Степень повышения давления в дизельных двигателях: Степень повышения давления — Студопедия

Все про компрессию и степень сжатия дизельного двигателя — Интернет-Клуб Для Автолюбителей

Содержание

1. Понятие степени сжатия
2. Как все работает
3. Возможность замера степени сжатия
4. Способы повышения показателя
5. Понятие компрессии

Двигатель любого транспортного средства, в том числе и дизельный, представляет собой довольно сложное устройство, состоящее из механизмов и систем.

Взаимодействие этих систем и механизмов между собой позволяет преобразовывать энергию, генерируемую при сгорании топливовоздушной смеси, во вращательное движение кривошипно-шатунного механизма с дальнейшей передачей вращения на коробку передач.

Основная работа по преобразованию энергии происходит внутри цилиндро-поршневой группы, то есть в цилиндрах.

Преобразование энергии зависит от многих факторов, включая компрессию двигателя. Эти критерии особенно важны в случае дизельных двигателей, поскольку воспламенение горючей смеси в цилиндрах этих двигателей происходит в результате ее нагрева за счет сжатия.

Понятие степени сжатия

Эти термины часто путают или объединяют в один термин. На самом деле это два разных термина, и они по-разному характеризуются.

Для начала разберем все, что касается степени сжатия дизельных двигателей.

Отношение объема цилиндра двигателя, когда поршень достигает нижней мертвой точки (ВМТ), к объему камеры сгорания, когда поршень достигает верхней мертвой точки, является степенью сжатия двигателя.

Этот коэффициент указывает на перепад давления, который возникает в цилиндре двигателя, когда топливо поступает в цилиндр.

В технической документации, прилагаемой к дизельному двигателю, степень сжатия указывается в виде математического отношения, например 18: 1.

Для дизельного двигателя оптимальная степень сжатия составляет от 18: 1 до 22: 1. Именно при этих передаточных числах двигатель достигает максимальной эффективности.

Как все работает

В случае дизельного двигателя во время такта сжатия, когда поршень достигает ВМТ, объем в цилиндре резко уменьшается. На данный момент в камере сгорания находится только воздух, и именно он сжимается; этот процесс называется тактом сжатия.

Когда поршень достигает ВМТ, воздух сжимается до степени сжатия, указанной в документации, и топливо под давлением подается в камеру сгорания.

Топливно-воздушная смесь воспламеняется под действием высокого давления, что значительно увеличивает давление в камере, и поршень затем переходит в состояние ВМТ.

Высокое давление горючей смеси увеличивает давление на головку поршня, заставляя его двигаться в сторону ВМТ.

Скользящее движение поршня преобразуется шатуном во вращательное движение коленчатого вала.

В этом случае давление, создаваемое воспламенением смеси, заставляет поршень двигаться в сторону NTM, это называется ходом. Ход — это один из рабочих ходов цилиндро-поршневой группы.

Степень сжатия — вот что важно во время такта сжатия. Чем он выше, тем легче воспламенить горючую смесь и тем полнее она горит, обеспечивая большее давление.

Благодаря хорошей степени сжатия дизельный двигатель обеспечивает большую мощность при меньшем расходе топлива.

Однако системы с дизельным приводом имеют диапазон степени сжатия, который не следует превышать по какой-либо причине.

Степень сжатия менее 18: 1 снижает мощность системы и увеличивает расход топлива.

Слишком высокая степень сжатия также отрицательно сказывается на двигателе, особенно на дизельных двигателях. Повышенные напряжения в цилиндрах и поршневых группах быстро сокращают срок их службы.

Повышенное сжатие может привести к изгибу поршней и изгибу шатунов.

В некоторых случаях увеличение степени сжатия может привести к взрыву электростанции без восстановления.

ВАЖНО: степень сжатия в водородных двигателях намного выше.

Возможность замера степени сжатия

Проверить степень сжатия дизельного двигателя в автомастерской практически невозможно. Так как некоторые замеры необходимо произвести, что сделать очень сложно.

Одним из таких измерений является определение объема цилиндра, когда поршень находится в точке ВМТ.

такженеобходимо знать некоторые параметры силовой установки, часть из которых можно найти в технической документации, а часть установить довольно сложно.

Для расчета степени сжатия необходимо знать объем камеры сгорания, так как прокладка находится между блоком цилиндров, необходимо знать ее толщину и диаметр отверстия поршня в нем, ход поршня и диаметр цилиндра. .

Имея все эти данные, а также коэффициент сжатия, можно математически рассчитать, измерив объем в цилиндре.

Способы повышения показателя

Степень сжатия в дизельном двигателе измерить сложно, но можно изменить в лучшую сторону.

Есть несколько способов увеличить степень сжатия дизельного двигателя.

Уменьшение камеры сгорания двигателя.

Самый простой способ увеличить этот показатель — уменьшить камеру сгорания.

Поскольку степень сжатия — это отношение объема цилиндра к объему камеры сгорания, изменение объема одного из них может изменить саму степень.

Объем камеры сгорания можно уменьшить несколькими способами.

Первое, что вы можете сделать, это заменить прокладку между блоком и головкой блока цилиндров на более тонкую, что изменит объем камеры сгорания.

Дополнительно головка блока цилиндров может быть вложенной. В этом случае с головки блока цилиндров снимается слой металла, так что камера сгорания уменьшается.

Применение турбонагнетателя.

Второй способ изменить это значение — увеличить давление в камере сгорания.

Использование турбонагнетателя, также известного как турбонаддув, позволяет увеличить степень сжатия.

В дизельных двигателях, которые не имеют турбонагнетателя, воздух, необходимый для сжигания смеси, подается за счет отрицательного давления в цилиндре, которое создается во время такта впуска.

При таком типе подачи воздуха невозможно достичь высокого давления в такте сжатия, поскольку количество воздуха ограничено.

В случае турбокомпрессора воздух нагнетается в цилиндры. Это создает больше воздуха и, следовательно, большее давление в цилиндре по мере продвижения такта сжатия.

Интеркулер.

Часто в дизелях помимо наддува используется еще одно устройство — интеркулер. Он также позволяет увеличить давление в цилиндре, но на несколько иной основе, чем наддув.

Задача интеркулера — охлаждать воздух перед его поступлением в цилиндры. В результате плотность воздуха увеличивается по мере его охлаждения, и, следовательно, давление в цилиндре выше.

Это основная информация о степени сжатия. Теперь перейдем к сжатию.

Понятие компрессии

Компрессия — это мера давления в цилиндрах двигателя. Этот показатель может быть измерен в нескольких значениях — кг / см2, барах, атмосферах, паскалях.

Особого внимания заслуживает компрессия дизельного двигателя, так как этот размер очень важен для дизельных двигателей. В дизельных двигателях компрессия должна быть около 22 Атм, хотя в различных двигателях она может быть выше и значительно.

В цилиндрах дизельных двигателей необходимо обеспечить высокую степень сжатия, поскольку горючая смесь воспламеняется именно благодаря высокому давлению.

Если заданный показатель на дизельном двигателе существенно ниже нормы, запустить двигатель затруднительно или невозможно.

Сжатие в цилиндре дизельного двигателя достигается за счет сжатия воздуха через поршень во время такта сжатия. Однако добиться полной герметичности внутри цилиндра просто невозможно, утечки воздуха будут всегда.

Воздух может частично проникать в изношенные компрессионные кольца, когда они больше не могут должным образом прилегать к цилиндру, некоторая масса воздуха может выходить из цилиндра из-за неплотной посадки клапанов на седлах.

В общем, величина компрессии указывает на состояние двигателя.

Как увеличить мощность дизельного двигателя

Несомненные плюсы дизельных двигателей: высокий крутящий момент и экономичность. Минусы: низкая мощность и ресурс. Поэтому инженеры стремятся увеличить мощность дизелей…

Увеличение степени сжатияСтепень сжатия непосредственно влияет на эффективность сгорания топлива. Чем выше степень сжатия, тем меньшим количеством топлива будет достигнута та же мощность. В дизельныхобычно используются значения степеней сжатия от 18:1 до 22:1, чем объясняется их высокую эффективность работы по сравнению с бензиновыми двигателями. Полной реализации этих преимуществ способствует отсутствие дроссельной заслонки на дизелях. Например, повышение значения степени сжатия всего на единицу дает прибавку к мощности 2%.
Однако, увеличение степени сжатия не всегда приводит к увеличению мощности. Если степень сжатия находится около предела детонации для данного вида топлива, то дальнейшее увеличение степени сжатия будет ухудшать мощность и надежность двигателя.

Система Common RailДанная система применяется в системах питания дизелей с 1997 года. Common Rail – метод впрыска топливной смеси в камеру сгорания под высоким давлением, не зависящем от нагрузки или оборотов двигателя. Отличается от использовавшейся ранее системы ТНВД тем, что создает давление именно в момент впрыска топлива в камеру сгорания, а не внутри впускного коллектора. Это позволяет оптимизировать состав топливной смеси и параметры сгорания отдельно для каждого цилиндра. Система дает прибавку к мощности до 30%. Конкретный показатель прибавки мощности для каждого дизельного двигателя с Common Rail во многом зависит от зависят от давления впрыска. В системах Common Rail третьего поколения давление впрыска составляет около 2000 бар. В ближайшее время будет запущено в производство четвертое поколение систем Common Rail с давлением впрыска около 2500 бар.

ТурбонаддувЭто эффективное и распространенное средство повышения мощности как дизельного, так и бензинового двигателя. Турбина подает в цилиндры дополнительное количество воздуха, что позволяет увеличить подачу топлива, а, следовательно – увеличить мощность. Принимая во внимание, что давление выхлопных газов дизеля в 1.5-2 раза выше, чем у бензинового, турбокомпрессор более эффективно работает на дизелях: обеспечивает наддув с самых низких оборотов и не имеет характерного провала после резкого нажатия на педаль акселератора – турбоямы. Отсутствие дроссельной заслонки в дизельном двигателе позволяет обойтись без сложной схемы управления турбиной. Устанавливаемый в паре с турбокомпрессором промежуточный охладитель наддуваемого воздуха (интеркулер) позволяет еще более улучшить наполнение цилиндров и получить прибавку мощности 15-20%. Еще одно преимущество турбонаддува на дизеле: он не теряет в мощности при эксплуатации в высокогорных районах.

Чип-тюнингВ данном случае мощность дизеля повышается за счет установки электронного корректора параметров момента впрыска, продолжительности впрыска (состава топливной смеси) и увеличения давления наддува. Современнее чип-комплекты, изготовленные по передовым технологиям позволяют увеличить мощность турбодизельного двигателя на 25-35% и уменьшить расход топлива на 10%.
Монтаж таких комплектов не требует специальных навыков, какой-либо дополнительной доработки, оснащеныподробными инструкциями по установке и предназначены для самостоятельного монтажа владельцем авто даже при отсутствии у него подробных знаний об устройстве.

Как открыть блок предохранителей	Как заправить полный бак	Зачем нужен конденсатор
Как определить состояние двигателя	Как увеличить мощность карбюраторного двигателя ВАЗ	Как отрегулировать холостой ход на инжекторе

Почему люди используют дизельные двигатели

ВЫСОКАЯ СТЕПЕНЬ СЖАТИЯ

«Чем выше степень сжатия, тем больше мощность».
С технической точки зрения степень сжатия двигателя представляет собой отношение общего объема цилиндра в нижней части хода поршня к объему цилиндра, оставшемуся в верхней части хода поршня. Поскольку мы знакомы с бензиновыми двигателями, давайте быстро обсудим их степень сжатия и состояние, которое приводит к катастрофе в бензиновом двигателе, детонации или «стуку».

СООТНОШЕНИЯ ДЛЯ БЕНЗИНА

Попытка использовать низкооктановое топливо с высокой степенью сжатия может привести к серьезному повреждению бензиновых двигателей. Детонация или «звон» — это воспламенение топлива из-за высокой температуры, вызванной высокой степенью сжатия/высоким давлением, создаваемым данной конструкцией. Топливо воспламеняется до искры свечи зажигания, что приводит к быстрому неконтролируемому горению.

ДИЗЕЛЬНЫЕ КОЭФФИЦИЕНТЫ

Помните, что дизель — это «тепловой двигатель», использующий тепло, выделяющееся при сжатии воздуха. Возможна высокая степень сжатия (от 14:1 до 20:1), поскольку сжимается только воздух. Горячего сжатого воздуха достаточно для воспламенения дизельного топлива, когда оно, наконец, впрыскивается в верхней части такта сжатия. Высокая степень сжатия соответствует большему расширению газов после воспламенения, и больший процент энергии топлива преобразуется в мощность! Чем выше степень сжатия дизеля, тем больше мощность!

СИСТЕМА ВПРЫСКА

«Это в системе впрыска».
Дизель разработал «тепловой двигатель», использующий впрыск топлива в последний момент для воспламенения сжатого воздуха. Понимание сердцевины дизеля, топливного насоса, является еще одним ключом к ответу на вопрос топливной экономичности.

БЕНЗИНОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

Бензиновый двигатель стехиометрический. Стехиометрический: количественное соотношение между двумя или более веществами, особенно в процессах, связанных с физическими или химическими изменениями. Для бензинового двигателя существует стехиометрическое уравнение 14 частей воздуха на одну часть топлива. Помните, всегда 14:1; будь то на холостом ходу или на полном газу, топливо и воздух смешиваются вне цилиндров в карбюраторе или впускном коллекторе, и смесь вводится через впускной клапан. 14:1 всегда.

ДИЗЕЛЬНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

Топливо и воздух в дизельной конструкции не смешиваются предварительно вне цилиндра. Воздух поступает в цилиндр через впускной клапан и сжимается для получения тепла.

Дизельное топливо впрыскивается в верхней части хода поршня в количестве или соотношении, соответствующем нагрузке на двигатель. На холостом ходу соотношение воздух-топливо может достигать 85:1 или 100:1. При полной нагрузке дизель по-прежнему может похвастаться мизерным передаточным числом 25:1 или 30:1! Это в системе впрыска.

ТОПЛИВНЫЙ НАСОС

Один тип — встроенный. Плунжерные насосы, приводимые в действие распределительным валом насоса, посылают топливные импульсы через шесть топливопроводов высокого давления к форсункам. Давление открывает клапан форсунки, позволяя топливу пройти в камеру сгорания.
Дозирование топлива (например, на холостом ходу 65:1 или при полной нагрузке 25:1) управляется топливной рейкой и шестернями, которые вращают дозирующую спираль, чтобы топливо поступал в шесть плунжерных насосов.
Другой тип топливного насоса — роторный. Думайте об этом насосе как о мини-автомобильном распределителе зажигания. Вращающаяся «головка» посылает топливные импульсы по топливопроводам высокого давления к форсункам.

Как и в системе с рядным топливным насосом, давление открывает клапан форсунки, и впрыскивается топливо.

FUEL BTUs

«Стоимость дизельного топлива больше».
Совершенно верно, БТЕ, или британская тепловая единица, для дизельного топлива составляет 130 000 БТЕ за галлон и весит 7,4 фунта/галлон. Стоимость бензина составляет 117 000 британских тепловых единиц, а вес — 6,0 фунта/галлон. Если мы вернемся к нашим основным законам физики для энергии, вы заметите, что топливо в баке имеет потенциал для работы, если оно впрыскивается в цилиндры и в сочетании со сжатым нагретым воздухом воспламеняется. Поршень опускается вниз, коленчатый вал вращается, генератор вращается.
Конструкция дизеля («тепловой двигатель»), степени сжатия («тепловой двигатель»), система впрыска топлива (позволяющая снизить соотношение воздуха к топливу с 85:1 до 25:1 по сравнению с бензиновым двигателем при соотношении 14:1) и топливо. БТЕ (дизельное топливо имеет большую мощность), все эти дизельные атрибуты в сумме дают больше кВт на галлон топлива!

УСИЛЕННАЯ КОНСТРУКЦИЯ

Заключительные замечания: мы рассмотрели принцип работы дизеля и высокую степень сжатия, необходимую для производства тепла для сгорания дизельного двигателя. Высокая степень сжатия заставляет инженеров проектировать, тестировать и изготавливать блок, головки, болты головки, коленчатый вал, шатуны, болты шатунов, поршни, поршневые пальцы и т. д. с большей конструкционной прочностью. Другими словами, дизели по своей природе тяжелые по отношению к своим бензиновым собратьям.

ПОЧЕМУ НЕ ИСПОЛЬЗУЙТЕ БЕНЗИН?

Ваш генератор может работать на бензине, пропане или природном газе, но на самом деле он должен работать на дизельном топливе.

И вот почему:

• Дизельный генератор производит в два раза больше энергии на галлон топлива, чем бензиновый генератор.
• Галлон («внедорожного») дизельного топлива дешевле галлона бензина.
• Дизельное топливо не взрывается. На самом деле, его трудно заставить сгореть вообще.
• Дизельный двигатель прослужит в четыре раза дольше бензинового.
• Необработанное дизельное топливо хранится дольше, чем необработанный бензин.
• Очищенное дизельное топливо хранится дольше, чем обработанный бензин.
• Обработка дизельного топлива стоит меньше, чем обработка бензина.
• Испорченное дизельное топливо можно восстановить в соответствии со спецификациями нефтеперерабатывающего завода. Испортить бензин нельзя.
• Немодифицированные дизельные двигатели могут работать на растительном масле.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Обычно не следует полагаться на природный газ, если вы живете в районе, подверженном землетрясениям. Весь смысл генератора в том, чтобы быть независимым и заменять то, что не удалось предоставить утилите. Почему вы хотите подключить свой генератор к еще одной утилите?
Обороты двигателя (и, следовательно, выходная частота генератора) не будут очень стабильными, если вы используете двигатель с более низким крутящим моментом на менее энергетическом топливе, таком как пропан/ПГ, и вы используете эту комбинацию на полной мощности. Стабильность частоты не так важна для электропилы, но важна для вашей электроники.

Почему в дизельных двигателях более высокая степень сжатия? – KevianClean

Поведение двигателя определяется степенью сгорания. Он оценивает способность цилиндра двигателя выжимать воздух и топливо. Различные типы двигателей, такие как 9Дизель 0003 и нефтяной бензин

приобретают разную степень сжатия между собой.

Однако чаще дизельный двигатель имеет более высокую степень сжатия, чем нефтяной бензиновый. Почему это? Давайте выясним основные причины, по которым дизельные двигатели имеют более высокую степень сжатия, чем их другие аналоги.

Причины более высокой степени сжатия

• В зависимости от области применения: Дизельные двигатели — это предпочтительные двигатели для гигантских автомобилей или тяжелых транспортных средств, таких как грузовики, корабли и локомотивы. Они достаточно сильны, чтобы тянуть вес этих чудовищ, не ломая себя. Они могут сделать это за счет приложения более высокого крутящего момента. Чтобы запустить такой автомобиль, двигателю требуется огромное количество энергии, что затем приводит к увеличению скорости сгорания или более высокой степени сжатия. Дизельные двигатели нуждаются в более высокой степени сжатия, потому что они имеют дело с большими буровыми установками и еще чем-то.

• Процесс сжатия воздуха: Процесс сжатия воздуха в дизельном двигателе, где воздух сжимается большим цилиндром внутри, происходит настолько быстро с такой высокой степенью сжатия, что топливо сгорает намного быстрее, чем в бензиновых двигателях. Чтобы быть более конкретным, быстрота и резкость процесса сжатия воздуха в дизельном двигателе — это то, что в конечном итоге обеспечивает более высокую степень сжатия. Это также благодаря размеру цилиндра двигателя, конечно. В данном случае размер имеет значение.

• Уклонение от детонации: Бензиновые двигатели, как правило, сталкиваются с серьезной проблемой детонации.
  Это происходит, когда цилиндр двигателя подвергается ненормальному сгоранию. К счастью, дизельный двигатель фактически предотвращает или устраняет проблему детонации, а детонацию обычно можно увидеть только в бензиновых двигателях. Цилиндры большего размера позволяют дизельным двигателям иметь достаточно места для движения топлива и его непосредственного сгорания внутри него, что снижает возникновение детонации с самого начала.

• Свеча зажигания: Дизельному двигателю требуется только сжатие воздуха, чтобы воспламенить дизельное топливо, чтобы его можно было использовать, потому что его топливо намного более летучее. Бензиновые или газовые двигатели, напротив, требуют свечей зажигания для создания искры, которая сжигает их менее летучий тип топлива. Дизельный двигатель имеет высокую степень сжатия, необходимую для воспламенения топлива, что устраняет необходимость в свечах зажигания для автомобилей с дизельным двигателем, таких как тракторы и грузовики, а также фургоны и внедорожники.