

7 — механические потери из-за пониженного до 130 кг/см² давления в камере сгорания (на 20% ниже, чем у MZR-CD), как у бензинового мотора;

8 — блок цилиндров легче на 25 кг.

Чем меньше степень сжатия у дизеля, тем ниже температура и давление в камере сгорания в конце такта сжатия. А значит, сгорание протекает медленнее, что позволяет впрыскивать топливо еще при подходе к верней мертвой точке, а не когда поршень уже идет вниз (как у дизелей с более высокой степенью сжатия). Топливо лучше перемешивается с воздухом, отчего смесь сгорает эффективнее, а в выхлопных газах содержится намного меньше сажи и окислов азота (NOx). Кроме того, выше и степень расширения (ход поршня, при котором совершается фактическая работа). Как результат — расход топлива ниже на 20%. К тому же Skyactiv-D» укладывается в нормы Euro 6 (вступят в силу лишь в 2014 году) без дорогого нейтрализатора частиц азота.

Так какой из них самый надежный?

Такой вопрос немного наивен, так как этот параметр зависит от многих факторов, в том числе и от манеры вождения. Но если выбирать лучший из вышеприведенного перечня, то первенство по надежности будет отдано американцам Cummins с двигателем Dodge.

И дело не в мощности или расходе топлива на 100 км. Скорее всего, роль играют материалы, применяемые в производстве. Блок цилиндра сделан из высокоуглеродистого чугуна, способного выдержать не только высокое давление, но и значительный температурный режим. А его поршни делаются из специального алюминиевого сплава, который применяется в деталях космических аппаратов. Это значит, что они способны выдержать и длительную работу при экстремальных режимах, и резкое повышение нагрузки при смене скоростного режима.

Мотор «Dodge» с блоком цилиндра высокоуглеродистого чугуна

Также двигатель оборудован топливной системой впрыска Common Rail, которая, несмотря на довольно капризное отношение к качеству дизельного топлива, не только значительно экономит его расход, но и играет решающую роль в уменьшении шума мотора. Именно этими двигателями оборудуются как спортивные машины, так и авто повышенной проходимости. То есть, именно те экземпляры автопрома, эксплуатация которых происходит в экстремальных условиях, требуя от мотора не только непревзойденной мощности, но и безупречной надежности.

Если говорить о рейтинге автомобилей, которые подходят для российских дорог, лучше всего обратить внимание на образцы японского производства. Необязательно это будет Toyota (к двигателю которой, кстати, ни у одного российского автолюбителя претензий нет)

Дело в том, что европейские машины, оборудованные дизельным двигателем, очень чувствительны к нашей солярке, качество очистки которой оставляет желать лучшего. Как показывают многочисленные отзывы автовладельцев, японские авто менее подвержены неисправностям при пользовании дизельным топливом, благодаря многочисленным устройствам очистки, электронным приспособлениям и встроенным предпусковым подогревателям, не дающим застывать солярке при низком температурном режиме.

Ищите лучшие дизельные двигатели легковых автомобилей? Из данной статьи вы узнаете о лучших дизельных двигателях и какой дизельный двигатель самый надежный.

Дизельные моторы более ста лет верно служат автовладельцам. Современные образцы моторов, работающих на солярке, уверенно занимают свою нишу, вытесняя бензиновые движки с авторынка.

Изменение степени сжатия – как улучшить показатели?

В наше время инженеры нашли альтернативный способ повысить давление в камере сгорания – это установка турбо-нагнетателя. Установка данного устройства приводит к увеличению давления в камере внутреннего сгорания, при этом объемы самой камеры изменять не нужно. Появление подобных устройств привело к существенному увеличению мощности, вплоть до 50 % от изначальных цифр. Достоинством нагнетателей является возможность их установки своими руками, хотя лучше всего поручить эту задачу специалистам.

Принцип работы нагнетателей всех типов сводится к одному простому действию, которое понятно даже детям. Мы знаем, что мотор автомобиля работает благодаря постоянному сгоранию топливно-воздушной смеси, поступающей в цилиндры двигателя. Производители устанавливают оптимальное соотношение поступающих в цилиндры топлива и воздуха – последний попадает в камеру сгорания благодаря созданию разреженной атмосферы на такте впуска. Нагнетатели же позволяют в тот же объем камеры сгорания подать на впуске больше горючего и воздуха. Соответственно, увеличивается количество энергии при сгорании, растет мощность агрегата.

Быстрее прогорают поршни, изнашиваются клапаны, выходит из строя система охлаждения. Причем если турбонаддув можно установить своими руками, то ликвидировать последствия этого эксперимента далеко не всегда возможно даже в хорошей автомастерской. В особо неудачных случаях модернизации авто его «сердце» может попросту взорваться. Вряд ли нужно объяснять, что страховая компания откажется выплачивать вам какие-либо компенсации по этому прецеденту, возложив всю ответственность исключительно на вас.

В дизельных двигателях отсутствует дроссельная заслонка, в результате этого появилась возможность лучше и эффективней наполнять цилиндры независимо от оборотов. На очень многих современных автомобилях устанавливают такое устройство, как интеркулер. Он позволяет увеличить массу наполнения в цилиндрах на 20 %, что и поднимает мощность двигателя.

Увеличенное давление степени сжатия дизельного двигателя не всегда носит положительный характер и не всегда поднимает его мощность. Рабочая степень сжатия может находиться уже возле своего предела детонации для данного типа топлива, и дальнейшие её увеличение способно снизить мощность и время работы двигателя. В современных автомобилях давление в камере сгорания постоянно находится под управлением и контролем электроники, которая быстро реагирует на изменения работы в двигателе. Прежде, чем выполнить какие-либо операции по увеличению параметров современного «железного коня», обязательно проконсультируйтесь со специалистами.

Мнение эксперта

Руслан Константинов

Эксперт по автомобильной тематике. Окончил ИжГТУ имени М.Т. Калашникова по специальности «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов». Опыт профессионального ремонта автомобилей более 10 лет.

Для большинства дизельных двигателей степень сжатия находится в пределе от 18/22 к 1. Подобные характеристики обеспечивают максимальный КПД силовой установки, а если степень сжатия будет увеличена хотя бы на один процент, мощность поднимается минимум на 2%. Кроме использования турбонаддува повысить эти показатели можно и другими способами.• Система Common Rail.Современная система, которая используется на большинстве современных автомобилей с дизельной силовой установкой. Принцип заключается в том, что топливная смесь подаётся в камеры сгорания всегда с одинаковым давлением независимо от количества оборотов двигателя и мощности. Если в обычной системе сжатие происходит во впускном коллекторе, то в common rail в момент впрыска топлива в камеру. Благодаря этой системе производительность возрастает на 30%, однако эта цифра может отличаться в зависимости от давления впрыска топлива.• Чип-тюнинг.Не менее востребованный способ повышения мощности это чип тюнинг. Принцип доработки заключается в изменении характеристик давления в топливной системе за счёт изменения параметров электронного блока управления двигателем. Чип повышает производительность и КПД мотора, а также отслеживает время подачи топлива в цилиндры. К тому же чип тюнинг позволяет снизить расход топлива и сделать эксплуатацию более экономичной.Чтобы выполнить чип тюнинг самостоятельно, потребуется специальное оборудование, знания и опыт. Установка доработанного контроллера обязательно подразумевает тонкую настройку под конкретный двигатель, также предварительно необходимо провести диагностику. Поэтому для получения гарантированного результата лучше обратиться к профессионалам.

Вывод

С написанного выше, мы можем видеть, что проблем хватает. Понять автомобилиста, не желающего рисковать ради экономии, вполне можно. Но при грамотной эксплуатации мотор проработает очень долго.

То есть, если вам нужен автомобиль, рассчитанный на долгий срок работы, то стоит хорошенько подумать про дизельный вариант. Также не забываем про экономичность. Каждые 100 километров дадут вам коло 30% экономии в топливе, что вполне оправдывает более высокую стоимость легковых автомобилей.

Дизельные двигатели для автомобилей бывают разные, и дело не только в объёме и количестве цилиндров, поэтому попробуем кратко обозреть современный рынок и выяснить, какие из моторов самые надёжные.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitterВКонтакте
Напишите комментарий