Стук в двигателе — в чем причина?

Если слышится стук при запуске двигателя, это верный признак появления проблем, которые необходимо решить как можно скорее. В большинстве случаев данное явление говорит о том, что некоторые комплектующие имеют выработку и, как следствие, образовался люфт. Если это так, то будет слышен стук в двигателе на горячую, холодную или во время нагрузки. Определить, что проблема касается именно двигателя, можно по звуку, исходящему из-под капота, а также по падению давления моторного масла в незначительных количествах. Его можно определить по световой индикации на панели управления, сигнализирующей о пониженном давлении смазочного материала. В зависимости от запчасти, вызывающей такую проблему, возникает стук в двигателе при нагрузке или на холостом ходу. Основные узлы, в которых может возникать шум:

• клапана;
• поршневая группа;
• распредвал;
• коренные шейки.

Проблемы с вышеперечисленными деталями приводят к тому, что стучит двигатель на холодную, при высокой температуре, на холостом ходу и при высоких нагрузках. Рассмотрим каждую проблему индивидуально.

Стук двигателя на холодную из-за клапанов

Такие симптомы в клапанах проявляются чаще всего. Они не критичны и автомобиль может эксплуатироваться, если раздается стук в двигателе при сбросе газа. Однако это говорит о том, что в скором времени этой проблеме придется уделить внимание. Появление шума предупреждает о том, что может быть изношен рокер клапана. Как правило, эта проблема характеризуется звонкими щелчками. Также причиной могут быть забитые отверстия в конструкции распредвала, предназначенные для подачи на рокер масла. В этом случае особенно будет проявляться стук двигателя под нагрузкой.

Детонация двигателя нередко выступает источником стука в выпускных клапанах. Характеризуется такое явление металлическим цокотом, снижением мощности двигателя, а также появлением черного дыма. Тревожным симптомом считается стук двигателя на холостых, потому что это означает превышение зазора между такими элементами, как кулачки распредвала и рычаги. Эту проблему необходимо сразу решать, так как, по мере увеличения зазора, повреждения будут масштабнее, что в итоге приводит двигатель к полному выходу из строя. Чтобы этого не произошло, рекомендуется выполнять регулирование клапанов после преодоления пробега в 10-15 тысяч.

Чтобы понять причину стука, необходимо проверить клапан на предмет оптимальной регулировки, а также в обязательном порядке необходимо уточнить давление масла. Основная причина, почему стучит двигатель на холодную, заключается в износе толкателя или перебоях с подачей смазки из-за скопившейся влаги. Также наличие протечек влияет на смазочный материал. Если давление в норме, то причину следует искать в зазорах клапанов. Когда проблема возникает при разгоне автомобиля, это говорит о нехватке смазочного материала. Достаточно долить масло, чтобы шум прекратился, а если результат нулевой, и стук в двигателе при наборе оборотов только усиливается, это говорит о повреждении подшипников коленвала. Этот случай уже относится к критичным, а потому не следует дальше эксплуатировать двигатель, чтобы избежать необходимости серьезного ремонта.

Металлический стук при запуске двигателя от распредвала

Когда проблема касается распредвала, то стук в двигателе на холостых оборотах не слышен. В основном он проявляет себя при запуске холодного двигателя, при этом звук не такой звонкий, как издают клапана. Все объясняется тем, что во время простоя двигателя вся смазка сходит с поверхности деталей, а потому запуск мотора выполняется на сухую первые несколько оборотов. Поэтому при запуске двигателя слышен стук, однако он исчезает, как только поверхность деталей снова покрывается смазочным материалом. Этого короткого промежутка времени достаточно, чтобы по стуку определить наличие проблемы. А если при повышении оборотов звук усиливается, то необходимо срочно отправить авто на диагностику. В противном случае под угрозой находится гидрокомпенсатор, подшипники и сам вал. Эксплуатировать автомобиль со стуком в распределительном валу и без гидрокомпенсатора можно не более 50 000 километров.

Причины стука в двигателе по вине распредвала заключаются в следующем:

• износ распредвала не подлежащий реставрации;
• деформация вала, сломанные шейки или лопнувшие опоры;
• некорректная работа системы смазки;
• нарушена динамика подачи топлива;
• выработка кулачков.

Как правило, выработку кулачков можно определить только если стук появляется на горячую.

Почему стучит двигатель в поршневой группе

Появление подобных проблем в поршневой группе не редкость, так как сам поршень не является идеальной цилиндрической формой, а потому могут возникать следующие проблемы:

• перекос поршня;
• удары во время движения о стенки цилиндра;
• удар кольцами во время работы о стопоры пальца;
• смещенная ось поршня;
• тяжелый ход опоры пальца.

Также посторонний стук в двигателе, исходящий из поршневой системы, может возникать в редких случаях, когда рабочая поверхность поршня касается прокладки головки.

Появился стук в двигателе, возможно, это коленвал?

Если металлический стук в двигателе на холостых не относится ни к одному из вышеперечисленных случаев, следует искать проблему в коленчатом вале. Основная причина заключается в износе подшипников, и проявляется она в двигателях внутреннего сгорания любого типа. Проблема возникает за счет масла низкого качества, наличия в нем абразивных составляющих, не своевременной замены фильтра и даже банального перегрева мотора. В основном такой металлический стук в двигателе на холодную проявляет себя, потому что смазочный материал при запуске двигателя не сразу достигает подшипников коленвала. Звук глухой при работе двигателя на низких оборотах, но стоит им повысится, как он станет громче.

Глухой стук в двигателе коренных шеек коленчатого вала

Независимо от оборотов, звук бьющихся коренных шеек свидетельствует о низком давлении смазочного материала. При появлении таких симптомов рекомендуется заменить масло, причем выбрать смазочный материал на класс выше. Минеральное масло заменить на полусинтетику, а если она заливалась до этого, то сменить на синтетический смазочный материал. Если после этого металлический стук в двигателе не прекратится, то рекомендуется воспользоваться услугами автосервиса. Возникает звук по причине износа вкладышей или шеек. В результате выработки зазор подшипников не соответствует заводским установкам, и если он достигает 0,07 миллиметров, то требуется ремонт двигателя. До этого значения стук будет нарастать, а меняется зазор из-за того, что в подшипник со смазкой попадают посторонние частицы. Поэтому следует своевременно менять масляный фильтр.

Как определить стук в двигателе или в КПП

Иногда специфика звука может быть такой, что сразу не понятно откуда доносится стук: из двигателя или из КПП. Чтобы это определить, необходимо выжать педаль сцепления, когда двигатель заведен. Если после этого стук прекратился, то проблема в коробке передач. Выжатая педаль сцепления разрывает контакт коробки передач с силовым приводом, а потому она не работает и не стучит, позволяя определить, находится проблема в ней или в моторе. Следовательно, как и с двигателем, возможно причина возникновения стука в КПП в низком уровне масла или в износе подшипников.

Звонкий стук в двигателе и глухой

В процессе эксплуатации смазочный материал теряет свои свойства, и его коэффициент вязкости повышается. Это усиливает трение между парными деталями, что влечет к повреждению поверхностей и ускоренному износу. Когда двигатель стучит на горячую, это говорит о критическом износе деталей. Если смазочного материала не хватает, то глухим стуком характеризуется запуск двигателя. Таким образом, от смазочного материала многое зависит, и чтобы исключить большинство шумов при работе двигателя, рекомендуется своевременно менять масло. Однозначно, если звук глухой, то причина заключается именно в проблемах с маслом. Когда раздается звонкий звук, решение проблемы необходимо искать в регулировке или замене клапанов.

Теперь, зная как определить, что стучит в двигателе, каждый сможет понять, насколько этот стук критичен, сколько еще можно эксплуатировать автомобиль и когда отправиться в автосервис. Рекомендуется своевременно менять комплектующие, как только их выработка достигла критического уровня. Это способствует более продолжительной работе других запчастей, функционирующих в конструкции одного агрегата.

Стуки в двигателе? 4 основных причины стука в двигателе

Критическое увеличение величины рабочих зазоров между компонентами ДВС приводит к появлению стука при эксплуатации двигателя. Косвенным признаком причины стука является его тональность, в большинстве случаев позволяющая определить источник звука, сигнализирующего о неисправности определенного узла. Прогрессирование стука зависит от технических характеристик материалов, из которых изготовлены детали. При износе соприкасающихся деталей ГРМ, изготовленных из высокопрочного материала, стук двигателя не изменяется по интенсивности и характеру на протяжении длительного времени. Посторонний звук достаточно быстро усиливается при износе мягких деталей, работающих в паре с элементами из твердого материала (шатунный и коренной вкладыш, а также подшипники распредвала).

Если стучат поршни

Глуховатый тон звука, напоминающий постукивания по глиняной посуде, свидетельствует о локализации проблемы в блоке цилиндров. Посторонний шум может иногда сопровождаться щелчками. Появление зазора 0,3 – 0,4 мм приводит к появлению стука поршня в цилиндре. Стук поршней чаще всего проявляется при холодном двигателе, а также на малых оборотах или при резком сбросе педали газа в процессе движения. Стук такого происхождения пропадает при нагреве двигателя за счет температурного расширения поршня.

Если стучат поршневые пальцы

Звук при стуке поршневых пальцев – металлический, звонкий и высокий по тону. Посторонний шум, появляющийся при зазоре 0,1 мм, отчетливо прослушивается при перегазовке, при ускорении, а также при сбросе газа. Звук локализован в блоке цилиндров. Подобный стук (детонация) может появляться при использовании неподходящего топлива, а также при высокой нагрузке на двигатель при низких оборотах коленчатого вала при движении по крутому подъему на повышенной передаче.

Стук вкладышей коленвала

Износ коренных подшипников коленчатого вала приводит к возникновению слегка приглушенного металлического шума, локализованного в области картера ДВС. Посторонний звук слышен при резком увеличении оборотов, резком сбросе газа, а также на низких оборотах при работе прогретого двигателя (низкое давление моторного масла). Использование низкокачественного моторного масла, не соответствующего требованиям для эксплуатируемого ДВС, также может провоцировать появление стука коленчатого вала. В таком случае необходима срочная замена масла с обязательной промывкой системы смазки.

Стук вкладышей шатунов

При износе шатунных вкладышей звук во многом схож с шумом при неисправности коренных подшипников, отличаясь большей отчетливостью. Резко возрастающая интенсивность звука при изменении оборотов коленчатого вала свидетельствует о необходимости срочного ремонта. Эксплуатация транспортного средства с таким шумом недопустима по причине высокого риска заклинивания двигателя.

• Что делать, когда горит индикация check engine? Мы предоставляем комплексные услуги по текущему и капитальному ремонту Предварительная диагностика бензиновых двигателей позволяет максимально точно определить причины неисправности и
• Почему горит лампа аккумулятора Мы предоставляем комплексные услуги по текущему и капитальному ремонту Предварительная диагностика бензиновых двигателей позволяет максимально точно определить причины неисправности и

Стук в двигателе на холостых оборотах, при запуске на холодную

Звук правильно работающего мотора настолько привычен, что мы четко можем различить стук в двигателе, который стал резко выделяться от других шумов.

Что ожидать

Если двигатель совсем не стучит, значит его или не завели, или он уже давно сломался. Работающий двигатель постукивает деталями, выполняющими возвратно-поступательные движения, в это число входят клапаны, поршни, форсунки, гидрокомпенсаторы и т.д. Он присутствует во всех моторах. Стандартами не определено на какую величину определяется норма, но даже неопытный, начинающий водитель может различить посторонний возникший звук. При возникновении ярко выраженного шума двигателя, который может быть звонким, глухим, тихим, громким желательно как можно быстрее выяснить причину возникновения. Это может нанести вредное воздействие двигателю, в результате чего могут сломаться отдельные элементы деталей или коленчатый вал перестанет вращаться («заклинит»).

Простой пример. Автомобиль проехал небольшое расстояние после замены помпы. Через некоторое время при сбросе газа или наборе оборотов под нагрузкой, а также при глушении мотора возникли стуки около помпы. Оказалось, что новая помпа задевала крыльчаткой корпус. Двигатель подвергся перереву и после перегрева возникли дополнительные проблемы связанные с расходом масла и износом направляющих клапанов.

На холостых оборотах

Обычно на холостом ходу при малых оборотах прослушиваются легкие стуки работы клапанов. На восьми клапанных двигателях более выражен, чем на шестнадцати клапанных, несмотря на их увеличенное количество в два раза. Это объясняется двумя причинами: во-первых, тепловые зазоры регулируются гидрокомпенсаторами, во-вторых, с увеличением количества клапанов, число колебаний амплитуд также увеличивается и в совокупности звуковые волны смешиваясь образуют шумовой эффект, а не отдельные звуки.

На многих восьми клапанных двигателях тепловой зазор регулируется в «ручную». И в случае установки теплового зазора выше предельной нормы, установленной производителем, клапанный механизм начнет стучать во время работы двигателя, особенно выразительным звук будет на холодном двигателе в верхней его части. Большой зазор скажется также и на изменении фазы впрыска топливной смеси, так как газораспределительный механизм ДВС начнет работать с некоторым запаздыванием, как в открытии клапанов, так и в их закрытии.

В случае работы двигателя на холостом ходу без прослушиваемых легких стуков, можно сделать безошибочный вывод о сильно уменьшенные тепловые зазоры клапанов. При таких зазорах падает динамическая компрессия двигателя, возникают неплотности в паре седло-клапан и возможен прогар кромок тарелок клапанов. При этом, снижается динамическая характеристика двигателя и повышается расход топлива.

Необходимо отметить, что чаще всего явно выраженные шумы прослушиваются на малых оборотах коленчатого вала, т.е. на холостом ходу. Стук шатунов также хорошо выражен в нижней части блока цилиндров, если даже не использовать стетоскоп. Шатунный стук может появиться из-за износа вкладышей и это может сопровождаться миганием аварийной лампочки давления масла. Чрезмерно сильный шум шатунов опасен тем, что если, например, после ремонта не произвели нормированную затяжку болтов крышки шатуна, то она может отсоединиться и шатун, отскочив от шейки коленчатого вала может стучать о стенку блока и в конечном итоге пробить ее. В народе такую техническую аварию называют «шатун показал кулак».   

На форсунках, в режиме холостого хода прослушиваются звуки от работы клапанного механизма, в виде стержня-иглы, запирающая и открывающая путь впрыску топлива. Стуки форсунок своеобразны и в зависимости от частоты срабатывания иглы напоминают больше треск. На больших оборотах коленчатого вала, частота следования импульсов увеличивается и звук практически уже не слышен на общем фоне. 

При запуске на холодную

Если при запуске мотора на холодную температуру начинается стук, это связано с вязкостью масла на холодном двигателе, особенно по этой причине происходит шум компенсаторов.

Если водитель поменял масло, то при запуске услышал стуки в моторе. Это нормальное явление, так как масло при замене было слито, а новое масло еще не успело поступить полностью в систему смазки. Некоторое время двигатель работает с масляным голоданием, вследствие чего. Чтобы ускорить процесс заполнения масла все системы смазки двигателя, перед тем как поменять новый масляный фильтр, его заполняют маслом.

При снижении уровня масла в картере также появляется непонятный шум в двигателе, постепенно усиливающийся по мере прогрева внизу. На горячую усиливается с повышением оборотов и это признаки масляного голодания шатунов и поршневых пальцев.  

Причины стука пальцев

Большая часть водителей стакивалась с своеобразным металлическим лязгом во время резкого нажатия на педаль газа. До капремонта или замены прокладки ГБЦ такое явление не происходило, а после капиталки стал постоянным при разгоне. Звук не постоянный и исчезает с уменьшением нагрузки. Часто путают со стуком клапанов, но на самом деле стучат поршневые пальцы.

Во время капитального ремонта мотор тщательно осматривают, производят замеры износа цилиндров, прогиба и неровности ГБЦ, а также сопряженной поверхности блока с ГБЦ. Если произошел сильный увод поверхностей, их подвергают выравниванию методом фрезеровки, т.е. снимается слой от 0,01 до 0,05 мм поверхности, что, естественно, изменяет геометрические размеры высоты цилиндра и радиуса камеры сгорания в головке блока. Изменение геометрических параметров влечет к отклонению степени сжатия от заводских параметров. Степень сжатия увеличивается и требуемый угол опережения зажигания, заложенный в калибровка программы уже не соответствует исходной. Мотор собрали, залили тот же самый бензин с октаном 92, и звон появился. Это одна из причин, появления треска пальцев на двигателе.
Почему стучат пальцы на автомобиле с установленным газобаллонным оборудованием во время работы на бензине. При установке газового оборудования, специалисты в программе смещают угол опережения зажигания в «раннюю» сторону, и при переключении режима работы двигателя с газа на бензин, происходит стук пальцев при разгоне, вызванный небольшой детонацией в цилиндрах. Некоторые владельцы автомобилей с установленным газовым оборудованием пытаются перешивать блок управления с двойными калибровками, рассчитанными на бензин и газ.

Частным причиной стука поршневых пальцев может быть не корректно установленная метка на распределительном вале двигателя после замены ремня ГРМ.

Почему стучат клапана

Работа двигателя сопровождается стуком клапанов. Цокающий звук клапанов, но не очень громкий является признаком их правильной регулировки, хотя не является фактом, подтверждающим этот признак. При пуске на холодную двигатель застучал громко и потом пропадает громкий стук по мере нагрева. Симптомы неправильной регулировки тепловых зазоров – это или отсутствие цоканья, или, наоборот, очень громкий стук. Есть ряд двигателей, которые стучат достаточно весело и на горячей температуре, например, восьми клапанный мотор ульяновского моторостроительного завода (УМЗ), дизельный Cummins, Steyr-560.

Звонкая работа клапанов на двигателе УМЗ объясняется нижним расположением распределительного вала и применяя для передачи к коромыслам специальные штанги, общее количество зазоров между элементами, контактирующими между собой увеличивается и в итоге стук клапанов контрастно выделяется на общем фоне шумов.  Шумно работает дизель из-за больших тепловых зазоров клапанов и к этому звуку прибавляется стук плунжерной пары.

На горячую

Бывают ситуации, когда двигатель при заводке на горячую начинает стучать и стечением времени прекращается. Часто такое происходит на двигателях с гидрокомпенсаторами. Если залито не качественное масло, на горячем двигателе оно теряет свои свойства вязкости, напоминая обычную воду. В результате, плунжеры компенсаторов не могут выполнить свои функции и начинается их шум. Что делать в такой ситуации? Заменить масло с более вязким параметром. 

Датчик контроля стука

Узнать стучит ли сильно двигатель можно посредством датчика детонации установленного на блоке цилиндров. Датчик представляет собой пьезокристалл, который сжимаясь от ударной волны вырабатывает напряжение, которое поступает на логический элемент блока управления. Если при проверке сканером в параметрах напряжение датчика детонации показывает выше 3 Вольт это означает, что появились посторонние стуки, вызванные, износом направляющих клапанов или свободно перемещается поршень в цилиндре. 

Главное назначение датчика детонации заключается в моментальном изменении угла опережения зажигания. Неправильно поджигаемая смесь со взрывом вызывает стуки внутри двигателя, что приводит к поломке поршней и шатунов.

Поэтому датчик является важным при работе мотора, защищая его от детонационных стуков.

При неисправности датчика детонации возможны пропуски воспламенения смеси, так как угол опережения зажигания становится не контролируемым. Пропуски зажигания (правильнее – воспламенения), возникшие в двигателе, контролирует программа драйверной диагностики отключая неисправный цилиндр. После отключения цилиндра блокированием работы форсунки, включить ее вновь возможно переключением замка зажигания.

Таким образом, мы частично рассмотрели вопросы, связанные со стуками на автомобиле, их причины и возможные места. Природа стуков при эксплуатации автомобиля очень разнообразна. Стучать может установленная защита, пластмассовая декоративная крышка на двигателе, акпп или крестовина карданной передачи. При возникновении любого постороннего стука необходимо выяснять причину его возникновения и незамедлительно устранять, так как растет вероятность сложной и дорогостоящей поломки.

Стук в двигателе при запуске на холодную

Технически исправный двигатель работает практически бесшумно. Однако в какой-то момент становятся слышны посторонние звуки, как правило, это стук. Особенно отчетливо стук можно услышать при запуске двигателя на холодную, при повышении скорости и при переключении передач. По интенсивности и силе звука опытный автовладелец сможет легко определить причину, и предпримет необходимые меры. Сразу отметим, что посторонние звуки в двигателе являются свидетельством неполадок, поэтому меры необходимо принимать незамедлительно, иначе капитальный ремонт в ближайшее время гарантирован.

Как определить по стуку в двигателе причину поломку?

Силовая установка автомобиля состоит из металлических деталей, которые в процессе работы взаимодействуют между собой. Это взаимодействие можно описать как трение. Никаких же стуков не должно быть в принципе. Когда нарушаются какие-либо настройки, происходит естественный износ, в двигателе накапливается много продуктов сгорания моторного масла и топлива, тогда и начинают появляться разнообразные стуки.

Звуки можно охарактеризовать следующим образом:

• приглушенные и едва слышные — серьезных поломок нет, но диагностику провести нужно обязательно;
• средние по громкости, отчетливо различимые в момент запуска на холодную и при движении транспортного средства — говорят о более серьезных проблемах;
• громкий стук, хлопки, детонация и вибрация — машину нужно остановить сразу же и заняться поиском причины.

Обратите также внимание на длительность и периодичность стука:

1. Мотор стучит постоянно;
2. Периодическое постукивание с разной частотой;
3. Эпизодические удары.

Есть определенные рекомендации от портала vodi.su, помогающие более или менее точно определить суть проблемы. Но если у вас не слишком много опыта в техническом обслуживании автомобилей, лучше доверить диагностику профессионалам.

Интенсивность и тон стука: ищем поломку

Чаще всего звуки исходят от клапанного механизма из-за нарушения тепловых зазоров между клапанами и направляющими, а также из-за износа гидрокомпенсаторов, о которых мы уже рассказывали на нашем сайте vodi.su. Если действительно механизм газораспределения требует ремонта, об этом будет свидетельствовать звонкий стук с нарастающей амплитудой. Для его устранения необходимо отрегулировать тепловые зазоры клапанного механизма. Если же этого не сделать, то через какое-то время придется полностью менять впускные и выпускные клапаны.

О неисправностях гидрокомпенсаторов скажет звук, похожий на удары легкого металлического шарика по клапанной крышке. Другие характерные виды стука в двигателе при запуске на холодную:

• глухой в нижней части — износ коренных вкладышей коленчатого вала;
• звонкие ритмичные удары — износ шатунных вкладышей;
• глухие удары при холодном запуске, исчезающие по мере наращивания оборотов — износ поршней, поршневых колец;
• резкие удары, переходящие в сплошную дробь — износ шестерни привода распределительного вала ГРМ.

При запуске на холодную стук может исходить и из сцепления, что говорит о необходимости замены дисков фередо или выжимного подшипника. Опытные водители часто применяют фразу «стучат пальцы». Стук пальцев происходит, потому что они начинают биться о втулки шатуна. Еще одна причина — слишком ранее зажигание.

Ранние детонации — их нельзя ни с чем перепутать. Необходимо отрегулировать зажигание, так как двигатель в процессе работы испытывает сильные перегрузки. Детонации могут происходить из-за неправильно подобранных свечей, из-за появления на свечах нагара и износа электродов, из-за существенного уменьшения объема камер сгорания по причине отложения шлака на стенках цилиндров.

Гулкие удары и вибрации происходят и по причине перекоса мотора. Это говорит о необходимости заменить подушки двигателя. Если же подушка лопает во время движения, требуется моментальная остановка. Шелестящие, свистящие звуки и скрежет — нужно проверить уровень натяжения ремня генератора.

Что делать если стучит мотор?

Если стук слышен только при холодном запуске, а по мере наращивания оборотов пропадает, значит, у вашего авто большой пробег, возможно, в скором времени понадобится капитальный ремонт. Если же звуки не пропадают, а наоборот становятся более отчетливыми, причина куда более серьезная. Не рекомендуем эксплуатировать машину при следующих типах постороннего звука:

• стучат коренные и шатунные вкладыши;
• вкладыши шатуна;
• поршневые пальцы;
• распределительный вал;
• детонации.

Если пробег автомобиля выше 100 тысяч километров, значит, наиболее явная причина — износ силового агрегата. Если же вы недавно приобрели автомобиль, возможно, заливали некачественное или неподходящее масло и топливо. В таком случае необходимо выполнить полную промывку всей системы с заменой соответствующих фильтров и проведением диагностики. Также стук появляется при сильном перегреве мотора. В таком случае необходимо остановиться и дать ему остыть.

На основании полученной информации водитель самостоятельно принимает решение, что делать дальше. Возможно, целесообразно будет вызвать эвакуатор и отправиться на диагностику. Ну, а чтобы в дальнейшем постукиваний не возникало, придерживайтесь элементарных правил эксплуатации ТС: прохождение регулярных техосмотров с заменой масла и своевременным устранением мелких неполадок.

Поделиться в социальных сетях

Что делать, если двигатель автомобиля стучит

Расскажем что делать, если двигатель машины начал стучать (на холодную или горячую) и появились непонятные шумы. Возможные причины и как от них избавиться своими руками.

Основные причины

• Стук клапанов
• Стук шатунных и коренных подшипников коленвала
• Стук поршней
• Легкие стуки или детонация при нагрузке
• Шумы в приводе распредвала
• ослабление натяжения зубчатого ремня (периодичность замены ремня ГРМ)
• увеличенные зазоры между рычагами и кулачками распредвала
• чрезмерный зазор между стержнем клапана и направляющей втулкой
• износ кулачков распредвала

Если стучит на холодную

Почему на холодную шумит двигатель, а прогрелся — шум пропал? Потому, что у двигателя есть естественный износ деталей, но когда он прогревается — детали расширяются и принимают нормальные зазоры.

Если стучит на горячую

Возникает стук в двигателе, когда залили некачественное топливо или после заправки на сомнительной АЗС. Рекомендуется, или залить присадку, увеличивающую детонационную стойкость бензина или долить качественное топливо на проверенной заправке.

Разного рода «затихающие» стуки, как правило, не опасны. Некоторые из них могут проявляться в двигателе без видимых изменений не один десяток тысяч километров. Поэтому в принятии решения о дальнейшем движении определяющим фактором является наличие увеличения интенсивности стука. Если такое замечено, движение необходимо прекратить, а двигатель заглушить.

Стук в двигателе при запуске на холодную

Начнем с того, что холодный старт для двигателя, мягко говоря, не очень полезен для силового агрегата, поэтому лучше бы вам приехать на диагностику. А причин, почему слышен стук при запуске двигателя на холодную, примерно с десяток. Чтобы начать самостоятельно устранять это явление, надо точно знать, из-за чего появляется стук. Давайте вспомним самые популярные причины.

1) Засорение масляной магистрали или износ её элементов. Меняется либо какой-то конкретный элемент, либо сразу несколько: масляный фильтр, вкладыши коленвала, гидрокомпенсаторы, распредвалы и шестерни, подшипники роккеров, гидронатяжитель. Проверить цепь, уровень и состояние масла, при необходимости – заменить его.

2) Износ подшипников. Если выходят из строя коренные, будет слышен стук в нижней части двигателя, при дефекте шатунных звук более звонкий, ясный, и пропадёт при выключении зажигания. В обоих случаях можно заменить вкладыши.

3) Нагар в камере сгорания. К стуку добавится выхлоп – более дымный, чем обычно, а также можно заметить, что двигатель перегревается нехарактерно быстро. Удалить нагар, сменить тип топлива на более качественный.

4) Не те свечи зажигания. Редко, но случается так, что калильное число не соответствует типу двигателя. Если при запуске двигателя слышен стук, а при визуальном осмотре на свечах виден нагар, которого по времени использования быть не должно, надо заменить свечи.

5) Цилиндр и поршни двигателя. Когда появляется увеличенный зазор между цилиндрами и поршнями, при холодном запуске двигателя слышен стук из-за того, что детали утратили исходный размер и нуждаются в замене или перешлифовке.

Другие причины тоже могут быть обнаружены, но всё индивидуально и при фактическом осмотре. Не рекомендуем действовать наугад, всё же двигатель – это серьёзно, ошибки в действиях, сборке, замене деталей могут привести к капитальному ремонту, а это намного дороже, чем профессиональная точная диагностика текущей поломки и устранение дефекта опытным мастером.

Стук при работе дизельного двигателя

Каждый любитель знает звук двигателя своего авто. Как правило, он тихий и размеренный, без примеси посторонних шумов. Однако появление посторонних звуков, и особенно, стука, даёт повод беспокоиться многих владельцев автотранспортных средств. Причины стука могут быть самыми разнообразными. Одни свидетельствуют о необходимости проведения планового техобслуживания, другие сигнализируют о серьёзных неисправностях и необходимости срочного ремонта дизельного двигателя.

Среди всевозможных неполадок в работе мотора, стук при работе дизеля – наиболее распространённое явление. При этом важно отличать шумы мотора от звука ходовой части. Определить заочно причину стука без проведения диагностики двигателя невозможно, поскольку многие элементы системы могут издавать подобные шумы. Стучать может как недостаточно затянутая деталь, так и вышедший из строя элемент мотора. В любом из случаев, откладывать визит в автосервис не стоит.

Характеристика стука

Посторонние звуки, производимые в силовой установке, разделяются по четырем основными критериями:

• Сила;
• Звучание;
• Цикличность;
• Причина и следствие шума.

По силе стук может быть едва уловимым, средним и громким. При слабом стуке можно продолжать эксплуатировать автомобиль, однако заехать в автосервис для диагностики всё же стоит. Если постукивание имеет среднюю интенсивность, то следует в короткий срок поставить машину для проведения диагностических работ и планового обслуживания.

При появлении громких отчётливых стуков внутри двигателя, следует срочно прекратить эксплуатацию автомобиля, поскольку все признаки указывают на существенные проблемы в работе мотора. Доставлять такой автомобиль в автосервис лучше всего на эвакуаторе или буксире.

Как и сила, звучание стука может быть различным: звонким (металлическим) и глухим. Звонкий стук свидетельствует о соприкосновении двух твёрдых элементов без масляной прослойки, а глухой – об ударе деталей, одна из которых мягкая, и при этом присутствует масляная прослойка.

Характеристика цикличности удара позволяет определить степень необходимости в срочном ремонте. Так, спонтанный или стук, возникающий без системы, может быть началом неполадок с мотором, а может быть причиной навесного оборудования (например, незакреплённого генератора). Если же стук носит регулярный характер, то следует немедленно обратиться к услугам специалистов.

Причины стука в дизельном моторе

Стук сам по себе – следствие удара одного элемента о другой. Самые распространённые причины стука дизеля следующие:

1. Проблемы распределительного вала

Отличительной чертой неполадок распределительного вала является глуховатый стук дизеля на холодную. После прогрева двигателя на подшипники поступает масло и стук уходит. В таком случае можно говорить о существенном износе валовых подшипников. Он вызван наличием в моторном масле всевозможных примесей, которые в ходе работы приводят к появлению царапин на валу. Если эту проблему не устранить, то в дальнейшем стук будет распространяться и на прогретый мотор.

2. Неполадки в коленчатом вале

Стук коленвала возникает по причине износа шеек или вкладышей и увеличения расстояния в подшипниках. Это приводит к снижению качества работы моторного масла и недостатку смазочной жидкости на подшипниках, а также попаданию воды или антифриза в масле и деформации шеек коленчатого вала.

3. Неисправность форсунки, заклинивание иглы в распылителе, а также неисправность топливного насоса высокого давления (ТНВД)

Постукивание плунжера (поршня цилиндрической формы с длиной, превышающей его диаметр) ТНВД вызвано низким качеством дизельного топлива, при этом возможен стук дизеля на холостых оборотах и при их добавлении. Кроме того, шумы топливного насоса могут появляться совершенно неожиданно, во время движения.    

4. Сбой фаз распределения газа

Как правило, такая «клиническая картина» проявляется тогда, когда длина поршня недостаточная для того, чтобы достать до клапанов. Это вызывает сбои в работе, и, как следствие, — характерный стук.

5. Недопустимое приближение к поршню

Кроме стука дизельного двигателя существую другие шумы-«обманщики», которые имеют отличную от моторной природу. Разобраться с каждым конкретным случаем вам помогут специалисты автосервиса «Дизель-Моторс». Мы точно установим причину стука вашего автомобиля и профессионально устраним все неполадки быстро и недорого. Мастера «Дизель-Моторс» рекомендуют: не глушите стук мотора громкой музыкой, а своевременно его устраняйте!

5 причин, по которым двигатель автомобиля стучит при запуске, а затем уходит

Утро понедельника, у вас были хорошие расслабляющие выходные, когда вам даже не пришлось выходить из дома. Теперь вы заводите машину, чтобы начать утреннюю поездку на работу, и слышите стук из моторного отсека. Вы даете ему несколько мгновений, и как только ваша машина проработает 30-60 секунд, может быть, даже минуту или две, шум утихнет, и ваша поездка пройдет без проблем. Если вы замечаете это каждый раз, когда запускаете машину из холодного состояния, есть несколько вариантов того, что это может быть.Мы выделили 5 наиболее распространенных причин и то, что вы можете с ними сделать, поэтому читайте дополнительную информацию.

Поршень

Шлепок поршня — очень частая причина шума двигателя при холодном запуске. Обычно он не развивается в двигателях с пробегом менее 150 000-200 000 миль. Удар поршня — это то, что происходит, когда поршень и стенка цилиндра больше не имеют жестких допусков нового двигателя, и поршень «качается» из стороны в сторону под небольшим углом внутри цилиндра вместо плавного движения вверх и вниз.

Это может произойти из-за физического износа стенок цилиндра, неправильной формы цилиндра или дефекта конструкции. Если поршни и отверстия цилиндров настроены и обработаны в соответствии с правильными характеристиками и допусками, ударов поршня не должно произойти. Это одна из причин, по которой звук шлепка пропадает через короткое время после запуска. Если чрезмерный зазор минимален, он также будет часто исчезать, поскольку головка поршня нагревается и расширяется.

Правильного давления масла часто бывает достаточно, чтобы заполнить чрезмерный зазор, но если нет, есть два варианта: вы можете справиться с этим и отпустить его, или вы можете провести ремонт двигателя.Вы, конечно, можете просто справиться с этим какое-то время, поскольку удар поршня сам по себе не является потенциально катастрофическим отказом, но повреждение юбки поршня и стенок цилиндра может быть. Ремонт, хотя и намного дороже, также позволит вам проверить и заменить любые другие потенциально изношенные детали. Если у вас есть опыт работы с двигателями, вы можете сделать это самостоятельно, но если вы не делали этого ранее, вам, вероятно, понадобится профессионал, который выполнит эту работу, чтобы убедиться, что нет проблем.

Липкие подъемники

Лифты с залипающими клапанами — распространенный источник шума при холодном пуске, который часто называют стуком, но это больше похоже на громкий тикающий звук. В вашем двигателе может образоваться липкий толкатель клапана или два из-за нескольких факторов. Они могут создавать неприятный шум из-за типа используемого масла, типа масляного фильтра, состояния масляного насоса, общего пробега, положения кулачка при остановке и даже любых недавних работ, связанных с их перемещением.

Если вы работаете с маслом с более высокой вязкостью, ему потребуется больше времени, чтобы циркулировать в двигателе, обеспечивая покрытие клапанов, подъемников и других компонентов. Если вы недавно произвели замену масла и использовали моторное масло немного большей массы, чем обычно, то это могло быть причиной замены. Еще одна причина залипания подъемников, связанная с маслом, — это использование фильтра без дренажного обратного клапана или более качественного фильтра с лучшим клапаном. Например, считается, что фильтры Fram имеют дешевый клапан и часто допускают обратный слив масла.

Другая возможность — это общий пробег транспортного средства, поскольку изношенный двигатель с пробегом в несколько сотен тысяч миль будет иметь больше зазоров и допусков, которые может не заполнить масло. Это может привести к механическому шуму. Хорошими временными мерами в этом сценарии будет использование более тяжелого масла для большей амортизации компонентов. Иногда положение кулачка при остановленном двигателе может вызвать слив одного или двух подъемников, но это не будет происходить каждый раз, поэтому, если вы замечаете шум как разовый или редко возникающий шум, вам, возможно, не придется беспокоиться об этом, но все же благоразумно взглянуть на него.

Последняя возможность определить, заедают ли подъемники, — это если вы в последнее время выполняли какие-либо работы с компонентами крышки клапана. Подъемники, штанги и пружины изнашиваются группами, поэтому необходимо следить за тем, чтобы каждый комплект был вместе, переустановка их в одном месте с теми же партнерскими частями может устранить множество последующих проблем с посадкой и шумом.

Если ваши подъемники застревают, и время, необходимое для того, чтобы они перестали шуметь, становится все больше и больше, возможно, пришло время их полностью заменить.Это будет довольно дорого, если вы отнесете свой автомобиль в магазин или к механику. Если вы все же решите самостоятельно заменить толкатели клапана, пружины и толкатели, вам понадобится несколько специализированных инструментов и полный набор компонентов. Не пытайтесь просто заменить один или два подъемника за раз, их нужно будет заменять одновременно.

Изношенные детали

Еще одним частым виновником шума двигателя при холодном запуске являются аксессуары, прикрепленные к двигателю, которые ошибочно принимают за стук и шум двигателя.Изношенные аксессуары, такие как водяной насос, насос гидроусилителя рулевого управления, генератор и выпускной коллектор, могут создавать шум при запуске, который часто описывается как стук при передаче симптомов ремонтному агенту. Многие из этих шумов можно рассматривать как нормальную работу, и они будут работать в достаточной мере до полного отказа.

По мере износа такие вещи, как водяной насос, насос гидроусилителя рулевого управления и генератор, могут проявлять признаки неминуемой поломки. Эти признаки часто представляют собой гармонический шум, который слышен при запуске, но вскоре уходит.Обычно это происходит из-за того, что подшипник на шкиве одного из них начинает выходить из строя, и поэтому он издает шум во время запуска, который обычно исчезает, когда масло циркулирует или подшипники нагреваются и немного расширяются, что делает работу более плавной и тихой.

Также есть сообщения о звуках запуска, которые звучат как пинг, стук или тик, когда есть небольшая утечка в выпускном коллекторе. Это не только приведет к неприятному звуку, который будет очень заметен, но и, как правило, исчезнет вскоре после запуска.Как только коллектор нагревается, тепловое расширение должно перекрыть утечку, исключить звон и снизить шум в работе в целом.

Износ коренного подшипника

Главный подшипник кривошипа также часто сильно изнашивается при большом пробеге. Центральный основной подшипник изнашивается, и коленчатый вал больше не имеет надлежащего допуска и неоднократно ударяется о упорный подшипник в течение нескольких секунд, пока кривошипно не нагреется достаточно от работы, чтобы заполнить открытое пространство и на время остановить удар.Как только двигатель остынет и кривошип немного сузится, эта проблема повторится. Это будет означать, что это с большей вероятностью произойдет после длительных периодов с выключенным двигателем и реже при запуске двигателя после короткой остановки.

Обычно это не вызывает каких-либо других механических проблем и будет просто мешать, пока не будет устранено. Один из способов не допустить ухудшения — следить за своим маслом и убедиться, что подшипник не оставляет металлической стружки, или даже уронить масляный поддон и убедиться, что на нем нет металлического мусора.

Обратный слив масла

Обратный слив масла — очень частая причина стуков или механических шумов при запуске двигателя. Обычно ваш масляный фильтр имеет специальный клапан, называемый обратным клапаном, который предотвращает движение масла в обратном направлении через систему и слив из блока и фильтра.

Когда этот клапан не уплотняется должным образом или отсутствует, как в некоторых более дешевых фильтрах, тогда ваш масляный насос должен прокачивать масло через все чувствительные части вашего двигателя каждый раз, когда вы заводите машину.Это может вызвать значительный шум в течение короткого периода времени, пока масло не начнет циркулировать и не начнет амортизировать и защищать детали двигателя.

С высококачественными масляными фильтрами клапан также является высококачественным и сохраняет масло в блоке двигателя, готовое к следующему запуску двигателя. Хранение этого масла в двигателе смягчает последствия следующего запуска, так как ничто не должно работать «всухую» в течение короткого периода времени.

С более дешевыми масляными фильтрами этот обратный клапан часто дешевле или полностью исключается из производственного процесса.Это означает, что когда вы выключаете автомобиль, масло стекает из двигателя и собирается в масляном поддоне, а сливной поддон должен полностью рециркулировать масло при каждом запуске автомобиля. Когда это происходит, вы можете услышать значительные стуки и шум, пока масло перекачивается во все части двигателя.

Связанный: плохо ли, если ваша нефть пахнет газом?

Щелчки двигателя при холодном запуске — это неприятность, а не катастрофа.

A Удар поршня, шум клапанного механизма или другая проблема? Использование стетоскопа механика для определения местоположения шума позволило бы точно определить источник. Щелчок или резкое постукивание крышки клапана в верхней части двигателя указывало бы на шум клапанного механизма.Тупой звук постукивания или хлопка со стороны блока цилиндров больше указывал на удар поршня. Удар поршня происходит на холодном двигателе, когда зазор между нижней юбкой поршня и стенкой цилиндра позволяет поршню слегка раскачиваться или взводиться при рабочем ходе вниз и ударяется о стенку цилиндра, создавая этот немного более глухой звук постукивания.

Другая возможная причина называется CCDI или помехой от отложений в камере сгорания.Этот шум при холодном запуске вызван скоплением нагара на головке поршня и своде камеры сгорания, вызывая физический контакт и относительно резкий щелчок в самом верху хода поршня.

Оба шума имеют тенденцию уменьшаться по мере прогрева двигателя.При ударе поршня алюминиевая юбка поршня немного расширяется при нагревании, устраняя лишний зазор между юбкой и стенкой. При использовании CCDI зазор между днищем поршня и крышей камеры увеличивается по мере нагрева двигателя, что исключает контакт. Обезуглероживание камер сгорания с помощью SeaFoam или профессиональная индукционная очистка уменьшит или исключит CCDI.

Эти типы шумов не являются катастрофическими и обычно не означают, что серьезная проблема с двигателем неизбежна.С пробегом двигателя 105 000 миль, я бы посоветовал просто немного прогреться перед тем, как отправиться в путь.

Honda рекомендует проверять клапанный зазор на 110 000 миль. Разве не было бы интересно, если бы относительно простая регулировка клапана устранила щелчки при запуске?

Q У меня шестицилиндровый Ford Escape 2005 года выпуска с пробегом 180 000 миль.При езде по автостраде он начал терять мощность, из-под капота шел дым. Я остановился, и двигатель заглох. Под грузовиком был масляный след и лужа. Масляный фильтр и пробка не протекали. Я слил то, что осталось от масла, долил его и установил новую масляную пробку. Я снова ехал по трассе, и примерно в четырех милях от дома произошло то же самое. Нижняя и задняя части двигателя покрыты маслом. Сторона масляного фильтра полностью высохла, а другая сторона промокла.Может быть, прокладка под головку?

A На ум приходят две разные возможности. При потере мощности на большой скорости каталитический нейтрализатор и / или выхлопная система могут быть частично забиты или заблокированы, создавая избыточное противодавление выхлопных газов.Это может привести к перегреву выхлопных труб и головок цилиндров, что приведет к чрезмерному расходу масла.

Более вероятно, что управляемый компьютером клапан принудительной вентиляции картера (PCV) застрял в закрытом положении или вышел из строя. Это вызовет повышение давления внутри двигателя и вытеснение масла из уплотнений и прокладок.

Для разработки этого сценария потребуется некоторое вождение, что может объяснить, почему это происходит во время движения по автостраде.

Q У меня Jeep Grand Cherokee 1998 года выпуска.Несколько ребер в нижней части радиатора немного повреждены, и он протекает. Есть ли какой-либо продукт для устранения утечек, кроме замены радиатора? Я заменил его полтора года назад и очень не хочу покупать новый радиатор.

A Я добился успеха с Silver Seal и Mendtite.Но если есть физическое повреждение, не ожидайте, что продукт для остановки утечки будет постоянным ремонтом. С учетом сказанного, я не вижу причин не попробовать.

АВТОМОБИЛЬ Q&A: Пинги при разгоне с холодного пуска

Q:

У меня Тойота Королла 05, куплена новой.Это была отличная ходовая машина, за одним исключением. Вот уже несколько лет, когда осенью становится холоднее, при разгоне с холодного старта возникает проблема звона. В середине зимы он никогда не уходит, даже когда двигатель прогрет. Я пробовал бензин премиум-класса, и дилер пытался отрегулировать время, но безрезультатно. Есть идеи относительно того, что мне делать, кроме игнорирования проблемы?

А:

Звонок в холодном двигателе необычен, потому что этот звук создается вибрациями двигателя из-за слишком раннего воспламенения топлива.Это может быть вызвано неправильной синхронизацией зажигания, неправильными свечами зажигания, высокой степенью сжатия или горячими точками в цилиндре. Холодный зимний воздух обычно уменьшает все эти «звенящие» условия, потому что он предотвращает слишком быстрое воспламенение топлива.

Первой моей мыслью было винить клапан EGR (рециркуляции выхлопных газов). Этот клапан повторно вводит выхлопные газы в цилиндры, чтобы снизить давление и температуру в цилиндрах. Это делается в крейсерских условиях, чтобы снизить выбросы выхлопных газов. Однако клапан рециркуляции ОГ закрывается во время ускорения, поэтому может быть произведена максимальная мощность.Следовательно, клапан системы рециркуляции ОГ не должен вызывать проблемы, даже если он застрял в открытом или закрытом положении.

Возможно, проблема связана с компьютерной программой, которая контролирует угол опережения зажигания при работе холодного двигателя, но я не смог найти информации об обновленных программах для вашего автомобиля. Поскольку ни топливо премиум-класса, ни другое время зажигания не помогли, я подозреваю, что слышимый вами шум может не быть звуком от двигателя. Это может быть дребезжание, вызванное теплозащитным экраном на выхлопе, незакрепленной перегородкой внутри каталитического нейтрализатора или глушителя или соприкосновением деталей двигателя с корпусом из-за мягкой или сломанной опоры двигателя.Хотя эти предположения могут показаться абсурдными, диагностика шумов много раз сбивала меня с пути.

Сначала поищите помятые или сломанные тепловые экраны. Временно удалите поврежденный, чтобы увидеть, исчезнет ли «пинг». Постучав по выхлопной трубе резиновым молотком, можно найти незакрепленную перегородку. Если затормозить двигатель на передаче, пока кто-то проверяет его движение, можно обнаружить слабые опоры двигателя. У меня нет объяснения, почему шум появляется только в холодную погоду, кроме того, что металл сжимается с холодом.Возможно, это позволяет детали двигаться. Чтобы выявить эту проблему, потребуется время. Хотел бы я помочь больше.

Вопрос:

У меня Джип Чероки 2006 года выпуска. У меня была течь в радиаторе, и я устранил ее, добавив в охлаждающую жидкость Bars Leak. Однако я думаю, что возникла воздушная пробка, так как после этого охлаждающая жидкость из резервуара не сливалась в двигатель. Я снял один из шлангов рада (у него нет ни заливной горловины радиатора, ни крышки) и таким образом залил охлаждающую жидкость в двигатель.Он не перегревается и вроде бы все в порядке, однако он по-прежнему не сливает охлаждающую жидкость из резервуара в двигатель, и я считаю, что в системе все еще может быть воздушная пробка. Как лучше всего решить эту проблему, добавив больше охлаждающей жидкости в сам двигатель, если это необходимо?

А:

Резервуар является частью системы охлаждения под давлением. Уровень охлаждающей жидкости в баках должен немного увеличиваться при повышении температуры охлаждающей жидкости и немного снижаться при ее остывании.Как правило, воздух следует продувать в резервуар во время работы двигателя, но иногда бывает трудно удалить весь его из головок и заблокировать. Если бы у вас была воздушная пробка (воздух в двигателе), вы, вероятно, испытали бы два симптома. Во-первых, двигатель может перегреться и выдуть охлаждающую жидкость из бачка. Во-вторых, обогреватель будет выдувать прохладный воздух.

Поскольку нагреватель является верхней частью системы охлаждения, воздух будет собираться там легче всего. Можно снять один шланг отопителя (при холодной системе охлаждения) и добавить охлаждающую жидкость в шланг, а можно частично снять шланг при работающем двигателе и снятой крышке бачка.Это приведет к выпуску воздуха и некоторого количества охлаждающей жидкости из шланга обогревателя. При необходимости долейте охлаждающей жидкости в бачок после повторного подсоединения шланга. Это должно устранить любые воздушные пробки.

Почему у меня стучит двигатель? 3 Возможные объяснения. — Блог AMSOIL

Существует несколько различных причин, по которым ваш двигатель может издавать стук, тиканье или свистящий звук. Давайте разберем каждую из них и поговорим о том, что может происходить.

Это звук, тик или гудок двигателя?

Стук одного водителя , тик другого водителя .Или пинг . Третьи сравнивают звук стука двигателя, который они слышат, с шариками, катящимися внутри банки из-под кофе.

Самовозгорание воздуха / топлива внутри цилиндров является частым источником детонации в двигателе.

Хотя описание звука может отличаться, обстоятельства, при которых он возникает, часто одинаковы — низкая скорость и высокий крутящий момент обычно возникают при ускорении.

Как происходит детонация в двигателе

Допустим, часы пробили 5:00, и вы пролетаете мимо своего грузовика и отправляетесь домой. Когда вы выкатываете педаль газа на парковке, вы слышите стук двигателя. Или пинг. Когда вы отпускаете газ, он уходит.

Вероятно, это связано либо с преждевременным зажиганием, либо с детонацией. По сути, это одно и то же явление, но происходит в разное время.

В правильно работающем двигателе искровое зажигание обычно происходит за несколько градусов до того, как поршень достигнет верхней мертвой точки (ВМТ).Такой тщательный расчет времени гарантирует, что направленная вниз сила взрывающейся топливно-воздушной смеси работает в тандеме с направленным вниз импульсом поршня, что приводит к оптимальному КПД и мощности.

Плохое время

Pre-ignition (и его родственник, low-speed pre-ignition [LSPI]) — это аномальные события сгорания, которые нарушают этот точный баланс. При определенных условиях топливо / воздух могут самовоспламеняться слишком рано в цикле сгорания. Иногда виновато низкооктановое топливо; иногда это налет на днище поршня.

Топливо со слишком низким октановым числом для вашего двигателя может спорадически воспламениться до того, как поршень достигнет ВМТ.

Или куски углерода могут нагреваться и создавать горячую точку, которая эффективно воспламеняет топливо / воздух до того, как загорится свеча. Затем, когда свеча действительно срабатывает через долю секунды, два фронта пламени сталкиваются. В определенных условиях они могут столкнуться с движущимся вверх поршнем. Возникающая в результате ударная волна сотрясает поршень внутри цилиндра, создавая стук, звон или звук мраморной плитки, который вы слышите.

Детонация имеет тот же эффект, за исключением того, что она происходит после срабатывания свечи.

Компьютеры в современных транспортных средствах могут обнаруживать детонацию в двигателе и компенсировать ее, регулируя синхронизацию двигателя. Хотя это предохраняет ваш двигатель от разрушения, производительность и экономия топлива могут пострадать.

Тик, тик, тик

Допустим, ваш двигатель тикает как бомба замедленного действия, особенно утром, когда холодно. Вероятно, у вас проблема с клапанным механизмом.

Ваш двигатель использует впускные клапаны для подачи чистого воздуха в цилиндры и выпускные клапаны для удаления отработавших газов сгорания.Клапаны открываются и закрываются тысячи раз в минуту в слаженном вихре активности.

Точно сбалансированная система деталей — коромысел, стержни клапанов, кулачки, толкатели — контролирует их движения. Зазоры между этими частями, известные как lash , могут становиться неплотными (или sloppy в автомобильной номенклатуре). Когда это происходит, все эти движущиеся части, стучащие друг о друга, могут издавать тикающий звук.

Это особенно заметно утром, когда масло еще не успело циркулировать в верхней части двигателя.

Во многих двигателях используются гидравлические подъемники, в которых используются поршень и пружина, работающие под давлением масла, для компенсации зазора, помогая обеспечить плавную и тихую работу системы.

Надлежащее давление масла играет большую роль в работе клапанного механизма и шума. Низкое давление масла может снизить эффективность гидравлических подъемников, увеличивая зазор. Скорее всего, это произойдет с обычным маслом низкого качества, которое разжижается при высоких температурах, не позволяя двигателю развивать хорошее давление масла.

Если стержни стучат …

Стук штанги — еще одно возможное объяснение звука стука двигателя.

Ваш двигатель построен с расчетным зазором между шейками коленчатого вала и шатунами. В правильно работающем двигателе, использующем хорошее масло, моторное масло заполняет эти зазоры и предотвращает контакт металла с металлом.

Но, допустим, вы использовали некачественное обычное масло.

При высоких температурах масло разжижается, а жидкая пленка ослабевает.Давление между шейками кривошипа и шатунами выдавливает масло из зазоров. Теперь металл скользит по металлу, стирая поверхности и увеличивая зазоры. Со временем зазоры увеличиваются настолько, что вы начинаете слышать стук металлических поверхностей друг о друга. В конце концов, они свалятся вместе и разрушат двигатель.

Уменьшение шума при работе двигателя

Звучит ужасно. Но иногда вы можете решить проблему преждевременного зажигания, используя газ с более высоким октановым числом или очистив двигатель от отложений с помощью очистителя топливной системы, такого как AMSOIL P.я. Улучшитель производительности.

Использование более качественного масла, которое лучше течет в холодную погоду и сохраняет вязкость в горячем состоянии, иногда может успокоить тиканье клапана.

Удар по стержню — худший из трех. После того, как зазоры между шейками кривошипа и шатунами увеличились из-за износа, катастрофическое повреждение станет лишь вопросом времени.

В любом случае посетите своего механика и решите проблему, пока она не усугубилась.

Итог…

Мораль этой истории состоит в том, чтобы просто заплатить немного больше сейчас за обслуживание вашего автомобиля, а не тратить много времени на его ремонт.

Используйте высококачественное масло, устойчивое к экстремальным температурам и поддерживающее правильное давление масла. Периодически очищайте отложения в камере сгорания топливной присадкой, такой как AMSOIL P.i.

Это поможет вашему автомобилю работать исправно и бесшумно в течение многих лет.

Обновлено. Первоначально опубликовано: 2 июня 2017 г. .

Почему двигатель вашего автомобиля может стучать (Подсказка: дело не в масле)

Я езжу на Honda Pilot Touring 4WD 2009 года выпуска.Я слышу стук при запуске двигателя. В конце концов, через пару минут становится относительно тихо. Было бы неплохо начать использовать синтетическое масло? — Ross

Когда вы слышите стук, стук в двигателе — синтетическое масло, вероятно, не решение, говорят эксперты.

«Существует ряд возможных причин стуков или свистящих звуков в двигателях транспортных средств», — говорит Хаято Мори, менеджер по планированию продукции Honda Canada. «Могу сказать, что переход на синтетическое масло вряд ли станет вашим ответом — Honda Pilot не требует синтетического масла.»

История продолжается под рекламой

Как правило, когда двигатель издает странные звуки, часто виноват удачно названный стук двигателя. Когда двигатель работает нормально, свечи зажигания воспламеняют бензин точно синхронизированными волнами, которые движутся поршни.

Если бензин воспламеняется сам по себе до того, как загорится свеча зажигания, из-за давления в двигателе или высокой температуры двигателя, он взрывается, издавая стук или свистящий звук.

«Иногда стучащие звуки могут быть вызваны использованием неправильного типа топлива для конкретного транспортного средства, например, используя обычный неэтилированный бензин, если транспортному средству требуется топливо с более высоким октановым числом », — говорит Мори.«В других случаях звуки могут быть вызваны неисправностью точки зажигания. Проблемы, которые попадают в эту категорию, включают свечи зажигания, которые необходимо заменить, проблемы с синхронизацией зажигания или любое количество других возможностей»

Октановое число бензина отражает, насколько быстро он воспламенится. Если двигатель разработан для премиум-класса (91), использование более дешевого бензина с более низким номиналом может вызвать детонацию. Как правило, эксперты советуют пробовать бензин с более низким октановым числом в автомобилях, требующих премиум-класса (при условии, что более высокое октановое число рекомендуется, но не требуется), и переключаться обратно, если происходит детонация.

Но в руководстве для пилота говорится, что он предназначен для работы на «неэтилированном бензине с октановым числом 87 или выше». Это нормально. Он предлагает переключиться на премиум при буксировке.

Мори предполагает, что стук вашего пилота может быть вызван «свечами зажигания, которые необходимо заменить, проблемами с синхронизацией зажигания или любыми другими причинами».

Но опять же, тип моторного масла, который вы используете, вероятно, не входит в их число, — говорит Джей Кавана, технический редактор Edmunds.com.

История продолжается под рекламой

«Тип масла не имеет никакого отношения к традиционному стуку двигателя (также известному как детонация, гудение), так или иначе», — говорит Кавана.

Тем не менее, в Интернете есть рассказы людей, которые говорят, что переход на синтетическое масло решило проблему детонации в двигателе — другие говорят, что переход на синтетическое масло вызвал стук в их автомобилях.

Кавана говорит, что единственная проблема, связанная с маслом, которая может вызвать звук в двигателе, — это нехватка масла.

«К тому времени, тип масла, синтетическое или обычное, уже является спорным вопросом», — говорит он.

Читатели, если вы слышали похожий звук при запуске автомобиля (независимо от того, был ли у вас этот стук, чтобы сбить его) — присоединяйтесь к разговору.

Присылайте вопросы по обслуживанию и ремонту автомобилей по адресу globedrive@globeandmail.com

Вот почему холодный старт такой чертовски громкий

Нам нравится холодный старт в CT, но задумывались ли вы, почему ваша машина громко звучит при первом запуске? Объясняем, почему

Если вы в последний раз не водили машину, или если на улице достаточно мороза, чтобы мечтать о нагретом рулевом колесе, звук вашей машины может немного отличаться от обычного, когда вы ее заводите.Холодный старт может превратить скромный люк в ревущий грузовик-монстр, а что-то более мощное, например, V8 Mustang, может вызвать дрожь по позвоночнику. Наслаждайтесь мощностью (и ярким светом соседей) в течение тех нескольких секунд, пока машина снова не начнет нормально работать на холостом ходу, и вы не сможете тронуться с места.

Холодный старт — одно из величайших удовольствий для любого бензолюбителя, но почему автомобиль всегда звучит особенно фруктово после того, как он какое-то время бездействует, особенно в холодных условиях?

V10 звучат особенно резко при холодном запуске

Для начала, ЭБУ автомобиля решает, что двигатель должен работать на холостом ходу выше, когда двигатель холодный, чтобы предотвратить его остановку.Это запрограммировано в ЭБУ через стартовую карту, которая позволяет более богатой воздушно-топливной смеси поступать в цилиндры. В идеале эффективное сгорание происходит при более высокой температуре, чем температура окружающей среды холодного двигателя, когда топливо может испаряться естественным образом и сгорать.

В холодную погоду в топливовоздушную смесь добавляется больше топлива, чтобы восполнить недостаток естественного испарения. Таким образом, ЭБУ считает, что AFR (соотношение воздух-топливо) беднее, чем обычно (ниже стехиометрического отношения 14.7: 1), поэтому он компенсирует это дополнительным топливом, чтобы восполнить несгоревшее топливо из-за холода.

Поскольку это увеличение количества топлива может потенциально привести к засорению системы зажигания и, следовательно, к остановке двигателя, ЭБУ увеличивает частоту вращения двигателя на начальных холостых оборотах, чтобы убедиться, что все избыточное топливо вытесняется из цилиндров быстрее, чем обычно. .Как только желаемая температура двигателя будет достигнута, частота вращения холостого хода медленно снизится до обычного значения. ЭБУ делает это, возвращая AFR обратно к стехиометрической смеси для двигателя, точно так же, как воздушная заслонка на автомобилях с карбюраторами. Любой избыток топлива, который попадает в выхлопную систему, обычно испаряется вторично нагретым воздухом, с которым он смешивается в коллекторе, при этом сгорание помогает нагреть каталитический нейтрализатор от холода и увеличивает объем для холодного запуска.

Bosch, компания, которая кое-что знает об управлении двигателем, прекрасно резюмирует все это:

«Бензин менее склонен к испарению, когда он холодный.Даже если оно испаряется в достаточной степени, некоторое количество топлива конденсируется на холодных частях двигателя, прежде чем его можно будет сжечь. Двигателю требуется дополнительное топливо для запуска, поэтому, несмотря на проблемы испарения и конденсации, двигатель по-прежнему получает горючую воздушно-топливную смесь ».

Компоненты двигателя также естественным образом слегка усадятся при его остывании, поэтому допуски уменьшаются, и двигатель может становиться «герметичным» по мере сжатия компонентов.Смазочное масло также будет иметь повышенную вязкость по мере охлаждения, что означает, что компоненты будут смазываться немного меньше, чем обычно. Следовательно, дополнительная частота вращения двигателя, реализуемая ЭБУ, позволяет двигателю увеличивать крутящий момент через коленчатый вал, вращая компоненты двигателя и помогая им противостоять небольшому увеличению механического трения, вызванного герметичностью.

Как упоминалось ранее, до того, как впрыск топлива стал нормой для двигателей внутреннего сгорания, был нужен дроссельный клапан для создания более насыщенного AFR при запуске.При ручном управлении при повороте ключа клапан закрывался над впускным отверстием для воздуха в карбюратор, таким образом «перекрывая» AFR и создавая богатую смесь, чтобы двигатель не заглох. Затем вам нужно будет определить, когда двигатель будет достаточно прогрет, чтобы снова медленно открыть клапан, позволяя полностью циркулировать воздуху обратно в карбюраторы. К счастью, в системах впрыска топлива полностью заменены карбюраторы, так что теперь ЭБУ делает всю эту тяжелую работу за вас.

Хотя он может разбудить ваших соседей по утрам — особенно в сочетании с отсутствием глушителя выхлопа — функция холодного запуска в ECU является необходимостью в наши дни, поскольку мы отказались от воздушной заслонки как механическое устройство.Холодные зимние месяцы могут быть морозными, влажными и немного удручающими, но холодный старт наверняка вызовет улыбку у любого истинного заправщика, в любую погоду. Черт возьми, он даже обеспечивает достойный саундтрек, пока вы удаляете лед с лобового стекла, так что кто может жаловаться!

Спросите! с Джеффом Смитом: Почему стучит двигатель производительности?

Недавно я купил действительно потрясающий уличный Camaro с малым блоком 355ci, 4-ступенчатым Super T-10 и 4-ступенчатым 12-болтовым.10 передач. Двигатель работает отлично и с трудом тянет до 6500 об / мин, но на холодном двигателе он сильно стучит. Когда я впервые взял машину на тест-драйв, она была уже прогрета от парня, который проехал на ней до меня. Но после того, как я купил машину и на следующий день поехал на ней, она сильно пострадала, когда я впервые ее завел. После того, как он нагреется, он уже не такой громкий. Но сначала это звучит так, как будто стержни выскочат прямо из поддона, когда двигатель холодный. Я позвонил парню, который продал мне машину, и он сказал, что это нормально, потому что в ней есть гоночные поршни и что двигатель в порядке.Не уверен, что верю ему. Он говорит, что не стоит об этом беспокоиться, потому что двигатель всегда делал это, и двигатель без проблем проезжает много миль. Он только что заложил мне сломанный мотор? D.L.

Без информации из первых рук и без слышимого стука это трудный вызов, но есть и другое объяснение, помимо плохих подшипников шатуна. Во-первых, если у двигателя плохой подшипник, то стук будет постоянным, а не только при холодном двигателе. В холодном состоянии масло гуще, поэтому, если бы был стук штока, я бы подумал, что он будет гораздо более частым и громким, когда двигатель прогрет, а не когда он холодный.

Сказав это, я имел обыкновение иметь небольшой блок Chevy , который на холоде издавал слышимый четырехсекундный стук. Вероятно, это был стержневой подшипник, но шум исчез, как только установилось полное давление масла.

Если вы считаете, что двигатель неисправен, вы можете отправить образец масла в любое количество различных компаний в Интернете, которые проводят анализ масла. Если в масле есть материал подшипника, они немедленно сообщат вам об этом. Я нашел компанию под названием Blackstone Labs , которая пришлет вам бесплатный комплект.Стандартный анализ масла стоит менее пятидесяти долларов. Это довольно дешевая страховка.

Есть другое объяснение. Вы упомянули, что предыдущий владелец сказал, что у этого двигателя гоночные поршни . Предположим, речь идет о кованых поршнях. Кованые поршни изготавливаются из двух различных алюминиевых сплавов — 2618 и 4032. Основное различие между двумя сплавами заключается в содержании кремния, при этом поршень 4032 содержит больше кремния. В результате поршням 2618 требуется гораздо больший холодный зазор — обычно около 0.004 до 0,005 дюйма. Это сделано для компенсации того, на сколько поршень расширится при достижении нормальной рабочей температуры. Это зазор между юбкой поршня и стенкой цилиндра. Поскольку в поршне 4032 больше кремния, он почти не «растет», а это означает, что рабочий зазор в холодном состоянии примерно вдвое меньше, чем у поршня 2618.

Чистым результатом всего этого является то, что поршень типа 2618 будет шумным при первом запуске с холодным двигателем. В зависимости от того, как был собран двигатель и какой зазор между стенкой цилиндра и юбками поршня, это может вызвать шум двигателя.Как правило, когда двигатель достигает своей нормальной рабочей температуры — при температуре воды от 180 до 190 градусов и температуре масла выше 200 градусов по Фаренгейту, шум поршня (часто называемый хлопком поршня) не должен быть заметным.

Я предполагаю, что ваш двигатель оснащен 2618 поршнями, которые могут быть немного шире, чем должны быть, и это источник вашего шума. Конечно, здесь нет никаких гарантий, поэтому проверка качества масла будет очень хорошей идеей. Если вы решите, что этот шум слишком нежелателен — единственное реальное решение — новые поршни.

Рекомендуется, что если стенки цилиндра в хорошем состоянии, вы можете заменить существующие поршни на поршни из сплава 4032. Большинство крупных производителей поршней предлагают оба сплава, поэтому выбирайте внимательно. Я бы порекомендовал также заменить кольца, и, поскольку двигатель должен полностью разойтись, вам следует осмотреть подшипники и, возможно, также заменить их, если они выглядят сомнительно. Компании, которые продают поршни из сплава 4032, включают линейку поршней JE’s Sportsman, Mahle , Manley и Wiseco и многие другие.

JE Pistons также только что выпустила новое покрытие, которое может представлять интерес. Он называется Perfect Skirt и предлагает то, чего нет в предыдущих покрытиях для юбок. Покрытие Perfect Skirt наносится на поршень JE 2618 и наносится очень толстым слоем, чтобы минимизировать холодный зазор до стенки цилиндра. Покрытие спроектировано так, чтобы подвергаться самоистиранию и сжатию. Таким образом, часть покрытия будет сниматься в первые несколько запусков двигателя, но в конечном итоге покрытие создает минимальный зазор для предотвращения ударов поршня во время работы холодного двигателя.В промо-ролике « Perfect Skirt» JE «» говорится, что зазор между поршнем и стенкой уменьшен до 0,0005 дюйма, или половины одной тысячной. Это успокоит поршни.

Я не слышал, чтобы двигатель работал «до и после» с этим покрытием, поэтому я не могу сказать, действительно ли оно успокаивает двигатель, но это звучит как отличная идея. Конечно, сейчас это предлагается только для поршней JE, но вы можете изучить это. На данный момент они не предлагают поршень с покрытием Perfect Skirt для Small-Block Chevy, но это, вероятно, очень скоро изменится.

Двухтактный двигатель — схема и принцип работы

Современное машиностроение готово представить различные виды двигателей и механизмов, которые, так или иначе, облегчают жизнь человека. Одним из таких силовых агрегатов считается двухтактный двигатель внутреннего сгорания. В этой статье мы рассмотрим его подробный принцип действия, устройство, достоинства и недостатки, а также применение.

Принцип работы двухтактного двигателя

Двухтактный ДВС – это поршневой мотор, в котором сгорание топливовоздушной происходит не в камере сгорания, как в четырехтактных, а непосредственно в самом рабочем цилиндре. Устройство такого двигателя мало чем отличается от конструкции четырехтактного. В своем составе он имеет все те же детали, что и обычный, поршневой ДВС – это поршень, цилиндр и кривошипно-шатунный механизм.

В блоке цилиндров устанавливается поршень, внутрь которого посредством специальной втулки вмонтирован шатун. в нижней части шатуна также располагается коленчатый вал. Коленвал подвешивается посредством двух подшипников и погружается в специальный картер. Главное особенностью такого двигателя можно называть то, что смазывающий компонент и топливо смешиваются в одну смесь и подаются наравне с воздухом в камеру сгорания.

Принято считать, что мощность двухтактного двигателя значительно выше, чем у четырехтактного, однако если учесть, какую работу двигатель совершает на такой короткий ход поршня, то можно сделать вывод о его слишком низком коэффициенте полезного действия.

Как уже понятно из названия, такой двигатель имеет всего два рабочих такта, которые будут описаны ниже.

• Первый такт (сжатие). Поршень находится в нижней мертвой точке двигателя и начинает движение вверх. В процессе подъема через продувное отверстие в цилиндр попадает определенное количество топлива, которое смешано с маслом и воздухом. Как только поршень достигает отверстия, оно перекрывается и подача смеси прекращается. На этом же этапе перекрывается и выпускное отверстие. Поршень движется в верхнюю мертвую точку и сжимает смесь.
• Второй такт (рабочего хода поршня). В верхней мертвой точке происходит сжатие и воспламенение смеси. В результате небольшого взрыва, поршень под действием высокого давления начинает движение вниз, тем самым, открывает выпускное отверстие и дает возможность освободить цилиндр от отработавших газов. Часть масла, находящаяся в смеси остается на стенках цилиндра, а другая часть попросту выходит вместе с отработавшими газами. Поршень достигается самой нижней мертвой точки, и цикл начинается сначала.

Стоит отметить, что для более удачного искрообразования искра должна возникать чуть раньше, чем поршень достигнет верхней мертвой точки. Идеальным зажиганием можно назвать то, которое с увеличением числа оборотов двигателя дает искру еще раньше. Такая система напрочь отсутствовала до 2000-х годов. В те времена искрообразование было настроено под оптимальные обороты, а потому двигатель работал малоэффективно. В настоящее же время применяются специальные электронные коммутаторы, в которых имеется динамическое опережение в момент зажигания. Оно изменяется с увеличением или уменьшением числа оборотов двигателя.

Отличия двухтактного от четырехтактного ДВС

• Небольшие габариты силовой установки. Для такого двигателя нужно совсем мало место, что легко объясняет их применение на мотоциклах.
• Меньшая масса, по сравнению с обычным четырехтактным двигателем.
• Экономичный расход топлива. Это относится только к дизельному двигателю, когда расход топлива составляет всего 50% от среднего.
• Простота и эргономичность установки. Конструкция двухтактного двигателя не представляет собой ничего сложного, а потому поддается легкому обслуживанию и ремонту.

Недостатки 2 тактных моторов

• С уменьшением расхода топлива существенно увеличивается расход масла, так как заливается он наравне с топливом в бензобак двигателя. Дело в том, что конструкция подобной силовой установки не позволяет иметь специальный резервуар для хранения смазывающего вещества. В связи с чем, возникает необходимость добавления масло в  топливовоздушную смесь.
• Так как потребление воздуха в таких двигателях серьезно возрастает, то возникает необходимость применение воздушных фильтров особой конструкции.
• Из-за особенностей впускной и выпускной системы есть огромная вероятность непреднамеренной смеси отработанных газов со свежей смесью.
• Выбор двухтактных двигателей на рынке серьезно ограничен. Это делает их стоимость достаточно высокую.
• Неэффективная работа двигателя. Данная конструкция не позволяет создавать высокий коэффициент полезного действия.

Применение

Наибольшее применение двухтактные двигатели нашли в мототранспорте. Имея весьма небольшие размеры, такой мотор можно применять на мопедах, мотоциклах и мотороллерах. Кроме того, двигатели таких габаритов нашли широкое применение в бензиновых пилах. Дело в том, что для приведения цепи в действия совсем не нужны высокие характеристики, главное создать определенную частоту вращения, при которой бензопила будет способна справиться со своими основными обязанностями.

Помимо мотоциклетной техники, двухтактными двигателями малоактивно оснащали и автомобили. Как правило, это были небольшие малолитражки, предназначенные для поездок на небольшие расстояния по городу. Двухтактные двигатели применяются и по сей день на многих моторных лодках.

Это все, что необходимо знать о двухтактных двигателях внутреннего сгорания. При всех преимуществах и недостатках данного мотора, многие конструкторы отдают предпочтение именно четырехтактным двигателям, поэтому малообъемный мотор не нашел широкого распространения.

Принцип работы двухтактного двигателя внутреннего сгорания

Поршневые двигатели внутреннего сгорания (ДВС) широко используются в разных сферах человеческой жизни. Однако не все они работают одинаково. Между ними есть одно принципиальное отличие. В зависимости от конструкции рабочий цикл двигателя может состоять из двух или четырёх тактов. Поэтому и называется он соответственно двухтактным двигателем или четырехтактным. Это справедливо как для бензинового мотора, так и для дизеля.

Основные термины и определения

Принцип работы всех поршневых двигателей заключается в превращении энергии сгорания топлива в механическую энергию. Передаточным звеном является кривошипно-шатунный механизм. Для описания их работы используются следующие понятия:

• Рабочий цикл — это определённая последовательность взаимосвязанных событий, вследствие которых происходит преобразование энергии теплового расширения сгорающего топлива в механическую энергию перемещения поршня и поворота коленчатого вала.
• Такт — последовательность изменения состояния узлов и механизмов, происходящая в течение одного хода поршня.
• Ход поршня — это расстояние, которое проходит поршень внутри цилиндра между его крайними точками.
• Верхняя мёртвая точка (ВМТ) — это наивысшее положение поршня в цилиндре, при этом объем камера сгорания имеет минимальный объем.
• Нижняя мёртвая точка (НМТ) — максимально удалённое от ВМТ положение поршня.
• Впуск — заполнение цилиндра топливовоздушной смесью.
• Сжатие — уменьшение объёма смеси и сжатие её под давлением поршня.
• Рабочий ход — перемещение поршня под давлением газов сгорающего топлива.
• Выпуск — выталкивание из цилиндра продуктов горения топлива.

Принцип работы четырехтактного двигателя

Четырехтактным называется такой поршневой двигатель, в котором один рабочий цикл состоит из четырёх тактов. Они имеют следующие названия:

За один цикл поршень два раза двигается от ВМТ к НМТ и обратно, а коленчатый вал проворачивается на два полных оборота. События, которые происходят за это время в двигателе, имеют чётко определённую последовательность.

Впуск. Поршень перемещается вниз, к НМТ. Под ним образуется разрежение, благодаря которому через открытую тарелку впускного клапана из впускного коллектора в цилиндр затягивается топливо, смешанное с воздухом. Поршень проходит нижнюю мёртвую точку, после чего впускной клапан закрывает впускной коллектор.

Такт сжатия. Продолжающий двигаться вверх поршень сжимает воздушную смесь.

В верхней мёртвой точке над поршнем происходит поджог горючей смеси. Сгорая, оно вызывает значительное увеличение давления на поршень. Начинается такт рабочего хода. Под действием давления сгорающих газов поршень снова движется к НМТ, выполняя при этом полезную работу.

После прохождения поршнем НМТ открывается тарелка выпускной клапан. Поршень, двигаясь к ВМТ, выталкивает выхлопные газы в выпускной коллектор. Это такт выпуска.

Затем снова начинается такт впуска и так бесконечно.

Рабочий цикл из двух тактов

Одноцилиндровый двухтактный двигатель работает по-другому. Здесь все четыре действия происходят за один полный оборот коленвала. При этом поршень делает только два такта (расширения и сжатия), двигаясь от ВМТ к НМТ и обратно. А впуск и выпуск являются частью этих двух тактов. Подробней принцип работы двухтактного двигателя внутреннего сгорания можно описать следующим образом.

Газы от сгорания топливной смеси толкают поршень вниз от ВМТ. Примерно на середине хода поршня в гильзе цилиндра открывается выпускное отверстие, через которое часть газов выбрасывается в патрубок глушителя. Продолжая двигаться вниз, поршень создаёт давление, благодаря которому в цилиндр поступает новая порция топлива, одновременно продувая его от остатков сгоревших газов. Подходя к ВМТ, поршень сжимает смесь и система зажигания воспламеняет её. Снова начинается такт расширения.

В авиамоделестроении широко используется двухтактный дизельный двигатель, его принцип работы тот же, что и у бензинового. Разница в том, что смесь топлива с воздухом самостоятельно воспламеняется в конце цикла сжатия. Горючим для таких моторов служит смесь эфира с авиационным керосином. Воспламенение этого горючего происходит при гораздо меньшей степени сжатия, чем у двигателей на традиционном дизельном топливе.

Конструктивные особенности и различия

Двухтактный двигатель отличается от четырехтактного не только тем, за сколько тактов работы происходит газообмен.

Четырехтактный требует наличия системы газораспределения (впускные и выпускные клапаны, распределительный вал с кулачковым механизмом и т. д. ). В двухтактном такой системы нет, благодаря этому он гораздо проще.

Двигатель с четырьмя тактами работы требует полноценной системы смазки из-за большого количества движущихся и трущихся частей. Для смазки двигателя с двумя тактами работы можно использовать масло просто разводя его вместе с топливом.

Эксплуатационные показатели в сравнении

Сопоставляя двухтактный двигатель и четырехтактный двигатель, разницу между ними можно заметить не только в устройстве, но и в эксплуатационных характеристиках. Сравнивать их можно по следующим показателям:

• литровая мощность;
• удельная мощность;
• экономичность;
• экологичность;
• шумность;
• ресурс работы;
• простота обслуживания;
• вес;
• цена.

Литровой называется мощность, снимаемая с литра объёма цилиндра. Теоретически она должна быть в два раза больше у двухтактного. Однако на деле этот показатель составляет 1,5−1,8. Сказывается неполное использование рабочего хода газов, затраты энергии на продувку, неполное сгорание и потери топлива.

Удельная мощность представляет собой величину отношения мощности мотора к его весу. Она также выше у двухтактных. Для них нужен менее тяжёлый маховик и не нужны дополнительные системы (газораспределения и смазки), утяжеляющие конструкцию. КПД у них также выше.

Экономичность (расход топлива на единицу мощности) выше у четырехтактных. Двигатели с двумя тактами часть топлива теряют впустую при продувке цилиндра.

Экологичность двухтактных ниже, опять-таки из-за потери несгоревшего топлива и масла. Убедиться в этом можно на примере двухтактного лодочного мотора. Он всегда оставляет на воде тонкую плёнку из несгоревшего топлива.

Шумность выше у двухтактных. Это связано с тем, что выхлопные газы из цилиндра вырываются с большой скоростью.

Ресурс работы выше у четырехтактных. Отдельная система смазки и меньшая оборотистость двигателя положительно сказываются на сроке его службы.

Проще обслуживать, безусловно, двухтактные моторы из-за меньшего количества вспомогательных систем. Масса больше у четырехтактных. Двухтактные дешевле.

В некоторых механизмах применение двухтактных двигателей является однозначным. Это, например, бензопилы. Высокая удельная мощность, маленький вес и простота делают его здесь безусловным фаворитом.

Двухтактные двигатели используются также в мототехнике, лодочных моторах, газонокосилках, скутерах, авиамоделировании. В большинстве самодельных машин и механизмов умельцы также используют двухтактный мотор.

Однотактные и трехтактные силовые агрегаты

Существуют также одно- и трехтактные двигатели. Однотактные двигатели делают с внешней камерой сгорания. Такая схема реализует все четыре такта за один ход поршня. Трехтактный двигатель Ванкеля является роторно-поршневым. Из-за сложности конструкции и чрезвычайной требовательности к качеству обработки поверхностей такие моторы не получили широкого распространения.

Cуществует два основных типа двигателей: двухтактные и четырехтактные. В двухтактных двигателях все рабочие циклы (процессы впуска топливной смеси, выпуска отработанных газов, продувки) происходят в течении одного оборота коленчатого вала за два основных такта. У двигателей такого типа отсутствуют клапаны, их роль выполняет поршень, который при своем перемещении закрывает впускные, выпускные и продувочные окна. Поэтому они более просты в конструкции.
Мощность двухтактного двигателя при одинаковых размерах цилиндра и частоте вращения вала теоретически в два раза больше четырехтактного за счет большего числа рабочих циклов. Однако неполное использование хода поршня для расширения, худшее освобождение цилиндра от остаточных газов и затраты части вырабатываемой мощности на продувку приводят практически к увеличению мощности только на 60. 70 %.

Двигатель состоит из картера, в который на подшипниках с двух сторон установлен коленчатый вал и цилиндра. Внутри цилиндра движется поршень – металлический стакан, опоясанный пружинящими кольцами (поршневые кольца), вложенными в канавки на поршне. Поршневые кольца не пропускают газов, образующихся при сгорании топлива, в промежутке между поршнем и стенками цилиндра. Поршень снабжен металлическим стержнем – пальцем, он соединяет поршень с шатуном. Шатун передаёт прямолинейное возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала.
Смазка всех трущихся поверхностей и подшипников внутри двухтактных двигателей происходит с помощью топливной смеси, в которое подмешано необходимое количество масла. Из рисунка видно, что топливная смесь (голубой цвет) попадает и в кривошипную камеру двигателя (это та полость, где закреплен и вращается коленчатый вал), и в цилиндр. Смазки там нигде нет, а если бы и была, то смылась топливной смесью. Вот по этой причине масло и добавляют в определенной пропорции к бензину. Тип масла используется специальный, именно для двухтактных двигателей. Оно должно выдерживать высокие температуры и сгорая вместе с топливом оставлять минимум зольных отложений.

Смотрите также

Принцип работы. Весь рабочий цикл в двигателе осуществляется за два такта

1. Такт сжатия. Поршень перемещается от нижней мертвой точки поршня (в этом положении поршень находится в нижней мертвой точке, далее это положение называем сокращенно НМТ) к верхней мертвой точке поршня (далее ВМТ), перекрывая сначала продувочное, а затем выпускное окно. После закрытия поршнем выпускного окна в цилиндре начинается сжатие ранее поступившей в него горючей смеси. Одновременно в кривошипной камере вследствие ее герметичности и после того как поршень перекрывает продувочные окна, под поршнем создается разряжение, под действием которого из карбюратора через впускное окно и приоткрытый клапан поступает горючая смесь в кривошипную камеру.

2. Такт рабочего хода. При положении поршня около ВМТ сжатая рабочая смесь воспламеняется электрической искрой от свечи, в результате чего температура и давление газов резко возрастают. Под действием теплового расширения газов поршень перемещается к НМТ, при этом расширяющиеся газы совершают полезную работу. Одновременно, опускаясь вниз, поршень создает высокое давление в кривошипной камере (сжимая топливовоздушную смесь в ней). Под действием давления клапан закрывается, не давая таким образом горючей смеси снова попасть во впускной коллектор и затем в карбюратор.
Когда поршень дойдет до выпускного окна, оно открывается и начнется выпуск отработавших газов в атмосферу, давление в цилиндре понижается. При дальнейшем перемещении поршень открывает продувочное окно и сжатая в кривошипной камере горючая смесь поступает по каналу, заполняя цилиндр и осуществляя продувку его от остатков отработавших газов.

Принцип зажигания. Так как топливной смеси нужно время для воспламенения, искра на свече появляется чуть раньше, чем поршень достигает ВМТ. В идеале, чем быстрей движения поршня, тем раньше должно быть зажигание, потому-что поршень от момента искры быстрее доходит до ВМТ. Существуют механические и электронные устройства, меняющие угол зажигания в зависимости от оборотов двигателя. Практически у мотороллеров до 2000 г.в. таких систем не было и угол опережения зажигания был установлен в расчете на оптимальные обороты.

Преимущества двухтактных двигателей:

• Отсутствие громоздких систем смазки и газораспределения
• Большая мощность в пересчёте на 1 литр рабочего объёма
• Проще и дешевле в изготовлении
• Меньший вес

Недостатки двухтактных двигателей:

1. Больший расход топлива. Напомним, примерный расход можно высчитать по формуле: для двухтактного 300 грамм на одну лошадиную силу, для четырёхтактного 200 грамм.
2. Шумность. На максимальных оборотах двухтактные двигатели как правило работают немного громче четырёхтактных.
3. Комфорт. Четырёхтактные тактные двигатели не так вибрируют на малых оборотах (Касается только двухцилиндровых двигателей. Одноцилиндровые и двух и четырёхтактные вибрируют примерно одинаково) и не так дымят как двухтактные.
4. Долговечность. Довольно спорный пункт. Бытует мнение, что двухтактные двигатели менее долговечны. С одной стороны это понятно, потому как масло для смазки трущихся элементов двигателя подается вместе с бензином, а значит работает не так эффективно в отличие от четырёхтактных двигателей где трущиеся элементы буквально плавают в масле. Но с другой стороны четырёхтактный двигатель по конструкции намного сложнее конкурента, состоит значительно большего числа деталей, а золотой принцип механики “Чем проще тем надежнее” еще никто не отменял.

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) в свое время сделал большой переворот в истории промышленных технологий. Двигатель, работающий на солярке или бензине впервые был изобретен в 19 веке французским изобретателем по имени Жан Этьен Ленуар. Прежде чем двигатель внутреннего сгорания начал работать, изобретателю потребовалось несколько попыток запуска и переустройства двигателя. Поняв, почему двигатель перестает работать, Жан добавил систему жидкостного охлаждения и смазки. Сегодня же двигатели заметно скакнули вперед по ступеням эволюции. Однако не каждый из мотоциклистов знает, устройство и принцип работы двухтактного двигателя. Прочитав статью, вы узнаете, как же работает двухтактный двигатель.

Прежде чем разбирать принцип работы двухтактного двигателя мотоцикла, необходимо разобраться в его устройстве: из чего он состоит, как сделан и какие детали наиболее важные. Вообще, устройство двухтактного двигателя не так сложно, как кажется на первый взгляд. Обратите внимание на картинку. Из рисунка мы можем видеть, что двигатель представляет собой картер, в котором установлены такие важные детали как коленчатый вал с подшипниками и цилиндр. Поршень вращается и доводит горючую жидкость до свечи зажигания, которая дает искру.

Во всем устройстве двигателя очень важны зазоры между трущимися деталями. Из первых опытов Жана, о котором мы говорили ранее, можно понять, что двигатель не будет работать без смазки. Именно для этого, в двухтактный двигатель требуется заливать бензин, разбавленный с маслом. Пропорции у всех мотоциклов и масел разные, но главное качество хорошего масла, — сгорание его в двигателе с минимальным остатком нагара или зольных отложений.

Цилиндр и сам корпус двигателя внутреннего сгорания сделаны так, чтобы получать наилучшее воздушное охлаждение. Несмотря на то, что большинство двигателей имеют водяное охлаждение, дополнительное охлаждение встречными потоками ветра никто не отменял. Такое устройство двухтактного двигателя обеспечивают наилучшую производительность на всех этапах работы.

Работа двухтактного двигателя достаточно проста, хоть на первый взгляд и кажется, что для того чтобы разбираться в ДВС, нужно освоить профессию автомеханика. На самом деле все гораздо проще, ведь его работа основана на основных физических законах. Итак, как работает двухтактный двигатель?

Как вам уже известно, работа двигателя внутреннего сгорания происходит за два этапа (такта). Во время первого такта происходит сжатие. В этот момент поршень находится в самой низкой или как ее еще называют мертвой точке, вверх. Пока поршень находится в нижнем положении, в камеру поступает бензин и воздух. В это же время через выпускное окно выходят все выхлопные газы, образовавшиеся за один полный ход поршня. Как только горючее поступило в камеру сгорания, поршень посредством инерции поднимается вверх и доставляет туда попавшую в камеру жидкость.

Дальше наступает второй этап, называемый расширением. Теперь мы имеем поршень, находящийся в верхней мертвой точке. Так как поршень доставляет вместе с собой горючее, доходя до верхней мертвой точки оно воспламеняется. Из-за чего и происходит работа двигателя. Так и происходит работа двухтактного двигателя.

Как показывает принцип работы двухтактного двигателя, такой ДВС довольно эффективен. Но многие мотоциклисты при выборе новой модели задаются вопросом, что же эффективнее – двухтактный или четырехтактный мотор? Попробуем ответить на этот вопрос.

Итак, как показывают многочисленные эксперименты и практика мотопроизводителей в целом, четырехтактные двигатели все-таки менее эффективны. На первый взгляд это непонятно, но двигатели одного и того же объема, но при разных тактах работы выдают разные мощности. Посредством нехитрых расчетов удалось понять, что работа двухтактных двигателей внутреннего сгорания эффективнее четырехтактных двигателей в среднем в 1,5 раза.

Если вновь рассматривать принцип их работы, то можно понять почему так происходит. Все дело в том, что четырехтактные двигатели имеют немного другое устройство, в связи с чем процессы подачи топлива и выброса газов происходят дольше, нежели у двухтактников. Главная особенность двухтактных моторов и заключается в том, что у них эти процессы происходят во время сжатия, то есть они совмещены с основными этапами работы двигателя. Так и получается, что КПД четырехтактного двигателя меньше, чем у двигателя, работающего на двух тактах.

Разобрав и поняв, как работает двухтактный двигатель, можно сделать определенные выводы. Теперь, вы знаете устройство двухтактного двигателя и можете решить, какой ДВС подходит вам больше.

Принцип работы двухтактного двигателя — подробное описание

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) в свое время сделал большой переворот в истории промышленных технологий. Двигатель, работающий на солярке или бензине впервые был изобретен в 19 веке французским изобретателем по имени Жан Этьен Ленуар. Прежде чем двигатель внутреннего сгорания начал работать, изобретателю потребовалось несколько попыток запуска и переустройства двигателя. Поняв, почему двигатель перестает работать, Жан добавил систему жидкостного охлаждения и смазки. Сегодня же двигатели заметно скакнули вперед по ступеням эволюции. Однако не каждый из мотоциклистов знает, устройство и принцип работы двухтактного двигателя. Прочитав статью, вы узнаете, как же работает двухтактный двигатель.

Прежде чем разбирать принцип работы двухтактного двигателя мотоцикла, необходимо разобраться в его устройстве: из чего он состоит, как сделан и какие детали наиболее важные. Вообще, устройство двухтактного двигателя не так сложно, как кажется на первый взгляд. Обратите внимание на картинку. Из рисунка мы можем видеть, что двигатель представляет собой картер, в котором установлены такие важные детали как коленчатый вал с подшипниками и цилиндр. Поршень вращается и доводит горючую жидкость до свечи зажигания, которая дает искру.

Во всем устройстве двигателя очень важны зазоры между трущимися деталями. Из первых опытов Жана, о котором мы говорили ранее, можно понять, что двигатель не будет работать без смазки. Именно для этого, в двухтактный двигатель требуется заливать бензин, разбавленный с маслом. Пропорции у всех мотоциклов и масел разные, но главное качество хорошего масла, — сгорание его в двигателе с минимальным остатком нагара или зольных отложений.

Цилиндр и сам корпус двигателя внутреннего сгорания сделаны так, чтобы получать наилучшее воздушное охлаждение. Несмотря на то, что большинство двигателей имеют водяное охлаждение, дополнительное охлаждение встречными потоками ветра никто не отменял. Такое устройство двухтактного двигателя обеспечивают наилучшую производительность на всех этапах работы.

Работа двухтактного двигателя достаточно проста, хоть на первый взгляд и кажется, что для того чтобы разбираться в ДВС, нужно освоить профессию автомеханика. На самом деле все гораздо проще, ведь его работа основана на основных физических законах. Итак, как работает двухтактный двигатель?

Как вам уже известно, работа двигателя внутреннего сгорания происходит за два этапа (такта). Во время первого такта происходит сжатие. В этот момент поршень находится в самой низкой или как ее еще называют мертвой точке, вверх. Пока поршень находится в нижнем положении, в камеру поступает бензин и воздух. В это же время через выпускное окно выходят все выхлопные газы, образовавшиеся за один полный ход поршня. Как только горючее поступило в камеру сгорания, поршень посредством инерции поднимается вверх и доставляет туда попавшую в камеру жидкость.

Дальше наступает второй этап, называемый расширением. Теперь мы имеем поршень, находящийся в верхней мертвой точке. Так как поршень доставляет вместе с собой горючее, доходя до верхней мертвой точки оно воспламеняется. Из-за чего и происходит работа двигателя. Так и происходит работа двухтактного двигателя.

Как показывает принцип работы двухтактного двигателя, такой ДВС довольно эффективен. Но многие мотоциклисты при выборе новой модели задаются вопросом, что же эффективнее – двухтактный или четырехтактный мотор? Попробуем ответить на этот вопрос.

Итак, как показывают многочисленные эксперименты и практика мотопроизводителей в целом, четырехтактные двигатели все-таки менее эффективны. На первый взгляд это непонятно, но двигатели одного и того же объема, но при разных тактах работы выдают разные мощности. Посредством нехитрых расчетов удалось понять, что работа двухтактных двигателей внутреннего сгорания эффективнее четырехтактных двигателей в среднем в 1,5 раза.

Если вновь рассматривать принцип их работы, то можно понять почему так происходит. Все дело в том, что четырехтактные двигатели имеют немного другое устройство, в связи с чем процессы подачи топлива и выброса газов происходят дольше, нежели у двухтактников. Главная особенность двухтактных моторов и заключается в том, что у них эти процессы происходят во время сжатия, то есть они совмещены с основными этапами работы двигателя. Так и получается, что КПД четырехтактного двигателя меньше, чем у двигателя, работающего на двух тактах.

Разобрав и поняв, как работает двухтактный двигатель, можно сделать определенные выводы. Теперь, вы знаете устройство двухтактного двигателя и можете решить, какой ДВС подходит вам больше.

Двухтактный дизельный двигатель: устройство и принцип работы

Двухтактный дизельный двигатель представляет собой двигатель внутреннего сгорания. Топливо-воздушная смесь сгорает за 2 движения поршня. Цикл завершается всего за 1 оборот коленвала. Такие показатели кажутся впечатляющими, однако существует несколько особенностей работы агрегата, о которых стоит узнать подробнее.

Главным достоинством такого мотора можно считать меньший расход топлива в сравнении с бензиновыми агрегатами. Это происходит за счет одной из особенностей дизельного топлива. Оно плотнее бензина, поэтому при сгорании дает на 15% энергии больше. Это обеспечивается более длинной цепочкой углеродов. Кроме того, технические характеристики таких двигателей стоят наравне с показателями аналогичных двигателей.

Строение

В состав двухтактного дизеля входит картер, совмещенный с коленчатым валом поршень, форсунки, впускные и выпускные окна цилиндра, топливный и водяной насосы. Последний снабжается плунжерным переключателем и датчиком температуры, а также емкостями, которые наполняются водой. Агрегат обеспечивает повышение КПД и за счет улучшенного сгорания топливо-воздушной смеси. Токсичность отходов при этом снижается.

В двухтактном моторе расположена газовая турбина и нагнетатель. Последний отвечает за повышение давления в цилиндрах — это обеспечивает экономию топлива и повышение мощности. Газовая турбина запускает преобразователь энергии тепла в энергию движения.

Продувочный воздух поступает в двухтактный дизельный двигатель несколькими способами — с помощью:

• насосов;
• продувочных камер;
• компрессоров.

Продувка может осуществляться по одной из схем — контурной или клапанно-щелевой.

Стоит отметить, что использование контурной схемы снижает как экономические, так и технические показатели агрегата. Это объясняется тем, что в цилиндрах имеются не продуваемые области.

Цилиндры монтированы вдоль. Каждый из них оснащается выпускными и вентиляционными отверстиями. Газ поступает к турбине через коллектор. Когда поршни двигаются, рабочая камера периодически открывается и закрывается. Коленчатые валы взаимодействуют друг с другом. Это обеспечивается механизмом основной передачи.Топливо при этом сгорает при достаточно высокой температуре.

Для смазки трущихся деталей и подшипников применяется смесь масла и топлива. Она подается в цилиндр и кривошипную камеру. Смазки эти узлы не имеют, поскольку она смылась бы топливом. Именно поэтому к горючему его доливают в определенном соотношении.

При этом для двухтактного дизельного двигателя используется определенное масло. Оно выдерживает продолжительное воздействие высоких температур, способно практически не оставлять после сгорания зольных отложений.

Как работает?

Принцип работы двухтактного дизеля основан на выполнении 2 тактов: сжатие и рабочий ход. Конструкция агрегата позволяет выполнять весь цикл вдвое быстрее, чем в четырехтактных моторах.

Для двухтактных дизельных двигателей принцип работы следующий:

1. Поршень из НМТ начинает двигаться вверх. В цилиндре имеется воздух. Приходе поршня вверх он сжимается, а когда поршень подходит к ВМТ, впрыскивается порция свежего топлива. При этом горючее самовоспламеняется и осуществляется рабочий ход.
2. Продукты сгорания толкают поршень, вследствие чего тот движется вниз. Когда поршень доходит до НМТ, осуществляется продувка —воздух замещает продукты сгорания. Это является завершением цикла.

Внизу цилиндра имеются продувочные окна. Они необходимы для процесса продувки. Когда поршень снизу, они открыты. Во время подъема поршня они закрываются. Значительное увеличение показателя мощности двухтактных моторов происходит за счет повышения числа рабочих ходов. Двухтактный дизельный двигатель, принцип работы которого достаточно прост, обладает массой преимуществ.

Мифы о двухтактных дизельных моторах

Существует несколько распространенных мифов касательно двухтактных двигателей:

1. Слишком медленная работа. В действительности современные моторы с турбонаддувом гораздо эффективнее предыдущих моделей.
2. Такие моторы слишком громкие. Чтобы этого избежать, необходима правильная настройка двигателя. При правильном выполнении всех настроек работа мотора происходит немногим громче бензинового аналога. Высокий уровень шума свидетельствует о неправильной настройке мотора или его неисправности. Для старых моделей высокий уровень шума — характерная черта, создание появление аккумуляторных систем с высоким давлением существенно снизило уровень шума.
3. Покупать дизель выгоднее бензина. Это так, но лишь отчасти. Несколько лет назад дизельное топливо стоило намного дешевле бензина, однако сегодня разница составляет всего 10-20%. Основная экономичность заключается в способности теплотворной способности горючего.
4. Такие моторы плохо заводятся зимой. Раньше проблемы с ними действительно возникали. Однако современные автомобили с дизельными двигателями оснащены быстрым запуском, что снижает время на ежедневные подготовки к поездкам.

Срок службы дизеля превышает бензиновые агрегаты. Он может достигать 400-600 тыс. км.

Каждый двухтактный дизельный двигатель имеет одну отличительную особенность — через окна цилиндров впускается воздух и устраняются отработавшие газы. Когда они выходят через клапан в цилиндре, а воздух поступает через окна, система такой очистки называется клапанно-щелевой.

Подобные системы очистки имеют одну особенность — в цилиндре остается только часть воздуха. Поднимаясь вверх, он частично выходит за пределы мотора. Такую очистку еще называют прямоточной. Она обеспечивает максимальную эффективность очистки двигателя от продуктов сгорания.

Помимо прямоточной продувки существует и петлевая, однако она отличается меньшим качеством очистки. Именно поэтому для современных автомобилей она используется нечасто. Рабочие ходы такого агрегата выполняются в два раза чаще, однако на мощности это сказывается незначительно (она увеличивается в 1,5-1,7 раза). Это объясняется наличием продувки, а также тем, что внутри цилиндра происходит более короткий ход.

Преимущества

Двухтактные дизельные двигатели стали производиться относительно недавно. Такие моторы на сегодняшний день имеют множество модификаций. К примеру, зажигание бывает 2 типов: контактным и бесконтактным.Также отличаются и схемы таких моторов. Применяется двухтактная система на танках, в самолетах, в тяжелой промышленной технике.

Другие достоинства:

1. Небольшой размер. Для установки агрегата требуется совсем немного места. Такие моторы легко умещаются под капотом транспортных средств.
2. Небольшая масса. Стандартный турбодизель весит почти в 2 раза больше, чем двухтактный дизельный двигатель.
3. Значительная экономия топлива. Расход горючего снижен практически в 2 раза по сравнению с обычным дизельным агрегатом.
4. Простая конструкция. При обслуживании таких двигателей нет необходимости применять специальные технологии.

Такие преимущества выгодно выделяют двухтактные дизельные двигатели на фоне бензиновых собратьев. Имеются у таких моторов и серьезные недостатки.

Недостатки

Небольшое распространение агрегатов объясняется рядом причин. К примеру, детали на такие моторы найти получится с трудом. Именно поэтому выполнить ремонт двухтактного дизельного двигателя становится проблематично. Кроме того, специалистов по обслуживанию таких агрегатов достаточно мало.

Другие недостатки:

• высокая цена дизельных двигателей и малый выбор моделей;
• увеличенный расход масла;
• необходимость установки воздушных фильтров.

Явным недостатком дизелей является использование мощного стартера. На морозе дизельное топливо мутнеет и застывает. Ремонт топливной аппаратуры затрудняется тем, что насосы высокого давления изготавливаются с высокой точностью.

Существенным минусом двухтактных дизелей является невозможность их применения в высокотемпературных режимах. Масло при таких условиях закоксовывается, возникает залегание поршневых колец. Кроме того, из-за недостаточной продувки топливо сгорает не полностью, что сказывается на значении КПД и уровне токсичности.

Итоги

Дизельные двигатели, имеющие два такта, изобретались с одной целью — снизить токсичность отработавших газов, а также увеличить экономичность двигателя, повысить КПД.

Стоит упомянуть о зажигании. Чтобы топливо воспламенилось, необходимо время, поэтому разряд на свече возникает заранее, перед тем, как поршень достигнет ВМТ. Чем быстрее происходит движение поршня, тем раньше должна зажигаться свеча. Существуют специальные устройства, позволяющие менять угол зажигания в зависимости от частоты вращения коленвала.

Принцип работы двухтактного двигателя — autodoc24.ru

Двухтактный двигатель

В наши дни мало кого можно удивить таким устройством, как двигатель внутреннего сгорания. Однако, еще в 19 веке люди и подумать не могли, что оно будет существовать. Именно тогда в эпоху научно-технического прогресса и появилась необходимость в создании механизма, который будет приводить в движение различные части того или иного узла или агрегата.

Тактный двигатель появился именно тогда. Это было революционное достижение человеческой мысли. Его работа основывалась, да и основывается на основных физических законах. Причем, стоит отметить, что они достаточно тривиальны. Об этом стоит поговорить чуть позже. Двухтактный двигатель стал основой работы различной техники. Вся суть этого устройства говорит нам о том, что работа в нем осуществляется в 2 такта. Если сравнивать его с собратом, который представляет собой 4 тактный двигатель внутреннего сгорания, то он имеет почти в 2 раза больше мощности. Это связано с его принципом работы.

Немного о том, как он работает

Принцип работы двухтактного двигателя достаточно прост. Весь рабочий цикл в таких устройствах состоит всего из 2 тактов, а именно из сжатия и расширения. 4 тактный агрегат отличается от данной модели тем, что в нем впуск выпуск смеси осуществляется в виде отдельного рабочего процесса. Здесь же, эти два действия совмещены со сжатием и расширением.
Сам принцип работы заключается в следующем:

Сжатие под поршнем

1. Сначала происходит движение поршня, направленного от нижней, так называемой мертвой точки, в верхнюю. Этот процесс совмещен еще с одним, который заставляет через продувочное окно доставлять в камеру горючее с воздухом. Так же в это самое время приоткрывается выпускное окно. Через него выходят все отработанные газы. Именно так начинается процесс сжатия.
2. Одновременно со стартом процесса сжатия начинает образовываться разреженное воздушное пространство в кривошипной камере. Это способствует тому, что сюда из карбюратора начинает поступать свежая порция горючего. Когда поршень достигает верхней мертвой точки, смесь начинает воспламеняться от свечей зажигания, соответственно, выполняется полезная работа, которая толкает его вниз.
3. В это время в кривошипной камере начинает создаваться избыточное давление. Оно действует на горючее, которое начинает сжиматься. Когда верхняя точка поршня достигает выпускного окна, то оно открывается, и выпускает все отработанные газы. Отсюда они попадают напрямую в глушитель. Двигаясь дальше, поршень постепенно открывает продувочное окно. То горючее, которое находилось до этого времени в кривошипной камере, постепенно подается внутрь цилиндра. Когда рабочий орган опускается до нижней мертвой точки, то можно говорить о том, что работа 2 такта завершена, а это означает, что все начинается с самого начала. По сути, двухтактный двигатель по принципу работы сильно отличается от того, что нам предлагает 4 тактный.

Особенности

Весь цикл работы двухтактного двигателя происходит за один оборот коленвала. Это позволяет на выходе получать приблизительно в 1,4-1,8 раз большую мощность, с того же рабочего объема, имея те же самые обороты двигателя. Разумеется, коэффициент полезного действия у таких агрегатов значительно ниже, чем у тех же 4 тактных моделей. Это используется при создании тяжелых и низкооборотных двигателей судов. Здесь они напрямую соединяются с гребным валом. Нашли свое применение такие модели и в мотоциклах.

Мотоцикл с двухтактным двигателем

Это так же приводит к тому, что модели, работающие в 2 такта, очень сильно греются. Здесь выделятся большая тепловая энергия. В некоторых случаях приходится подключать к ним дополнительное охлаждение, чтобы агрегат всегда находился в работоспособном состоянии. Однако, можно выделить и плюс подобной технологии. Ввиду того, что работа поршня ограничивается 2 тактами, он совершает гораздо меньше движений за единицу времени, поэтому потери на трение минимальны. Это напрямую отражается на износе основных рабочих деталях двухтактного двигателя.

Еще одной актуальной проблемой для данной модели является тот факт, что постоянно нужно искать компромисс между потерями свежего заряда и качеством продувки. Да, принцип работы заставляет ведущих инженеров и техников трудится над созданием универсальной системы, которая бы сводила к минимуму потери. 4 тактный двигатель вытесняет отработанные газы в тот момент, когда его поршень находится в верхней мертвой точке. Здесь ситуация коренным образом меняется. Вся отработка вылетает в трубу в тот момент, когда цилиндр практически полностью свободен, то есть этот процесс захватывает его объем полностью. Качество обдува играет в этом очень важную роль.

Газообмен в двухтактном двигателе

Именно поэтому не всегда удается разделить свежую рабочую смесь от выхлопных газов. В любом случае они будут смешиваться. Особенно отчетливо такая проблема выделяется у карбюраторных моделей моторов, которые напрямую подают готовое к работе горючее в цилиндр. Естественно, в данном случае стоит говорить о большем количестве используемого воздуха. Отсюда возникает необходимость применения сложных по структуре и составу воздушных фильтров. 4 тактный двигатель обделен этим недостатком.

Принцип работы данной модели двигателя говорит о том, что его применение может быть ограничено ввиду особенностей конструкции и большого количества потерь. Однако от 2 тактов еще никто не отказывается, создавая все больше устройств на его основе.

Стоит отметить, что сегодня на рынке представлено множество различных механизмов, которые используют как 4 тактный двигатель внутреннего сгорания, так и двухтактный. Кстати, тот экземпляр, о котором мы решили поговорить сегодня, может иметь не только простейшее строение, в некоторых механизмах используются достаточно сложные его варианты.

Отличие двухтактной модели от четырехтактной

В предыдущей главе была частично затронута эта тема, однако стоит изучить ее более подробно, так как проблема выбора стоит перед многими людьми.

Принцип работы

Основное различие между 4 тактным и двухтактным двигателями заключается в принципе построения их механизмов удаления и подачи топлива в цилиндр. 4 тактный агрегат использует в своей основе специальный механизм, который открывает и закрывает выпускной и впускной клапана в определенный момент времени. Когда мы говорим о модели с 2 рабочими тактами, то тут очистка и заполнение цилиндра смесями происходит одновременно с процессами сжатия и разрежения. Для этого на стенках цилиндра делаются два рабочих отверстия. Одно из них продувочное, а второе — впускное.

Литровая мощность

4 тактный агрегат совершает в ходе своей работы два хода поршня. Казалось бы, мощность двухтактного двигателя должна быть в два раза больше, так как рабочий процесс происходит за одно перемещение поршня. На практике этого достичь не удается. Все связано с потерями энергии и низким КПД. В процессе работы модели с 2 тактами может происходить смешивание отработанных газов и чистой газовоздушной смеси. Это напрямую влияет на выходную мощность оборудования. К тому же, рабочий ход поршня в данном случае значительно меньше, чем у 4 тактной модели.

Потребление горючего

4 тактный двигатель имеет мощность ниже двухтактной модели, поэтому потребляет меньше горючего. Хотя, казалось бы, этот параметр должен быть приблизительно одинаковым. На практике такого не получается. Агрегат, который работает в 2 такта, ввиду особенностей своего принципа работы, создает дополнительные потери. Они связаны с тем, что отработанные газы частично смешиваются со свежим топливом, поэтому удаляются вместе с его частью через выхлопную трубу. Отсюда вывод: на одинаковое количество рабочих циклов для 4 тактной модели понадобится меньше горючего.

Смазка

Смазка в обеих моделях так же осуществляется по-разному. В нашем случае она осуществляется путем пропорционального смешивания бензина и масла. 4 тактный двигатель подразумевает использование специального расширительного бачка. он связан системой патрубков с плунжерным насосом. отсюда смазка опадает во впускной патрубок. Причем, ее количество поставляется ровно в том объеме, который необходим.

На основе всего вышесказанного можно выделить следующие преимущества, которыми обладает двухтактный двигатель:

• Большая мощность при том же рабочем объеме;
• Простое устройство;
• Малый вес агрегата.

Все это заставляет конструкторов и разработчиков современной техники использовать данную модель в своих новых проектах. Как знать, может быть со временем система разряжения и сжатия претерпит изменения, выведя КПД оборудования на новый уровень.

Изобретение двигателя внутреннего сгорания, а также применение его в разных сферах, в том числе и мото — и автотранспорте, позволило значительно упростить жизнь человеку.

Конечно, двигатели внутреннего сгорания, такими какие они есть сейчас, появились не сразу, с момента появления он постоянно совершенствуется.

Хотя на данный момент у этих двигателей лишь модернизируются те или иные составляющие, основная же концепция их остается неизменной.

Цикл работы двигателя, рабочие такты

Появившиеся очень давно двигателя внутреннего сгорания как работающие на бензине, так и дизельном топливе, и применяемые сейчас, делятся на два вида:

1. Двухтактные;
2. Четырехтактные.

Как видено из названия сводится различие принципа функционирования двигателя в количестве тактов – движений поршня, за которые он выполняет определенный цикл работ.

Для четырехтактного двигателя определено 4 такта в результате которых один поршень выполняет полный цикл – впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск.

В каждом из этих циклов в цилиндре двигателя выполняются определенные процессы. Все они направлены на достижение одной цели – обеспечение преобразования энергии сгорания топлива во вращение коленчатого вала.

Так, при такте впуска в цилиндр подается горючая смесь, состоящая из топлива и воздуха, без которого процесс горения невозможен. Причем образование и подача этой смеси у бензинового и дизельного двигателя отличаются.

Далее идет такт сжатия, при котором поступившая смесь сжимается в объеме. Делается это для того, чтобы в меньшем объеме образовалось больше горючей смеси.

Уменьшение объема позволяет при следующем такте обеспечить более высокое КПД при сгорании топлива.

Рабочий ход – единственный из всех тактов, при нем энергия отдается, а не забирается и для него существуют все остальные такты.

После сжатия происходит воспламенение смеси, у бензиновых двигателей – за счет искры, проскакиваемой между электродами свечи накаливания, у дизелей – за счет высокого давления, при котором смесь нагревается настолько, что воспламеняется.

При воспламенении смеси выделяется энергия, которая воздействует на поршень, заставляя его двигаться вниз, при этом выделенная от сгорания энергия передается поршнем на коленвал посредством шатуна.

Выпуск – такт, направленный на очистку полости цилиндра от продуктов горения. После очистки цикл повторяется вновь.

Из всего вышесказанного выходит, что один цикл движения поршня в цилиндре направлен только на получение одного такта – рабочего хода, все остальные такты только помогают получить его, причем для их выполнения задействуется часть энергии, которую отдает такт рабочего хода.

Каждый такт двигателя соответствует определенному движению поршня в цилиндре.

Существуют две крайние точки положения поршня, получивших название мертвых точек.

Одна из них верхняя – выше поршень уже подняться в цилиндре не может, а вторая – нижняя, при которой он ниже не опускается.

Обеспечиваются эти точки кривошипом коленчатого вала, к которому поршень присоединен шатуном.

При движении поршня от одной точки к другой, а затем наоборот, и выполняются такты. То есть, при движении поршня от нижней точки (НМТ) к верхней (ВМТ) могут выполняться два такта – сжатие и выпуск, а при движении наоборот – впуск и рабочий ход.

Имея представление о тактах, можно говорить и о типах двигателей, а их два – 2-тактный и 4-тактный.

У каждого из этих двигателей цикл производится по-разному, что влияет на их конструкцию и многие другие параметры и характеристики.

Конструкция и принцип работы 2-тактного двигателя

2-тактный двигатель нашел наибольшее распространение на малой технике (бензопилы, мотокосы), мотоциклах.

Когда-то существовали даже дизельные 2-х тактные двигатели, устанавливаемые на грузовики, к примеру, МАЗ-200.

Интересно, что описанные выше такты у любого двухтактного двигателя никуда не делись, просто они были совмещены.

В итоге это позволяет сократить полный цикл всего в один оборот колен. вала.

Так, при движении поршня от НМТ производится сразу два такта – выпуск и сжатие, а при движении от ВМТ – впуск и рабочий ход.

Достигнуть этого всего возможно при использовании окон в цилиндрах, через которые производится засасывание и перекачивание топливной смеси, а также отвод продуктов горения.

Открытие и закрытие этих окон обеспечивается самим поршнем. Чтобы соблюдалась правильность работы механизма, окна располагаются на разных уровнях в стенках цилиндра.

Чтобы было более понятно, возьмем двигатель мотоцикла «ИЖ Планета 5».

Данный мотоцикл укомплектован одноцилиндровым двухтактным мотором.

Цилиндр располагается поверх корпуса двигателя, охлаждение его воздушное, поэтому у него по окружности располагаются ребра охлаждения.

С одной стороны, к цилиндру прикреплен патрубок, идущий от карбюратора, по нему в цилиндр поступает горючая смесь.

Напротив, этого патрубка устанавливается труба отвода отработанных газов.

Вверху цилиндр прикрывает головка, в которой размещена свеча накаливания.

Внутри цилиндра располагается поршень, связанный с кривошипом коленчатого вала через шатун. Далее уже он связан со сцеплением и трансмиссией, но это пока неважно.

Для подачи топлива в надпоршневое пространство в двухтактном двигателе задействовано и подпоршневое пространство.

При движении поршня вверх в подпоршневом пространстве создается разряжение, в которое засасывается топливовоздушная смесь через впускное окно.

Подача же из подпоршневого пространства в надпоршневое производится от избыточного давления, которое возникает при движении поршня вниз.

Подача топлива производится через перепускное окно. Выпуск продуктов горения проходит через выпускное окно.

Теперь как все это работает.

Начнем с движения поршня к ВМТ. Находясь в НМТ, поршень обеспечивает открытие перепускного и выпускного окон. Избыточное давление в подпоршневом пространстве выталкивает горючую смесь в надпоршневое пространство.

Двигаясь вверх, поршень перекрывает открытые окна, в результате чего камера сгорания становится герметичной.

Доходя до ВМТ, поршень сжимает смесь далее подается искра от свечи накаливания, которая установлена в головке цилиндра.

В это время, поршень двигаясь вверх, открывает впускное окно, через которое смесь поступает в подпоршневое пространство. То есть получается, что в одном такте – движении поршня от НМТ к ВМТ происходит два действия: вначале впуск топлива, затем – сжатие.

После воспламенения топлива, выделенная при этом энергия толкает поршень вниз.

Двигаясь вниз он от ВМТ, поршень открывает сначала выпускное окно. При сгорании объем продуктов горения значительно увеличивается, поэтому они сразу начинают вырываться через это окно.

Получается, что при движении поршня вниз вначале выполняется рабочий ход, а после открытия выпускного окна – еще и такт выпуска.

Дальше при движении поршня вниз, он открывает перепускное окно и топливо начинает поступать в надпоршневое пространство – цикл начинает повторяться, при этом на выполнение всего цикла понадобилось только движение поршня сначала вверх, а затем вниз, что соответствует одному обороту колен. вала.

Принцип работы 4-тактного двигателя

Теперь о принципе работы 4-тактных двигателей. Опять же возьмем одноцилиндровый двигатель мотоцикла, но на этот раз «Honda CB 125E».

У этого мотора тоже цилиндр расположен над картером и имеет воздушное охлаждение.

Внутри цилиндра установлен поршень, связанный с коленвалом посредством шатуна. Сверху цилиндр закрыт головкой.

Конструктивной особенностью этого двигателя является наличие механизма, который обеспечивает подачу смеси и отвод продуктов горения – газораспределительный механизм.

Установлен у этого мотора он в головке блока. Суть работы этого механизма – своевременное открытие впускного и выпускного окон, которые закрыты клапанами.

Работает все по такому принципу. Вначале – такт впуска. Чтобы обеспечить этот такт, поршень должен двигаться от ВМТ вниз. При этом клапан открывает впускное окно, через которое разрежением засасывается топливо в цилиндр.

После достижения НМТ впускное окно клапаном закрывается, поршень в это время начинает двигаться вверх, начинается такт сжатия.

При этом такте оба окна закрыты, цилиндр полностью герметичен, а поршень при движении вверх сжимает горючую смесь, поступившую ранее.

При подходе поршня к ВМТ, когда смесь по максимуму сжата, производится ее воспламенение от искры свечи.

Избыточное давление при сгорании заставляет двигаться поршню вниз – происходит рабочий ход, при котором окна тоже остаются закрытыми.

После достижения НМТ, поршень начинает движение вверх, в этот момент клапан открывает выпускное окно и поршень выталкивает через него продукты горения.

В результате получается, что для выполнения тактов впуска и сжатия нужен один оборот колен. вала, а для рабочего хода и выпуска – еще один оборот.

Это были принципы работ 2-тактного и 4-тактного двигателей на примере мотоциклов.

Эти принципы используются на всех двигателях внутреннего сгорания – от моторчика авиамодели до мощного 12-цилиндрового мотора танка.

Конструктивные особенности

Помимо различий в принципе работы у этих моторов еще и существуют конструктивные особенности.

2-тактный двигатель конструктивно проще. Механизм газораспределения – это дополнительное оснащение мотора, которое усложняет конструкцию.

У 2-тактного мотора этот механизм отсутствует и его роль выполняет поршень, открывая и закрывая те или иные окна.

Помимо этого, данный двигатель не нуждается в системе смазки. Обусловлено это тем, что в процессе работы задействовано и подпоршневое пространство, где располагается колен. вал.

Но поскольку кривошипно-шатунный механизм требует смазки, то у этого двигателя она производится вместе с топливом, то есть моторное масло добавляет в топливо, и при поступлении топлива в это пространство, имеющееся масло смазывает механизм.

У 4-тактных двигателей конструкция включает и механизм газораспределения, и отдельную систему смазки.

Это значительно усложняет конструкцию, однако эти двигателя являются более приоритетными, чем двухтактные из-за ряда эксплуатационных недостатков последних.

Эксплуатационные показатели

Теперь об эксплуатационных показателях.

Во многом 2-тактные двигатели по этим показателям лучше. Сказывается затраченная и полученная энергия на осуществление одного рабочего цикла.

У 2-тактного двигателя каждый оборот – это один полный цикл, что обеспечивает больший показатель литровой мощности – отношению объема цилиндра к выходной мощности. В среднем литровая мощность 2-тактного мотора выше, чем у 4-тактного в 1,5 раза.

Еще один показатель, по которому 2-тактный мотор превосходит 4-тактный – это удельная мощность.

Данный показатель характеризует отношение выходной мощности к общей массе двигателя.

Проигрывая в мощностных показателях, 4-тактный двигатель лучше по показателям расхода топлива.

У него подача смеси происходит дозировано, через впускное окно, при этом выпускное – закрыто.

У 2-тактного же мотора существует момент, когда выпускное и перепускное окна оказываются открытыми, при этом поступающее топливо частично выходит через выпускное окно вместе с продуктами горения, то есть, часть топлива не участвует в процессе, а просто вылетает в атмосферу.

У 4-тактного мотора имеется система смазки, обеспечивающей смазку всех узлов, но при этом масло циркулирует по закрытой системе, потери его незначительны и в основном из-за износа двигателя.

Смазка 2-тактного мотора производится вместе с топливом, а значит, выполнив свою функцию масло попадает в цилиндр, где и сгорает.

По поводу надежности конструкции этих моторов, то здесь довольно интересная ситуация.

Конструктивно 2-тактный мотор проще, а значит и надежнее. Но у 4-тактного мотора есть более совершенная система смазки, которая обеспечивает больший ресурс мотору.

Вот и получается, что оба мотора надежны, но каждый по-своему. А вот по ремонтопригодности 2-тактный мотор все-таки лучше.

Та же совместная смазка вместе с топливом у 2-тактных двигателей сказывается и на экологичности этого мотора. Сгорание масла в большей степени обеспечивает загрязнение атмосферы.

Совмещение рабочих тактов у 2-тактного двигателя сказывается на шумности работы установки, она несколько выше, чем у 4-тактного агрегата.

Зато отсутствие дополнительных систем и механизмов обеспечивает более легкую и менее металлоемкую конструкцию, что сказывается на общей массе установки.

Более сложная конструкция 4-тактной установки играет и положительную роль.

У этих моторов существует возможность модернизации системы питания, применение инжекторных систем с раздельной подачей топлива и воздуха в цилиндры, повышающих мощность и экономичность двигателей.

У 2-тактных моторов возможность совершенствования ограничена все той же смазкой вместе с топливом. Хотя попытки улучшить показатели этих моторов осуществляются постоянно.

Также читайте по каким причинам и на каких двигателях гнет клапана.

В целом, применение до сих пор имеют оба этих мотора и вряд ли когда-либо откажутся от использования одного из них, оскольку у каждого из них имеются свои преимущества, востребованные в тех или иных условиях.

Источник http://autodont.ru/dvigatel/rabota-dvuxtaktnogo-dvigatelya
Источник http://autotopik.ru/obuchenie/851-princip-raboty-dvigatelya.html

Принцип работы двухтактного двигателя внутреннего сгорания

     Всякий двигатель, будь то двигатель внутреннего сгорания или электрический, преобразует энергию топлива или электрическую энергию в механическую.

     Двигателем внутреннего сгорания можно назвать любой двигатель, у которого процесс сгорания топлива происходит внутри рабочего цилиндра.

     Двигатели, используемые в авиационных, морских и автомобильных моделях, относятся к микролитражным; они работают на жидком топливе и составляют группу так называемых карбюраторных двигателей. Карбюраторными их называют потому, что горючая смесь у них образуется в специальной части — карбюраторе.

Основные части двигателя внутреннего сгорания

      Микролитражный модельный двигатель состоит из поршневой группы, включающей поршень и цилиндр; кривошипного механизма, состоящего из коленчатого вала и шатуна, которые преобразуют поступательное движение поршня во вращательное движение вала. Все эти детали монтируются в корпусе, называемом   картером. Подробно из каких частей состоит простой модельный двигатель можно посмотреть в этом материале.

     Рабочий процесс двигателя внутреннего сгорания состоит из четырех процессов: впуска горючей смеси, ее сжатия, сгорания рабочей смеси, выпуска продуктов сгорания.

    Двигатели внутреннего сгорания бывают четырехтактные и двухтактные.  Для авиамоделей, моделей автомобилей и морских моделей применяются двигатели внутреннего сгорания, которые работают по двухтактному циклу.

Принцип работы двухтактного двигателя внутреннего сгорания

Цикл работы двухтактного двигателя.

      Рассмотрим цикл работы двухтактного двигателя (рис. 1). При перемещении поршня / в верхнее крайнее положение, называемое верхней мертвой точкой (сокращенно В. М. Т.), в полости 2 под поршнем создается разрежение. Создаваемая таким образом разность давлений способствует наполнению картерной полости горючей смесью. При движении поршня вниз рабочая смесь сжимается и по перепускному каналу 3 проходит через перепускное окно гильзы, в цилиндр над поршнем, где испытывает дальнейшее сжатие движущимся вверх поршнем /. Сжатая рабочая смесь воспламеняется калильной свечой 5.

     Сгоревшие газы, расширяясь, с силой давят на поршень / и заставляют его двигаться вниз. Так происходит рабочий ход поршня. Во время движения поршня / вниз сначала открывается выпускное окно 7, а затем перепускное или продувочное окно 4. Отработавшие газы выходят через выпускное окно 7, а через продувочное окно 4 рабочая смесь поддавленном движущегося поршня устремляется в рабочий объем над поршнем и помогает выходу отработавших газов.

       Поскольку выпускное и продувочное окна открываются почти одновременно, рабочая смесь может выйти в атмосферу. Чтобы этого не произошло, на поршне делается отражательный козырек, называемый дефлектором. Дефлектор служит для направления потока рабочей смеси в цилиндр и для лучшего его заполнения. Одновременно он препятствует перепуску рабочей смеси из перепускного окна в выпускное.

       В некоторых двигателях внутреннего сгорания двухтактного цикла происходит самовоспламенение рабочей смеси при достижении определенной степени сжатия (а не при помощи свечей), которая регулируется специальным контрпоршнем.

     Таким образом, в двухтактном двигателе в течение одного такта, т. е. при переходе поршня от Н. М. Т. к В. М. Т., над поршнем происходит сжатие рабочей смеси, под поршнем всасывание горючей смеси в картер двигателя. В течение другого такта, т. е. при ходе поршня от В. М. Т. к Н. М. Т., над поршнем происходит рабочий ход и продувка, под поршнем предварительное сжатие рабочей смеси.

Диаграмма двухтактного двигателя

       Индикаторная диаграмма двухтактного карбюраторного двигателя представлена на рисунке 2. Участок ar показывает увеличение давления в цилиндре при ходе поршня от Н. М. Т. к В. М. Т. Воспламенение рабочей смеси происходит в точке r; отрезок rz соответствует периоду быстрого нарастания давления; участок zb соответствует уменьшению давления из-за увеличения объема над поршнем при его ходе от В. М. Т. к Ы. М. Т., и отрезок ba показывает дальнейшее уменьшение давления при открытии выпускного окна и продувке.

Двигатель внутреннего сгорания: устройство и принцип работы

Автор автомеханик А.Зарядин На чтение 14 мин. Просмотров 1.9k. Опубликовано 06.09.2020

Первым двигателем внутреннего сгорания (ДВС) считается изобретение французского механика Ленуара в 1860 году. Поршневой агрегат работал за счёт сжигания в цилиндре светильного газа. Более удачную конструкцию предложил немец Отто в 1866 году. Его двигатель работал по 4-тактному циклу, сжимая в цилиндрах смесь газа и воздуха перед воспламенением запальной свечи. Следующим этапом развития стал переход на жидкое нефтяное топливо и внесение технических новшеств в конструкцию ДВС.

Что такое ДВС

Двигатель преобразует топливную, электрическую и другие виды энергии в механическую для передачи её исполнительным органам машины или установки: трансмиссии, насосу, ротору и т.д. Автомобильные двигатели различаются по виду первичной энергии и процессу её преобразования:

• поршневой двигатель внутреннего сгорания;
• газовая турбина;
• паровой двигатель;
• роторно-поршневой мотор;
• двигатель внешнего сгорания;
• электромотор;
• маховичный двигатель и др.

Наиболее распространён поршневой двигатель внутреннего сгорания. Источником энергии ДВС служит жидкое нефтяное топливо или горючий газ. Популярность этого типа мотора обусловлена возможностью компактного хранения топлива и его малого расхода при большом пробеге автомобиля.

Рассмотрим подробнее, что такое двигатель внутреннего сгорания, его устройство, принцип работы, плюсы и минусы.

Устройство двигателя внутреннего сгорания

В устройство двигателя внутреннего сгорания входят различные механизмы и системы. Так, поршневой 4-тактный агрегат состоит из кривошипно-шатунного (КШМ) и газораспределительного (ГРМ) механизмов:

• КШМ включает в себя подвижные и неподвижные детали. Основу составляет блок цилиндров, установленный на картере. Сверху блок закрыт головкой, в которой находятся впускные и выпускные клапаны, свечи зажигания, форсунки. Внутри цилиндров перемещаются поршни, соединённые через поршневой палец с верхней головкой шатуна. Нижняя часть шатуна охватывает шейку коленвала. На конце вала закреплён маховик;
• в состав ГРМ входит распределительный вал, клапаны и привод ГРМ. Подробнее о механизме поговорим ниже.

В 2-тактном поршневом ДВС клапана отсутствуют. Вместо них в конструкции предусмотрены продувочные окна.

Достойной заменой поршневому агрегату можно рассмотреть только роторно-поршневой мотор или двигатель Ванкеля. Он работает по 4-тактому циклу, а поршень имеет форму треугольника Рёло. Газораспределение в роторном агрегате происходит через впускные и выпускные окна, поэтому необходимость в сложном клапанном механизме отпадает. Двигатели Ванкеля встречаются в машинах Mazda и советских ВАЗах.

Системы двигателя

Надёжная и долговременная работа двигателя внутреннего сгорания невозможна без питания, смазки, охлаждения. Кроме того, нужно обеспечить первый запуск коленвала и каждый раз воспламенять рабочую смесь в цилиндрах. Для этих целей разработаны следующие системы двигателя:

• смазки;
• охлаждения;
• питания;
• запуска;
• зажигания;
• впрыска;
• управления.

Если раньше системы были механические, сейчас в них появляется больше электроники. Электронное управление делает работу мотора высокоэффективной, экономичной и надёжной. Системы становятся компактными, но требуют качественного и регулярного обслуживания.

ГРМ — газораспределительный механизм

Устройство двигателя внутреннего сгорания включает в себя ГРМ. Его функция — вовремя подать в определённые цилиндры рабочую смесь, а также выпустить из этих цилиндров продукты горения. Работу механизма определяют последовательность работы цилиндров и фазы газораспределения.

Для функционирования ГРМ необходимы минимум 1 впускной и 1 выпускной клапан на каждый цилиндр. Диаметр тарелки впускного клапана обычно больше, чем у выпускного, что позволяет улучшить наполняемость цилиндра и увеличить рабочие показатели ДВС. Открытие и закрытие клапанов регулирует кулачковый распределительный вал. Сам вал приводится цепью или ремнём от коленвала.

Конструктивно привод клапанов делится на 4 вида:

• OHV — распредвал расположен в блоке цилиндров, а управление клапанами происходит через дополнительные толкатели и штанги;
• ОНС — распредвал размещён в головке блока, привод клапанов осуществляется за счёт рычажных толкателей;
• DОНС — схема расположения с двумя распредвалами в головке блока. В этом случае один вал используется для впускных, а другой для выпускных клапанов.

Фазы газораспределения — это моменты открытия и закрытия клапанов, выраженные в углах поворота коленвала. Правильно подобранные фазы обеспечивают лучшее наполнение и очистку цилиндров. Если в устройство двигателя включить механизм управления фазами VVT, это позволит получить максимальную мощность при высокой частоте вращения коленвала и экономить ресурсы на малых оборотах.

Система смазки

Смазка двигателя автомобиля защищает детали от трения, коррозии, охлаждает конструкцию и смывает грязь. В ДВС часто используются комбинированные системы, в которых моторное масло подаётся под давлением и разбрызгиванием.

В типичной смазочной системе масло заливают через маслозаливную горловину в поддон картера до определённого уровня. При работе двигателя маслонасос высасывает из поддона смазку через маслозаборник. Затем масло фильтруется от примесей и переходит в главную магистраль.

Магистраль представляет собой ответвления каналов, по которым масло поступает к коренным подшипникам коленвала, опорам распредвала, поршневой группе и другим деталям. Из зазоров подшипников смазка вытекает и разбрызгивается движущимися элементами в виде капель и масляного тумана. Под действием силы тяжести масло стекает в поддон, смазывая при этом привод ГРМ.

В высокофорсированных ДВС спорткаров, в тракторах и спецавтомобилях применяется система смазки с сухим картером. Масло постоянно выкачивается дополнительным маслонасосом в масляный бак, из которого подаётся под давлением в систему смазки двигателя. Такое решение помогает предотвратить перемещение масла при резких манёврах, когда маслозаборник окажется выше уровня масла.

Система смазки выполняет функцию вентиляции картера от газов, которые прорываются из цилиндра через поршневые кольца. Соединяясь с парами воды, газы образуют агрессивные кислоты и могут вызвать коррозию. Самым простым способом вентиляции картерных газов является выведение их в атмосферу. Однако, высокие нормы экологии привели к появлению закрытых принудительных систем вентиляции, в которых газы направляются в камеры сгорания через впускной тракт.

Система охлаждения

Температура в камере сгорания в момент воспламенения доходит до 2500℃. Перегрев цилиндров, поршней, головки блока и других деталей приводит к потере мощности, тепловому расширению, выгоранию масла, обгоранию клапанов и заклиниванию двигателя. Для охлаждения конструкции разработана система, которая принудительно отводит тепло потоком воздуха или жидкости.

Воздушная система охлаждения ДВС применяется на мопедах, мотоциклах и газонокосилках. Жидкостная система более сложная и шумная, но обеспечивает равномерный и эффективный отвод тепла. В качестве теплоносителя используются антифризы — жидкости с низкой температурой замерзания.

Для отвода тепла от блока цилиндров и головки предусмотрена рубашка охлаждения — канал для прохождения жидкости. Рубашка соединяется патрубками с радиатором, который забирает тепло от жидкости и выбрасывает его в воздух. За радиатором располагают вентилятор, который увеличивает скорость прохождения воздуха. Вентилятор приводится от ременной передачи коленвала или электропривода. Часто вентилятор оснащают вязкостной или гидравлической муфтой.

Во время работы двигателя охлаждающая жидкость циркулирует от насоса, который приводится от коленвала или электродвигателя. Чтобы система обеспечивала оптимальный температурный режим, в контур охлаждения встраивают термостат с управляемым теплочувствительным элементом. Термостат может быть соединён с электронным блоком управления.

Система подачи топлива

Система подачи топлива в двигателях внутреннего сгорания может быть карбюраторной или инжекторной. Наиболее распространённой является инжекторная система питания с распределённым впрыском. Она состоит из следующих подсистем:

• подачи и очистки топлива;
• подачи и очистки воздуха;
• улавливания и сжигания паров бензина;
• выпуска и дожигания отработанных газов;
• электронной части с набором датчиков.

Во время включения ДВС запускается электробензонасос, который закачивает топливо из бака. Бензин проходит через топливный фильтр к рампе с форсунками. На корпусе форсунки находятся электрические контакты, которые регулируют количество топлива, впрыскиваемого в цилиндр.

За количеств воздуха, поступающего в цилиндры ДВС, отвечает дроссельная заслонка. Она работает от механического троска или электропривода.  Регулировку оборотов на холостом ходу осуществляет шаговый электродвигатель или непосредственно компьютер. Для корректной работы системы впрыска электронный блок получает информацию с датчиков массового расхода воздуха, температуры охлаждающей жидкости, положения и частоты вращения коленвала и др.

Помимо распределённого впрыска существуют системы непосредственного впрыска. Однако, они более сложные и дорогие. Специалистам компании Mitsubishi удалось разработать сбалансированную систему, которая улучшила топливную экономичность и повысила мощность мотора. Это объясняется возможностью двигателя работать на обеднённых смесях и повышением степени сжатия до с 10 до 12,5.

Впервые система непосредственного впрыска появилась в моторах 1,8 GDI на Mitsubishi Galant в 1996 году. Сейчас подобные двигатели внутреннего сгорания встречаются в машинах Peugeot-Citroen, Renault, Toyota.

Системы питания дизельных ДВС отличаются от бензиновых. Существуют две схемы подачи дизельного топлива: с разделённой камерой сгорания и непосредственный впрыск. Первый вариант работает мягче и тише, но распространение получил второй вариант с лучшей топливной экономичностью в 20 %.

Дизельное топливо поступает из бака в нагнетательный трубопровод, затем через подкачивающий насос в топливный фильтр. После очистки дизель попадает в топливный насос высокого давления ТНВД, который распределяет топливо по форсункам.

Альтернативой системе с ТНВД является система питания Common Rail от Bosch. Особенность системы — установка аккумуляторного узла со штуцерами для подсоединения форсунок. Топливо в узле находится постоянно под высоким давлением, что позволяет подавать в цилиндр небольшие и точно отмеренные порции.

Выхлопная система

Выхлопная система влияет на мощность ДВС, расход топлива и количество выбросов в атмосферу. Для уменьшения содержания вредных веществ в отработанных газах применяется каталитический нейтрализатор.  Он состоит из восстановительного и двух окислительных катализаторов, которые превращают углеводороды в водяной пар, а окиси углерода — в углекислый газ. Нейтрализатор устанавливают максимально близко к выпускному коллектору.

Нейтрализатор работает эффективнее, если двигатель внутреннего сгорания работает на смеси из воздуха и топлива в соотношении 14,7:1. Количество воздуха в отработанных газах отслеживает датчик лямбда-зонд. Уровень вредных окисей азота снижают с помощью системы рециркуляции путём забора части газов из выпускной системы для подачи его во впуск.

Классификация двигателей

Конструкция ДВС бывает различной. Каждый разработчик мотора пытается внести свои улучшения, повысить мощность и экономичность, снизить выбросы вредных веществ и стоимость агрегата. Давайте посмотрим, по каким критериям классифицируют двигатели внутреннего сгорания.

По рабочему циклу

Рабочий цикл ДВС — это последовательность процессов внутри каждого цилиндра, в результате которой энергия топлива превращается в механическую энергию. Цикл может быть двухтактным или четырехтактным:

• четырёхтактный мотор работает по «циклу Отто» или Аткинсона и включает в себя такты: впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск;
• в двухтактном ДВС впуск и сжатие происходят одновременно за один такт, а рабочий ход переходит в выпуск на втором такте.

Если сравнивать двигатели внутреннего сгорания одной мощности по рабочему циклу, 2-тактный окажется проще и компактнее. А вот по топливной экономичности и экологическим показателям в выигрыше окажется 4-тактный мотор.

По типу конструкции

По конструкции ДВС делятся на:

• поршневые, в которых расширяющиеся при сгорании газы приводят в движение поршень, который в свою очередь толкает коленвал;
• роторные.Растущее давление газов воздействует на ротор, соединённый с корпусом через зубчатую передачу. Роторный мотор не имеет ГРМ. Его функции выполняют впускные и выпускные окна в боковых стенках корпуса;
• газовые турбины. В этих двигателях внутреннего сгорания газы с высокой скоростью попадают на лопатки силовой турбины, которая соединяется через редуктор с трансмиссией. Для нагнетания воздуха в мотор установлен турбинный компрессор.

Моторы могут быть без наддува, с турбокомпрессором или нагнетателем. Конструкция подбирается под назначение двигателя: будь то стационарная установка или транспорт.

По количеству цилиндров

Одно цилиндровые двигатели работают неравномерно, что не критично для лодочных моторов, мопедов и мотоциклов. Двигатель автомобиля устроен сложнее, поскольку нужна высокая мощность, а значит и большой объём цилиндра. Так, в транспорте малого класса применяются 4-цилиндровые моторы. В грузовые автомобили ставят 6- и 8-цилиндровые ДВС.

В моделях премиум класса встречаются 12-цилиндровые агрегаты. Например, в Audi A8 установлен мотор W12 с 4 клапанами на каждый цилиндр и мощностью 420 л.с.

По принципу создания рабочей смеси

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания различается способами смесеобразования:

• внешнее: в карбюраторных моторах и в агрегатах с впрыском топлива во впускной коллектор;
• внутреннее: в дизельных двигателях и бензиновых с непосредственным впрыском в камеру сгорания.

По расположению цилиндров

Поршневые двигатели автомобиля различаются компоновочной схемой блока цилиндров и могут представлять собой конструкцию:

• рядную;
• V-образную;
• оппозитную с углом развала между поршнями 180°;
• VR-образную;
• W -образную.

В зависимости от компоновки моторы устанавливаются в подкапотное пространство вертикально, горизонтально или под углом к вертикальной плоскости для уменьшения высоты конструкции.

По типу топлива

Работа двигателя внутреннего сгорания происходит за счёт сжигания смеси воздуха с бензином, газа или дизеля. В качестве газового топлива ДВС применяются углеводород, сжиженный газ, смесь пропана и бутана, метан, водород.

По принципу работы ГРМ

Выше мы рассматривали, что ГРМ может быть устроен по схеме OHV, ОНС или DОНС. Выбор компоновки влияет на принцип работы двигателя. Также приводы клапанов различаются способами регулировки тепловых зазоров, которые увеличиваются в результате нагрева конструкции. Настройку зазоров проводят вручную, меняя специальные винты в коромыслах, или устанавливают гидрокомпенсаторы для автоматической регулировки.

Принцип работы двигателя

Изучив устройство, перейдём к рассмотрению принципа работы ДВС. Как работает двигатель внутреннего сгорания разберём на примере одноцилиндрового бензинового мотора.

Принцип работы четырехтактного двигателя

Внутри цилиндра возвратно-поступательно перемещается поршень, соединённый с коленчатым валом через шатун. Положение, в котором остаётся поршень после перемещения вверх, называется верхней мёртвой точкой ВМТ. А положение после перемещения вниз — нижней мёртвой точкой НМТ. Ход поршня между двумя крайними точками называется тактом. Рабочий цикл включает 4 последовательных такта: впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск.

Посмотрим поэтапно, как работает 4-тактный двигатель внутреннего сгорания:

1. В начале такта впуска открывается впускной клапан, а поршень перемещается от ВМТ. В это время в цилиндр всасывается горючая смесь.
2. После прохода НМТ поршень поднимается вверх, сжимая рабочую смесь и остаточные газы. Все клапана закрыты. Растёт давление и температура сжатых газов. В это время свеча зажигания даёт искру для воспламенения смеси.
3. Рабочая смесь горит, толкая поршень от ВМТ вниз. Клапана ещё закрыты.
4. На такте выпуска открывается выпускной клапан, и поршень поднимается вверх, выталкивая отработавшие газы из цилиндра.

В многоцилиндровом блоке одинаковые такты в цилиндрах проходят в разном порядке. Например, если в устройство двигателя входит 4-цилиндровый блок, то очередность работы может выглядеть, как 1-3-2-4. Это означает, что такт впуска пройдёт сначала в 1, потом в 3, затем во 2, а после в 4 цилиндре.

Принцип работы двухтактного двигателя

Кривошипно-шатунный и газораспределительный механизмы двигателя с двумя рабочими тактами отличаются от 4-тактного. Здесь вместо клапанов в определённых местах цилиндра предусмотрены отверстия — продувочные окна. Свечи зажигания установлены в головке цилиндра.

Во время первого такта поршень двигается от НМТ к ВМТ. Через впускное окно под давлением насоса поступает рабочая смесь, заполняя цилиндр. Выпускное окно открыто и выпускает остатки отработавших газов. Перемещаясь, поршень перекрывает окна. Горючая смесь сжимается. Вблизи ВМТ подаётся искра зажигания, после чего начинается второй такт.

Поршень перемещается вниз под действием давления газов. Открываются окна. Сначала выпускное, через которое выходят отработанные газы, а затем впускное, через которое снова подаётся смесь.

Схема двухтактного двигателя имеет большой КПД: поршень за весь рабочий цикл совершает 2 хода, а коленчатый вал делает один полный оборот. Однако, часть топливно-воздушной смеси теряется вместе с отработанными газами, что даёт низкую топливную экономичность. Кроме того, поршневые кольца, постоянно пересекая кромки продувочных окон, быстро изнашиваются.

Преимущества и недостатки ДВС

ДВС — основной силовой агрегат, который устанавливают в автомобили. Несмотря на популярность, устройство двигателя внутреннего сгорания далеко от идеала.

Заключение

Устройство двигателя внутреннего сгорания постоянно усложняется, в попытках угодить запросам потребителей. Растёт количество модификаций, применяются новые электронные системы и перспективные виды топлива. Но эпоха доминирования ДВС постепенно заканчивается, на смену приходят более экологические чистые, эффективные и бесшумные конструкции. Например, гибридная машина, в которой ДВС работает в паре с электродвигателем. 

— обзор

13.2.2 Условия эксплуатации

При одинаковом давлении всасывания более низкая частота вращения двигателя приводит к меньшей интенсивности турбулентности и, следовательно, к более низкой скорости пламени во время сгорания. Однако с точки зрения угла поворота коленчатого вала более низкие обороты двигателя приводят к более короткой продолжительности сгорания. Речь идет о более высоких давлениях и температурах, и ожидается более высокий уровень выбросов NO _x . Смешивание топлива, воздуха и остатков менее эффективно при низких оборотах двигателя, поэтому выброс углеводородов выше.Нагрузка на двигатель оказывает значительное влияние на уровни выбросов HC и NO _x , а также на расход топлива двигателем (рис. 13.3a). Короткое замыкание свежего заряда в выхлопное отверстие — еще один важный механизм потерь топлива через выхлоп, что увеличивает выброс углеводородов и кажущийся расход топлива. На рисунке 13.3 сравниваются характеристики карбюраторных и цилиндрических, скутеров с впрыском топлива, двухтактных двигателей с продувкой картера. При частичных нагрузках массовая доля остаточных веществ в цилиндре при ЕС высока (может превышать 50 процентов), а карманы большого объема богатых топливом смесей (недостаток кислорода), которые не могут воспламениться, задерживаются в различных областях.Эти богатые топливом карманы истощаются в процессе газообмена, что приводит к высоким выбросам углеводородов и расходу топлива. В этих условиях выбросы NO _x чрезвычайно низки.

Рис. 13.3. Карты характеристик двигателя, показанные на Рисунке 13.8 (a) карбюраторный двигатель, и (b) двигатель с впрыском топлива в цилиндр [6]. Расход топлива в [г / кВтч]. Выбросы CO в [об. %], выбросы УВ в [об. ppm]

В условиях ускорения выбросы значительно выше, чем в установившемся режиме работы.В двигателях с впрыском или карбюратором быстро открывающаяся дроссельная заслонка приводит к ускорению топливно-воздушной смеси, и из-за большой разницы в их плотностях часть топлива отстает от воздуха. Следовательно, требуется высокое обогащение смеси для обеспечения воспламенения смеси, поступающей в цилиндр. Избыточное топливо остается во впускной системе и расходуется в следующих циклах. Поэтому ожидаются высокие выбросы HC и CO. В этом отношении системы впрыска в цилиндр имеют заметное преимущество перед другими методами заправки топлива.

Отношение эквивалентного количества топлива к воздуху (= 1 / λ, где λ обозначает относительное соотношение воздух-топливо) является одной из наиболее важных переменных при определении уровней выбросов в двигателях с искровым зажиганием. В общих чертах это показывает, что смеси с обедненным топливом дают низкие выбросы до тех пор, пока качество сгорания не ухудшится, а выбросы углеводородов резко не возрастут. Богатые смеси дают низкие выбросы NO _x , но со стабильно растущими выбросами HC и CO. Минимальные углеводороды и удельный расход топлива достигаются близкими к стехиометрическим условиям.Более ранний момент зажигания приводит к увеличению максимального давления и температуры и, следовательно, ожидается более высокий уровень выбросов NO _x . Также ожидается более высокая эффективность преобразования топлива, что приведет к снижению выбросов CO. В этих условиях цикл приближается к идеальному циклу Отто и ожидается более высокая тепловая эффективность, что снижает bsfc.

Поскольку выхлопные газы по существу являются инертными газами, циркуляция измеряемой части обратно в камеру сгорания может значительно снизить пиковую температуру сгорания и, следовательно, образование компонента NO _x .Рециркуляция выхлопных газов (EGR) — очень эффективный метод, обычно используемый во многих четырехтактных двигателях для снижения уровня выбросов NO _x . Снижение максимальной температуры горения связано также с увеличением выбросов bsfc и углеводородов до некоторой степени. Рециркуляция выхлопных газов может осуществляться как внешними, так и внутренними средствами. Поскольку типичная эффективность продувки в двухтактных двигателях намного ниже единицы, внутренняя система рециркуляции отработавших газов является неотъемлемым свойством двухтактных двигателей; таким образом, их типичная эмиссия NO _x практически незначительна.

Дросселирование выхлопных газов — еще один эффективный метод минимизации потерь топлива через выхлопное отверстие, тем самым снижая выбросы углеводородов и видимый расход топлива.

Рисунок 13.4 иллюстрирует наиболее важные эффекты рабочих условий на выхлопные загрязнители и bsfc двигателя SI.

Рис. 13.4. Принципиальная диаграмма, показывающая наиболее важные эффекты условий эксплуатации на выхлопные загрязнители и bsfc двигателя SI.

Что такое двухтактный двигатель?

Двухтактные двигатели

A двухтактный двигатель — это тип двигателя внутреннего сгорания, который завершает энергетический цикл двумя тактами поршня за один оборот коленчатого вала.

В четырехтактных двигателях имеется один рабочий ход за два оборота коленчатого вала или за цикл из четырех тактов поршня. Стремление к одному рабочему ходу при каждом обороте коленчатого вала привело к разработке двухтактного двигателя .

В 1838 году англичанин Барнетт описал механизм подачи заряда в цилиндр с помощью отдельных насосов. В 1878 году Дугальд Клерк также внес большой вклад в это направление и описал двухтактный цикл, известный как цикл Клерка.

Двухтактный двигатель используется для малой мощности, необходимой в автоциклах, скутерах, мотоциклах. В двухтактных двигателях нет тактов всасывания и выпуска. Осталось только два хода: такт сжатия и рабочий ход. Обычно это , называемые ходом вверх и ходом вниз . Также вместо клапанов в двухтактных двигателях используются впускной и выпускной патрубки.

Свежий заряд поступает в цилиндр в конце рабочего хода через впускное отверстие.Затем сгоревшие выхлопные газы вытесняются свежим зарядом через выхлопное отверстие.

Двухтактный двигатель с искровым зажиганием (бензин).

Принцип двухтактного двигателя с искровым зажиганием показан на рисунке. Его два хода следующие:

1. Ход вверх
2. Ход вниз

Ход вверх

Во время хода вверх поршень перемещается вверх от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке . Путем сжатия бензиновой смеси наддувочного воздуха в камере сгорания цилиндра.За счет движения поршня вверх в картере создается частичный вакуум.

И новый заряд втягивается в картер через непокрытый впускной канал. Выпускной порт и порт передачи закрыты, когда поршень находится в верхней мертвой точке. Сжатый заряд воспламеняется в камере сгорания от искры, подаваемой свечой зажигания.

Ход вниз

Как только заряд воспламеняется, горячие газы сжимают поршень, который движется вниз, вращая коленчатый вал, тем самым выполняя полезную работу.Во время этого хода впускное отверстие закрывается поршнем, и новый заряд сжимается в картере. Дальнейшее движение поршня вниз открывает сначала выпускное отверстие, а затем переходное отверстие. и, следовательно, выхлоп начинается через выхлопное отверстие.

Как только передаточное отверстие открывается, заряд, проходящий через него, принудительно попадает в цилиндр. Заряд ударяется о дефлектор на головке поршня, поднимается к верху цилиндра и выталкивает большую часть выхлопных газов. Поршень теперь находится в нижней мертвой точке.

Цилиндр полностью заправлен свежим зарядом, хотя в некоторой степени это выхлопные газы. Затем цикл событий повторяется, поршень совершает два хода на каждый оборот коленчатого вала.

На рисунке показана схема подключения двухтактного бензинового двигателя. что говорит само за себя.

На рисунке показана форма p-v-диаграммы для двухтактного бензинового двигателя. Эта диаграмма относится только к главному цилиндру или верхней стороне поршня.

Двухтактный двигатель с воспламенением от сжатия (дизель)

В этом двухтактном двигателе внутри цилиндра сжимается только воздух.и топливо (дизельное топливо) впрыскивается форсункой, установленной в головке цилиндра. В этом двигателе нет свечи зажигания. Остальные операции двухтактного двигателя с воспламенением от сжатия точно такие же. как двигатели с искровым зажиганием.

Схема газораспределения двухтактного дизельного двигателя.

На рисунке показаны давления и температуры в цилиндрах, действующие на свечу зажигания для двухтактных и четырехтактных двигателей.

Преимущества двухтактного двигателя перед четырехтактным:

1. Двухтактный двигатель обеспечивает один рабочий ход на каждый оборот коленчатого вала.Четырехтактный двигатель дает один рабочий ход на каждые два оборота коленчатого вала. Следовательно, мощность, развиваемая двухтактным двигателем, вдвое больше, чем мощность, развиваемая четырехтактным двигателем при тех же оборотах двигателя и объеме цилиндров.
2. Крутящий момент на коленчатом валу больше у двухтактного двигателя. Из-за одного рабочего хода на каждый оборот коленчатого вала, и поэтому в нем нужен более легкий маховик.
3. При той же мощности двухтактный двигатель более компактный, легкий и требует меньше места, чем четырехтактный двигатель.Таким образом, он больше подходит для автоциклов, мотоциклов и скутеров.
4. Двухтактный двигатель проще по конструкции и механизму. В нем нет клапана и клапанного механизма. Порты легко сконструировать, они закрываются и открываются при движении самого поршня.
5. Обладает высоким механическим КПД за счет отсутствия кулачков, коленчатого вала, коромысел и т. Д. Клапанов.
6. Дает меньше крутильных колебаний.
7. Для двухтактного двигателя требуется меньше запчастей из-за его простой конструкции.
8. Может быть изменен, если он бесклапанный.
9. Существует экономия в работе, необходимая для преодоления трения впускного и выпускного отверстий.

Недостатки

1. В двухтактном двигателе Отто расход топлива высокий. потому что свежий заряд, вероятно, будет потрачен впустую, выйдя через выхлопное отверстие.
2. Фактическое сжатие начинается, когда порты полностью закрываются движением поршня вверх после нескольких оборотов коленчатых валов на несколько градусов.Таким образом, фактическая степень сжатия и, следовательно, тепловой КПД двухтактного двигателя меньше, чем у четырехтактного при тех же размерах.
3. Заряд разбавлен дымовыми газами из-за неполной продувки.
4. Издает больше шума.
5. Потребляет больше смазочного масла.
6. Повышенный износ движущихся частей.

Сравнение четырехтактного и двухтактного двигателей.

Загрузить эту статью в формате PDF

Если вам понравилась статья, поделитесь ею с друзьями. Если у вас возникнут какие-либо вопросы по этой теме, не стесняйтесь оставлять комментарии, мы ответим.

Изображения в этом блоге взяты с britannica.com, cycleworld.com

Принцип работы двигателей внутреннего сгорания

Для правильной работы двигателя он должен непрерывно выполнять определенный цикл операций.Принцип работы двигателей с искровым зажиганием (SI) был изобретен Николаусом А. Отто в 1876 году; поэтому двигатель SI также называют двигателем Отто. Принцип работы двигателя с воспламенением от сжатия (CI) был обнаружен Рудольфом Дизелем в 1892 году, поэтому двигатель CI также называют дизельным двигателем.

Принцип работы двигателей SI и CI практически одинаков, за исключением процесса сгорания топлива, который происходит в обоих двигателях. В двигателях SI сжигание топлива происходит за счет искры, генерируемой свечой зажигания, расположенной в головке блока цилиндров.Топливо сжимается до высокого давления, и его сгорание происходит при постоянном объеме. В двигателях с ХИ сгорание топлива происходит из-за сжатия топлива до чрезмерно высокого давления, что не требует наличия искры для инициирования воспламенения топлива. В этом случае сгорание топлива происходит при постоянном давлении.

Двигатели SI и CI могут работать как с двухтактным, так и с четырехтактным циклом. Оба цикла описаны ниже:

1. Четырехтактный двигатель : В четырехтактном двигателе цикл работы двигателя завершается четырьмя тактами поршня внутри цилиндра.Четыре такта 4-тактного двигателя: всасывание топлива, сжатие топлива, такт расширения или рабочего хода и такт выпуска. В 4-тактных двигателях мощность вырабатывается, когда поршень совершает такт расширения. За четыре такта двигателя совершается два оборота коленчатого вала двигателя.

2. Двухтактный двигатель : В случае двухтактного двигателя такты всасывания и сжатия происходят одновременно. Точно так же такты расширения и выпуска происходят одновременно.Мощность вырабатывается во время такта расширения. По завершении двух ходов поршня производится один оборот коленчатого вала двигателя.

В 4-тактных двигателях топливо сжигается один раз за два оборота колеса, а в 2-тактном двигателе топливо сжигается один раз за один оборот колеса. Следовательно, эффективность 4-тактных двигателей выше, чем у 2-тактных двигателей. Однако мощность двухтактных двигателей больше, чем у четырехтактных.

Изучите автомобильную инженерию у инженеров-автомобилестроителей

4-тактный принцип

В 4-тактном двигателе ход поршня (движение от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке или наоборот) необходимы для завершения рабочего цикла.

Такт впуска (от ВМТ до НМТ): свежая смесь в двигателе SI (искровое зажигание) или свежий воздух в дизельном двигателе всасывается в цилиндр через впускные клапаны, которые могут открываться с легким опережением до ВМТ и могут закрываться с некоторой задержкой после BDC, чтобы максимизировать введенную массу.

Такт сжатия (от НМТ до ВМТ): свежая смесь в двигателе SI или свежий воздух в дизельном двигателе сжимается при закрытых всех клапанах. Ближе к концу такта сжатия сгорание инициируется посредством искрового зажигания (двигатель с искровым зажиганием) или впрыска топлива (дизельный двигатель).

Рабочий ход (от ВМТ до НМТ): горячие сгоревшие газы расширяются, толкая поршень вниз и воздействуя на него работой, которая в пять (или более) раз превышает работу, прилагаемую поршнем во время такта сжатия. Ближе к концу рабочего такта выпускные клапаны могут начать открываться, и часть сгоревших газов выбрасывается из цилиндра благодаря перепаду давления.

Такт выпуска (от НМТ до ВМТ): поршень удаляет оставшиеся сгоревшие газы.Ближе к концу такта выпуска впускные клапаны могут открываться, а вскоре после ВМТ выпускной клапан может закрываться, это называется перекрытием. После этого можно начинать новый цикл.

Хотя цикл завершается 4 ходами при 2 оборотах кривошипа, можно выделить 6 рабочих фаз, поскольку во время одного хода могут происходить разные фазы:

• Впуск
• Сжатие
• Горение
• Расширение
• Выхлоп (продувка)
• Выхлоп (смещение)

Следует отметить, что требуется 2 рабочих фазы для замены сгоревших газов свежей смесью.

2-тактный принцип

В 2-тактном двигателе полный рабочий цикл требует всего лишь двух ходов поршня (т.е. 1 оборот коленчатого вала).

Чтобы получить более высокую выходную мощность, два хода, используемые для газообмена, подавляются и заменяются процессом продувки. Процесс продувки определяется вытеснением сгоревших газов, когда поршень приближается к концу рабочего такта, посредством свежего заряда, находящегося под давлением.

В простейшей конструкции давление свежего заряда повышается за счет самого картера, объем которого изменяется в зависимости от объема цилиндра, так что минимальный объем картера (а затем максимальное давление) достигается, когда поршень находится в положении НМТ в главном цилиндре.

Возможна более компактная конструкция по сравнению с 4-тактным двигателем, поскольку впускные и выпускные клапаны могут быть заменены портами (отверстиями) в гильзе цилиндра, открытием и закрытием которых можно управлять непосредственно движением поршня.

Два хода следующие:

Ход сжатия : после закрытия впускного и выпускного отверстий поршень сжимает заряд цилиндра (при этом объем в картере увеличивается, втягивая свежий заряд в картер путем нажатия) . Ближе к концу такта сжатия сгорание инициируется искровым зажиганием (двигатель SI) или впрыском топлива (дизельный двигатель).

Рабочий ход : горячие сгоревшие газы расширяются, толкая поршень вниз.Ближе к концу этого хода выпускное отверстие открывается, и часть отработавших газов удаляется из цилиндра благодаря разнице давлений. После этого отверстия продувки открываются, и свежий заряд под давлением выводит сгоревшие газы, так что новый цикл может начаться снова после того, как поршень достигнет НМТ.

Опять же, что касается 4-тактного двигателя, во время 2-тактного двигателя происходит 6 различных фаз:

• Очистка
• Впуск
• Сжатие
• Горение
• Расширение
• Продувка

Однако для достижения такого цикла необходим клапан с регулируемым давлением на продувочном отверстии.Если используются простые отверстия в стенках цилиндра, край впускного отверстия должен находиться ниже, чем выпускной канал, чтобы обеспечить фазу продувки. Это могло бы вызвать короткое замыкание части индуцированного свежего заряда в начале такта сжатия, поскольку выпускное отверстие остается открытым в течение некоторого времени после закрытия впускного отверстия.

Процесс продувки представляет собой ахилловую пяту двухтактного двигателя, поскольку в его простейшей компоновке с простыми отверстиями в стенках цилиндров часть свежего заряда будет течь непосредственно в выпускное отверстие, вызывает высокий расход топлива и выбросы углеводородов в SI. двигатель.

По этим причинам в модели использование 2-тактных двигателей SI было ограничено вспомогательными двигателями малой мощности (такими как газонокосилки, пильные цепи, подвесные двигатели для движения лодок …), где недостатки считались приемлемыми из-за высокая простота, низкая стоимость и высокая удельная мощность этих двигателей.

2-тактные двигатели также используются для больших дизелей для морских и стационарных применений (диаметр цилиндра около 1 метра), где они обычно предпочтительнее 4-тактных двигателей из-за чрезмерно высоких термомеханических напряжений, которые должны выдерживать клапаны (напряжение увеличивается с увеличением диаметра клапана. , который пропорционален диаметру цилиндра).

В настоящее время нет примеров применения двухтактных двигателей в автомобильной сфере.

Romain Nicolas отзыв:

Базовые 2-тактные и 4-тактные двигатели имеют почти противоположные характеристики. Тем не менее, некоторые исследования продолжают использовать преимущества одного типа и применять его к двигателям другого типа, например, с прямым впрыском для двухтактных двигателей. Считаете ли вы, что 2-тактные двигатели появятся в автомобильной промышленности для нетрадиционных нужд, таких как расширитель диапазона для серийных гибридов? Как вы думаете, будут ли устранены недостатки двухтактных двигателей, чтобы они заняли место в сегодняшнем двигателе внутреннего сгорания?

Цикл четырехтактного двигателя

Большинство двигателей внутреннего сгорания работают по одному из двух принципов работы: двухтактный цикл или четырехтактный цикл.Четырехтактные двигатели являются преобладающим типом в авиации общего назначения и составляют тему этого поста.

Поршневые двигатели классифицируются по количеству отдельных шагов, которые двигатель выполняет за один полный цикл двигателя. Двухтактные двигатели совершают цикл за один оборот коленчатого вала с двумя движениями; ход поршня вверх и вниз, который включает впуск, сжатие, сгорание и выпуск. Двухтактные двигатели распространены на легких легких самолетах и ​​некоторых небольших сверхлегких самолетах, поскольку эти двигатели имеют меньшее количество деталей, что делает их более простыми в эксплуатации и более дешевыми в приобретении и обслуживании.

Четырехтактные двигатели являются наиболее распространенным типом двигателей, используемых в авиастроении общего назначения, и именно этот тип двигателя мы будем изучать далее. Четырехтактному двигателю требуется два оборота коленчатого вала для завершения одного цикла двигателя, при этом поршень перемещается на 180 ° для завершения каждого этапа цикла. Четырехтактный цикл включает в себя этап впуска и сжатия (один оборот коленчатого вала) и этап мощности и выпуска (один оборот коленчатого вала).

Номенклатура циклов

Есть ряд определений, которые следует хорошо понять, прежде чем переходить к деталям четырехтактного цикла.См. Изображение ниже и определения под изображением.

ВМТ (ВМТ) — это относится к положению поршня, когда он находится в верхней части своего хода. Поршень расположен рядом с верхней частью головки блока цилиндров, а шатунная шейка находится в крайнем верхнем положении.

Нижняя мертвая точка (НМТ) — это точка цикла, в которой поршень находится в нижней части своего хода, а шатунная шейка находится в самом нижнем положении.

Ход — ход двигателя — это возвратно-поступательное расстояние, на которое поршень перемещается в цилиндре от НМТ до ВМТ.

Диаметр цилиндра — это внутренний диаметр цилиндра.

Степень сжатия — объем пространства в цилиндре может быть определен поршнем в НМТ и ВМТ. Соотношение между ними дает степень сжатия. Например, двигатель со степенью сжатия, равной 9, имеет объем в цилиндре в девять раз больше при поршне в НМТ, чем в ВМТ.2} {4} \ times Ход
$$
Где:
\ (D: \) Диаметр цилиндра
\ (S.V .: \) Рабочий объем

Четырехтактный цикл

Пока двигатель работает, он будет продолжать непрерывно повторять четыре шага в четырехтактном цикле. Каждый этап цикла представляет собой поворот поршня на 180 °, что соответствует половине оборота коленчатого вала. Поскольку для завершения одного четырехтактного цикла требуется два оборота коленчатого вала, полный цикл будет завершен при половине оборотов двигателя e.Двигатель g, работающий на 3000 об / мин, выполнит 1500 полных циклов за одну минуту.

Двигатель всегда завершает цикл в одном и том же порядке:

Впускной или Индукционный

Целью такта впуска или впуска является втягивание смеси воздуха и топлива в цилиндр. Этот ход происходит при перемещении поршня из ВМТ в НМТ. Впускной клапан должен быть открыт, чтобы воздушно-топливная смесь попала в цилиндр, в то время как выпускной клапан остается закрытым.Движение поршня вниз вызывает падение давления в цилиндре, в результате чего смесь засасывается в полость, оставленную движением поршня.

Компрессия

Как следует из названия, такт сжатия предназначен для сжатия топливовоздушной смеси, которая всасывается в головку блока цилиндров перед воспламенением. Это достигается перемещением поршня вверх от НМТ к ВМТ. Движение поршня уменьшает объем, занимаемый смесью, вызывая повышение давления и температуры внутри цилиндра.Впускной и выпускной клапаны остаются закрытыми на протяжении большей части хода (впускной клапан остается открытым примерно на 50 ° после НМТ, чтобы обеспечить поступление оптимального количества смеси в цилиндр). Когда поршень приближается к ВМТ, свеча зажигания загорается, воспламеняя смесь. Искра рассчитана таким образом, что инерция движущегося вверх поршня не замедляется зажиганием, а продолжается до ВМТ, где ход заканчивается.

Мощность

Быстро расширяющийся газ, воспламеняемый свечой зажигания, вызывает скачок давления внутри цилиндра, заставляя поршень вернуться из ВМТ в НМТ.По мере того, как поршень движется вниз, увеличивающийся объем вызывает снижение давления и температуры в цилиндре. Именно этот рабочий ход заставляет коленчатый вал вращаться, что в конечном итоге приводит в движение гребной винт и создает тягу. Впускной и выпускной клапаны остаются закрытыми на протяжении большей части рабочего хода, при этом выпускной клапан открывается непосредственно перед тем, как поршень достигает НМТ. Время открытия клапана устанавливается таким образом, чтобы обеспечить выработку максимальной мощности, в то же время гарантируя, что сгоревший газ удаляется наиболее эффективным образом во время такта выпуска.

, выхлоп

Выпускной клапан открывается непосредственно перед завершением рабочего хода и остается открытым во время движения поршня из НМТ в ВМТ. Движение поршня вытесняет выхлопные газы через открытый выпускной клапан, очищая цилиндр до начала такта впуска. На этом цикл завершается, и поршень снова начинает двигаться вниз по мере повторения шага индукции.

, полный четырехтактный цикл

Полный цикл показан на изображении ниже.

Работа клапана

Одно из фундаментальных свойств материи — то, что она обладает массой и, следовательно, инерцией. Это означает, что, как и твердое тело, топливно-воздушная смесь подчиняется законам Ньютона и требует силы для преодоления ее инерции и ускорения в цилиндре. Эта сила возникает из-за падения давления в цилиндре при движении поршня вниз, но движение газа не происходит мгновенно. Следовательно, открытие впускного и выпускного клапанов в ВМТ и НМТ соответственно не приведет к максимальной мощности, вырабатываемой двигателем из-за инерции газа.В результате впускной и выпускной клапаны открываются и закрываются не в ВМТ или НМТ, а скорее по обе стороны от этих положений, чтобы обеспечить оптимальную производительность. Важно помнить, что во время нормальной работы двигателя поршни двигаются с очень высокими оборотами, что очень затрудняет отслеживание газом движения поршня.

Вывод клапана — клапан открывается преждевременно (до ВМТ или НМТ) для оптимальной работы двигателя.

Задержка клапана — закрытие клапана задерживается (после ВМТ или НМТ) для улучшения характеристик двигателя.

Опережение клапана и запаздывание приводят к периоду около ВМТ и НМТ, когда впускной и выпускной клапаны открыты одновременно. Этот период определяется как перекрытие клапана .На изображении ниже представлено графическое представление цикла четырехтактного двигателя, где периоды перекрытия клапанов можно увидеть по перекрытию двух цветных дуг.

Цикл Отто

Четырехтактный цикл, описанный выше, приводит к изменениям давления и объема газа внутри цилиндра, когда поршень перемещается вверх и вниз во время различных ходов цикла. Термодинамическое представление этого цикла упоминается как цикл Отто, названный в честь немецкого инженера Николауса Отто ; первый человек, построивший рабочий четырехтактный двигатель в 1860-х годах.

Цикл Отто может быть представлен на графике с объемом по оси x и давлением по оси y и описывает четырехтактный цикл следующим образом:

Процесс 0–1: газообразная топливно-воздушная смесь (заряд) фиксированной массы втягивается в цилиндр при постоянном давлении (ход впуска).

Процесс 1–2: заряд сжимается адиабатически (предполагается отсутствие потерь тепла в окружающую среду), когда поршень перемещается из НМТ в ВМТ (ход сжатия).

Процесс 2–3: Заряд воспламеняется свечой зажигания, что приводит к быстрому увеличению давления в цилиндре. Это происходит при постоянном объеме и представляет собой момент, когда поршень находится в ВМТ перед движением вниз для завершения рабочего хода.

Процесс 3–4: Воспламенившийся заряд заставляет поршень двигаться вниз, что приводит к адиабатическому (изэнтропическому) расширению газа (рабочий ход).

Процесс 4–1: Вся энергия (тепло), выделяемая при сгорании заряда, была преобразована в движение цилиндра вниз, и тепло рассеивается в процессе постоянного объема, пока поршень находится в НМТ.

Процесс 1–0: Масса воздуха и любого остаточного топлива, которое остается после сгорания, выбрасывается в атмосферу через открытый выпускной клапан в процессе постоянного давления (такт выпуска).

Нумерация цилиндров и порядок работы

Важно понимать, что не все цилиндры в любом двигателе одновременно выполняют одну и ту же часть цикла; скорее, каждый из них срабатывает в определенной последовательности, предназначенной для обеспечения плавной работы двигателя и передачи постоянной мощности на винт.Производители авиационных двигателей всегда маркируют каждый цилиндр двигателя и публикуют порядок запуска двигателя.

Порядок зажигания разработан для максимального уравновешивания двигателя путем обеспечения (в случае горизонтально расположенного двигателя) того, что противоположные поршни двигаются в одном направлении. В четырехтактном четырехцилиндровом двигателе каждый цилиндр должен одновременно совершать один из четырех тактов.

Предварительное зажигание и детонация

Предварительное зажигание и детонация — это два отдельных, но схожих явления, которые приводят к преждевременному воспламенению топливно-воздушного заряда, вызывая повреждение поршней и потерю мощности.

Предварительное зажигание: это относится к воспламенению топливно-воздушной смеси перед воспламенением свечи зажигания и вызывается любым источником в цилиндре, достаточно горячим, чтобы вызвать воспламенение. Распространенными причинами преждевременного воспламенения являются горячие точки в камере сгорания, горячий выпускной клапан, перегретая свеча зажигания или раскаленные частицы углерода, отложившиеся в цилиндре. Предварительное воспламенение обычно происходит в одном цилиндре (самом горячем цилиндре), тогда как детонация происходит во всех цилиндрах одновременно.

Детонация (детонация): во время такта сжатия топливно-воздушный заряд подвергается быстро возрастающему давлению и температуре по мере уменьшения объема. Чем выше степень сжатия двигателя, тем горячее становится заряд. При очень высоких степенях сжатия может возникнуть ситуация, когда заряд мгновенно воспламенится (взорвется) до назначенного момента возгорания. Это называется детонацией и вызывает удар, похожий на молоток, по поршню вместо контролируемого плавного толчка во время рабочего хода.При использовании топлива с неправильным октановым числом может возникнуть детонация. Топливо с более высоким октановым числом способно выдерживать большее сжатие перед воспламенением; поэтому крайне важно использовать топливо с правильным октановым числом для конкретного двигателя. Если топливо с рекомендованным октановым числом недоступно, следует использовать топливо с самым высоким октановым числом. Использование топлива с октановым числом ниже рекомендованного может сделать человека уязвимым для детонации.

Детонация все еще может происходить, даже если используется топливо с правильным октановым числом.Следующие элементы также могут вызвать детонацию, если не устранить их во время полета:

• Полет с более высоким давлением в коллекторе, чем рекомендовано — это приведет к повышению температуры и давления головки цилиндров за пределы нормальных рабочих пределов.
• Полеты на слишком бедной смеси — более бедная смесь увеличивает температуру головки блока цилиндров. Детонация может произойти при добавлении мощности, но без предварительного обогащения смеси.
• Допускает повышение температуры головки цилиндров сверх нормальных рабочих пределов из-за отсутствия аэродинамического охлаждения.Авиационные двигатели с воздушным охлаждением могут перегреться во время набора высоты, если за ними не следить. В случаях, когда температура головки блока цилиндров приближается к пределу, может потребоваться уменьшить скорость набора высоты или выполнить ступенчатый набор высоты.

На этом мы подошли к концу нашего обсуждения цикла четырехтактного двигателя внутреннего сгорания. В следующем посте мы перейдем к более практическим аспектам эксплуатации поршневого самолета. Мы начнем с кабины и обсудим инструменты двигателя, общие для большинства легких самолетов, прежде чем перейти к некоторым общим проблемам с двигателями; как их диагностировать и что делать, если вы видите их во время полета.

Вам понравился этот пост? Почему бы не продолжить чтение этой серии статей о поршневых двигателях самолетов и их системах?

Двигатель внутреннего сгорания Ленуара | В.О. Патенты и товарные знаки

В 2019 году двухтактный двигатель по-прежнему используется в мопедах и газонокосилках. Технология для этого двигателя пришла непосредственно из мозга французского изобретателя Ленуара более 150 лет назад.

Изобретатель

Этьен Ленуар (1822-1900) родился в бельгийской деревне Мусси-ла-Виль. В возрасте двенадцати лет он уже сильно увлекался машинами. В последующие годы он сам изучил принципы технологии и химии. В 1850 году он уехал в Париж, а в 1859 году сконструировал первый двигатель внутреннего сгорания. В 1859 г. он получил патент № 43624 на 15 лет. Во Франции он стал натурализованным французом.

Изобретение

В то время машины в основном работали с использованием пара.Ленуару нужны были небольшие машины, которые могли бы работать на угольном газе и городском или легком газе, который был доступен повсюду в Париже. Принцип представлял собой паровой двигатель, в котором в первой половине первого такта всасывалась смесь из 6% городского газа и 94% воздуха. На полпути первого такта несжатая смесь воспламенялась свечой зажигания — также запатентованное изобретение Ленуара. Горящая газовая смесь расширилась и с большой силой вытолкнула поршень. Во время входящего второго хода сгоревшая газовая смесь выдавливалась.

В машине Ленуара объединяются различные знания его времени: паровой двигатель и недавно изобретенная катушка зажигания Румкорфа, а также свеча зажигания, собственное изобретение Ленуара. Был изобретен первый двигатель внутреннего сгорания, двусторонний, двухтактный и без предварительного сжатия.

Продолжение

Вскоре после этого немец Николаус Август Отто (1832-1891) разработал вдохновленный Ленуаром двигатель, работающий на бензине: атмосферный газовый двигатель, двигатель flugkolben.Это был предшественник совершенного четырехтактного двигателя. Этот двигатель уже работал лучше и в том году произвел фурор на Всемирной выставке в Париже. Окончательный прорыв произошел в 1876 году. В том же году Отто разработал четырехтактный двигатель, который должен был стать прототипом для более поздних двигателей внутреннего сгорания. Четырехтактный двигатель более экономичен, поскольку топливная смесь оптимально обновлена. Он стал известен как двигатель Отто.

Отто подал заявку на патент на улучшенную версию (под номером DE532C).Независимо от Отто, другие (Бо де Роша) работали над аналогичными разработками. Таким образом, патентные права Отто были объявлены недействительными. Он достиг урегулирования, и продукт имел большой успех.

Двухтактный двигатель: компрессионный тип картера

«Производительность двухтактных двигателей внутреннего сгорания во многом определяется эффективностью процесса зарядки. В течение менее четверти оборота продукты сгорания, образовавшиеся в результате предыдущего взрыва, должны быть заменены, насколько это возможно, свежим зарядом воздуха или газа и воздуха, которые вдуваются через впускные клапаны и прогоняет перед собой через открытые выхлопные отверстия выхлопные газы.

Инжекторный двигатель: принцип работы инжектора, неисправности

Инжекторный двигатель – агрегат, укомплектованный системой электронного впрыска топлива, управляемый электронным блоком управления. Массовый переход на инжектор к концу 80-х годов вполне оправдан: впрысковые моторы более экологичны, экономичны, по ходу работы состав и количество смеси корректируется согласно нагрузкам двигателя ЭБУ.

Главные отличия карбюратора от электронного впрыска

Электронный инжекторный двигатель кардинально различается от карбюраторного. В карбюраторном моторе смесеобразование внешнее (готовится в карбюраторе), а инжекторные форсунки впрыскивают топливо, либо в коллектор перед впускным клапаном, либо в цилиндр непосредственно.

Карбюратор – на 80% механическое устройство, если не считать экономайзера принудительного холостого хода (когда двигатель отключается при отпущенной педали газа на ходу), и электронного подсоса (для запуска и прогрева двигателя, смесь подается обогащенной).

Инжектор является дозатором, который способен в разное время и в течение разного времени впрыскивать топливо.

Если взять два одинаковых двигателя, на одном из которых топливная система будет инжекторная, а на втором карбюраторная, у второго мощность будет выше на 15-20%.

Разновидности инжектора

На сегодняшний день используется электронный распределенный непосредственный впрыск. Переходным этапом инжектирования был моновпрыск (центральный) с одной форсункой. Моновпрыск использовался очень мало, так как недостатков было больше, чем достоинств. Скоро его заменил распределенный впрыск.

Распределенный электронный впрыск топлива предполагает наличие форсунок, по одной на каждый цилиндр. Воздух в цилиндры попадает через впускной коллектор и дозируется дроссельной заслонкой.

Непосредственный впрыск напоминает дизельную топливную систему, так как форсунки вмонтированы прямо в цилиндры, от чего и происходит название.

Устройство инжекторного двигателя

Простейший инжектор состоит из следующих компонентов:

• ЭБУ (электронный блок управления),
• электрический бензонасос,
• топливная рампа и датчик давления топлива,
• электронные форсунки,
• впускной коллектор с дроссельной заслонкой,
• датчики: температуры ОЖ, детонации, расхода воздуха, положения дросселя, положения коленчатого вала, наличия кислорода в выпускном коллекторе.

Как вышеуказанные компоненты взаимодействуют между собой, на примере запуска двигателя: при повороте ключа в замке зажигания включается бортовая сеть, электробензонасос начинает подкачку топлива.

После следующего поворота срабатывает датчик положения коленвала, чтобы поджечь своевременно смесь. Топливо через рампу попадает в форсунки. Отношение топлива к воздуху, угол зажигания и момент подачи топлива определяется блоком управления, который основывается на данных датчиков температуры ОЖ, ДМРВ и ДПДЗ.

Во время работы инжекторного двигателя все датчики фиксируют изменения в двигателе, о чем постоянно сообщают блоку управления.

В программе блока управления «зашита» целая сетка, называемая топливной картой. Топливная карта позволяет корректировать смесь по следующим параметрам:

1. момент открытия форсунки;
2. время, при котором игла форсунки открыта;
3. количество топлива;
4. угол зажигания.

Под каждый режим работы (запуск, холостой ход, слабые нагрузки, средний режим, и режим максимальных оборотов) запрограммированы свои параметры, указанные выше. Это одно из главных отличий от карбюратора, так как имеется возможность широкой настройки топливной системы программируемым способом.

Достоинства и недостатки двигателя с электронным впрыском

Из плюсов можно выделить:

• широкие возможности настройки двигателя под свои потребности (максимальная мощность, или максимальная экономичность),
• весь процесс работы двигателя управляется электроникой,
• компьютерная диагностика,
• экологичность.

Недостатки:

• стоимость ремонта и обслуживания,
• уязвимость электроники,
• зависимость от стабильного напряжения бортовой сети.

Основные неисправности

Из-за того, что инжектор – это цепочка сложных электронных систем, некоторые из деталей имеют свойство изнашиваться, а именно:

Электронные датчики, такие как ДМРВ, лямбда-зонд (датчик выявления кислорода в выхлопной трубе), датчик температуры охлаждающей жидкости — часто выходят из строя в силу своей работ в агрессивной среде

Топливные форсунки, особенно непосредственного впрыска, уязвимы к загрязнению, вследствие чего мотор начинает троить. Но чистка форсунок требуется не так часто, как чистка карбюратора

Выход из строя форсунки из-за западания иглы, что приводит к гидроудару (несжимаемая жидкость в виде топлива не сгорает, из-за чего поршень давит на шатун, когда тот стремится вверх, результат — пробитие блока цилиндров).

Рекомендации по эксплуатации инжекторного двигателя

Инжекторная система питания долговечна, но требуется соблюдать следующие меры:

• Раз в год производить чистку форсунок (добавкой моющей присадки в топливо),
• Каждые 10 000 км менять топливный фильтр,
• Сократить на 30-50% диапазон замены воздушного фильтра,
• Обрабатывать средством для контактов провода датчиков двигателя,
• Обеспечить герметизацию ЭБУ.

А также раз в 20 000 км надо чистить дроссельную заслонку, регулятор холостого хода и впускной коллектор.

принцип работы, плюсы и минусы

Современный автомобильный мир ушел на несколько шагов вперед. И это не удивительно, ведь только так можно оставаться на плаву и получать хорошую прибыль. Особенно это касается силовых установок, которые устанавливаются на автомобили. Вы наверняка слышали такое словосочетание, как инжекторный двигатель. По сути, это всем известный карбюратор, только немного видоизмененный.

В нем также происходит процесс сгорания топлива и выделение мощности. Единственное отличие инжектора заключается в новой инжекторной системе подачи топливовоздушной смеси.

История

Многие знают, что первая система по образованию топливовоздушной смеси называлась карбюратор.

Она позволяет подавать топливо непосредственно в каждый цилиндр автомобиля и приводить его в движение. Что касается расположения, то изначально карбюратор устанавливался перед впускным коллектором и готовил качественную смесь.

С некоторым временем потребности современных водителей и конструкторов возросли в несколько раз. Из-за этого система не могла выдавать того желаемого результата, который хотели видеть все. Особенно это касается кораблестроения и самолетостроения. Дело в том, что в этих отраслях нужна огромная мощность и высокий КПД.

В результате этого конструкторы придумали совершенно новую систему, которая немного походила на дизельный двигатель, но имела стандартные свечи зажигания. Все это произошло в начале 40-х годов, именно в это время были сконструированы первые инжекторные двигатели.

Данный скачок позволил получить желаемый результат по мощности, но немного не подходил под экологическую безопасность. В результате, разработки пришлось на время прекратить до начала 70-х годов. Именно в это время американские конструкторы решили возродить подачу топлива непосредственно в цилиндры двигателя и сделать более усовершенствованную систему.

Устройство

В современных инжекторных двигателях топливо подается не самотеком, а при помощи небольшой системы, под названием форсунка.

Ее работа основана на считывании всевозможных датчиков, которые располагаются в двигателе. Благодаря этому топливовоздушная смесь дозируется небольшими порциями и подается именно в тот момент, когда это необходимо.

Что касается самого управления, то все держится на простом блоке управления, так называемом компьютере. Именно он и раздает небольшие команды каждой форсунке.

Инжекторная система имеет следующие компоненты:

1. Топливная форсунка;
2. Топливная рампа;
3. Насос;
4. Сам блок управления;
5. И небольшая система датчиков.

Подробнее о каждом компоненте:

• Топливная форсунка является основным компонентом, который и называют инжектором. Она позволяет своевременно подавать топливо и распылять его непосредственно в каждый цилиндр. В основе форсунки лежит простой корпус и электромагнитный клапан, который и осуществляет процесс открытия и закрытия форсунки. Что касается самого распыления, то оно происходит через специальное отверстие, управляемое клапаном.
• Топливную рампу можно найти в любом современном инжекторном двигателе. Ее главное предназначение состоит в подводе топлива ко всем форсункам. Если говорить просто, то она соединяет все форсунки в единое целое.
• Что касается топливного насоса, то он просто подает топливовоздушную смесь под давлением, сравнимую с давлением в несколько атмосфер. Без него бы топливо подавалось просто самотеком, как и в карбюраторном двигателе.
• Мозгом системы является блок управления, который и отдает команды всем форсункам. По сути, это небольшой микроконтроллер, соединенный с большим количеством датчиков, форсунками, топливным насосом, системой зажигания, регулятором холостого хода и другими системами. Его главная задача состоит в сборе всей информации по состоянию двигателя и распределении топлива.
• Датчики отвечают за измерение основных параметров силовой установки в реальном времени. В основном это расход воздуха, расположение коленвала, образование детонации в цилиндрах, температура, скорость транспортного средства и другое. Также можно встретить датчики, которые определяют включен ли кондиционер, ровная ли дорога и как располагается распределительный вал.

Принцип работы

1. В силовом агрегате топливная смесь подготавливается вне камеры сгорания при помощи специального устройства. В результате движения поршня вниз определенное количество топлива всасывается в камеру сгорания.
2. Далее идет основной процесс, так называемый рабочий ход. В это время происходит сжимание топлива и поджигание при помощи искры.
3. В итоге все топливо сгорает и выделяется огромное количество тепла, которое идет на мощность инжекторного двигателя.
4. В конце такта поршень движется вверх и открывается выпускной клапан, который и выводит отработавшие газы. Далее приоткрывается впускной клапан, и новая порция топлива поступает в цилиндр.

Данный процесс происходит в течение долгого времени, пока двигатель работает. Специалисты называют такой газообмен четырехтактным. То есть все это происходит за четыре такта:

1. Впуск;
2. Сжатие;
3. Сгорание;
4. Выпуск.

Чтобы совершить один такой цикл требуется два оборота коленвала. Чтобы потери мощности были минимальны, конструкторы придумали многоцилиндровые системы. Они позволяют выдавать огромное количество тепла и мощности.

В современном мире большую популярность получил четырехтактный инжекторный двигатель, что неудивительно. Дело в том, что он отличается не только техническими характеристиками, но и самими габаритами. В основе данной системы лежит порядок работы цилиндров.

Режимы работы

Сейчас можно встретить восемь режимов работы силового агрегата:

1. При холодном пуске топливная смесь очень сильно обедняется. Это случается из-за того, что топливо очень плохо смешивается с воздухом. В результате не происходит того испарения, которое нужно. Такой способ работы двигателя очень сильно вредит деталям. То есть большое количество топлива оседает на стенках цилиндра и выпускных труб;
2. Если вы заводите авто при низкой температуре, то на начальном этапе требуется очень обогащенная смесь. Для этого нужно подавать большее количество топлива, пока температура в камере сгорания не повысится до нужного значения;
3. После пуска идет процесс прогрева инжекторного двигателя. Вы знаете, что во время пуска в мороз смесь очень бедная, образуется некая топливная пленка в выпускной трубе. Она исчезает только после достижения очень высокой температуры. В связи с этим топливную смесь нужно очень сильно обогащать;
4. При частичной нагрузке необходимо поддерживать определенный состав топливовоздушной смеси. Если двигатель инжекторный не оснащен нейтрализатором, то обогащенность должна быть в пределах 1,05 – 1,2;
5. При полной нагрузке дроссельная заслонка полностью открыта. Поступает большое количество воздуха, что очень хорошо. В этом режиме достигается максимальная мощность и крутящий момент;
6. Во время ускорения заслона то открывается, то закрывается. В результате этого смесь кратковременно обедняется и происходит ограничение подачи топлива. Для предотвращения такого явления обогащение должно быть меньше 1;
7. В холостом режиме происходит замедление, автомобиль двигается по инерции. В этом случае подача топлива полностью перекрывается;
8. Если происходит увеличение высоты, то плотность воздуха уменьшается. Из этого следует, что двигаться в горах очень сложно, топливная смесь будет очень обогащена. Это может привести к трудному пуску силового агрегата и увеличению расхода топлива.

Преимущества и недостатки

Инжектор получил огромную популярность в современном мире. Это обусловлено следующими плюсами:

1. Режим работы меняется автоматически, без использования человеческого фактора;
2. Полностью отсутствует необходимость в ручной настройке;
3. Двигатель очень экономичный;
4. Полностью соответствует всем экологическим нормам;
5. Очень легко запускать в любую погоду, нет потери мощности.

Кончено, без недостатков никуда. О них тоже стоит рассказать:

1. Довольно высокая стоимость и обслуживание;
2. Многие детали непригодны к ремонту. То есть их придется полностью выкидывать и менять на новые;
3. Производить ремонт и обслуживание в домашних условиях практически невозможно. Для этого требуется специальное оборудование и опыт;
4. Двигатель очень зависим от напряжения сети.

Типы инжекторной системы

Сейчас можно встретить три типа:

1. Одноточечный впрыск;
2. Многоточечный впрыск;
3. Непосредственный впрыск.

Первый является самым простым и очень распространённым. Он не очень сильно начинен электроникой, что приводит к меньшему эффекту. Большим недостатком такой системы является то, что некая часть топлива теряется во время впрыска. То есть топливная смесь подается через форсунку во впускной коллектор, где происходит распределение по цилиндрам.

Следом идет многоточечный впрыск, который позволяет подавать топливо индивидуально в каждый цилиндр. Благодаря этому у вас не будет возникать вопрос: нужно ли прогревать инжекторный двигатель. Что касается самого распределения, то он мощнее и экономичнее. По многочисленным тестам можно увидеть, что мощность увеличивается на 7 процентов. К основным преимуществам можно отнести автоматическую настройку подачи топлива и впрыскивание вблизи клапана.

Непосредственный впрыск используется во многих современных автомобилях. Его особенность состоит в том, что подача топлива происходит непосредственно в каждый цилиндр. Ни одной капли смеси не будет расходоваться впустую. Если у вас возникает вопрос надо ли прогревать двигатель, то ответ очень простой. Это зависит от самого производителя и его рекомендаций. Некоторые рекомендуют прогревать силовой агрегат не очень долго, чтобы не навредить всем деталям. Каждый должен сам ответить на вопрос, надо ли ему прогревать двигатель, изучив рекомендации к своему авто.

Как работает инжекторный двигатель?

Инжекторный двигатель – это довольно сложный механизм, работа которого должна быть хорошо отлажена, чтобы получить от него максимальную производительность. В статье подробно рассмотрен принцип работы инжекторного двигателя.Инжекторный двигатель – это довольно сложный механизм, работа которого должна быть хорошо отлажена, чтобы получить от него максимальную производительность. В статье подробно рассмотрен принцип работы инжекторного двигателя.

Содержание статьи:

Прежде чем начать разговор об этом чуде техники, развеем некоторые мифы. Инжекторный двигатель работает по тому же принципу, что и дизельный, за исключением системы зажигания, однако, это не придает ему гораздо большей мощности, чем карбюраторному. Прибавка составит максимум 10%.

Центром всей системы является ЭБУ (электронный блок управления). Он носит много названий, «мозги», «компьютер» и так далее. По сути да, это компьютер, в который заложено огромное количество таблиц по составу смеси, времени впрыска топлива и прочего. Например, если обороты двигателя равны 1500, дроссельная заслонка открыта на 10 градусов, а расход воздуха составляет 23 кг, то в цилиндр будет поступать одно количество топлива. Если же вводные параметры изменяются, то и результат будет другим. Если с блоком управления возникают какие-то проблемы, например, слетает прошивка, то все идет прахом, двигатель либо начинает как попало работать, либо и вовсе перестает.

Датчики инжекторного двигателя

Все элементы можно поделить на исполнительные и датчики. Для начала мы рассмотрим датчики.

Датчик массового расхода воздуха (ДМРВ)

Этот элемент устанавливается перед воздушным фильтром, прямо на входе. В основе его работы лежит принцип разницы показаний. Так, через две платиновые нити проходит электричество. В зависимости от температуры их сопротивление меняется. Одна из нитей надежно укрыта от потока воздуха, что делает ее сопротивление неизменным. Вторая же охлаждается потоком, и на основании разницы величин, по тем же таблицам, о которых сказано выше, ЭБУ рассчитывает количество воздуха.

Датчик абсолютного давлении и температуры двигателя (ДАД)

Он используется либо в качестве альтернативы, либо вместе с вышеописанным для более высокой точности снятия показаний. Если вкратце, в нем имеется две камеры, одна из которых герметична и имеет внутри абсолютный вакуум. Вторая же камера подсоединяется к впускному коллектору, где создается разрежение во время такта впуска. Между этими камерами имеется диафрагма, а так же пьезоэлементы. Они вырабатывают напряжение при движении диафрагмы. Далее сигнал идет на ЭБУ.

Датчик положения коленчатого вала (ДПКВ)

Если посмотреть на шкив коленвала инжекторного двигателя, то можно рассмотреть на нем гребенку. Она магнитная. По всему периметру установлены зубцы. Всего их должно быть 60 штук, через каждые 6 градусов. Но двух из них нет, они нужны для синхронизации. Датчик положение коленчатого вала имеет в своем составе намагниченный стальной сердечный, а так же медную обмотку. При прохождении зубцов в обмотке возникает индукционный ток, напряжение которого зависит от скорости вращения шкива.

Датчик фаз (ДФ)

Не все двигатели им оснащались раньше, но сейчас его можно встретить практически везде. Он работает по принципу датчика Холла, то есть имеет диск с катушкой, а так же прорезь. Как только прорезь попадает на датчик, выходное напряжение на нем нулевое. Этот момент означает верхнюю мертвую точку такта сжатия первого цилиндра. Нужно это для того, чтобы ЭБУ мог генерировать напряжение для зажигания в нужном цилиндре, а так же контролировать такты. Чтобы, например, форсунка не открылась во время рабочего хода.

Датчик детонации

Он устанавливается на блоке цилиндров инжекторного двигателя. Как только в двигателе возникает детонация, по блоку передается вибрация. Датчик представляет собой пьезоэлемент, который генерирует напряжение, чем сильнее вибрации, тем выше напряжение. Соответственно, ЭБУ на основании его показаний корректирует момент зажигания. Но об этом позже.

Датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ)

По сути своей, это обычный потенциометр. Опорное напряжение на нем, как правило, составляет 5 вольт. Так вот, в зависимости от того, на какой угол отклоняется дроссельная заслонка, меняется напряжение на контрольном выводе. Все просто.

Датчик температуры охлаждающей жидкости (ДТОЖ)

Этот датчик нужен для определения температуры двигателя. Если на карбюраторном двигателе он нужен просто для включения и выключения электровентилятора, то здесь он представляет собой более сложное устройство. Это термосопротивление, величина которого меняется в зависимости от температуры. Соответственно, меняется и напряжение, при прохождении через него.

Датчик кислорода

Он устанавливается в выхлопной системе, существуют системы с двумя датчиками. Его задача – отслеживать количество свободного кислорода в выхлопных газах. Например, если его слишком много, то это значит, что смесь вся не сгорает, а значит, надо обогатить. Если же кислорода меньше, чем значится в нормативных таблицах ЭБУ, то ее надо обеднить.

Исполнительные элементы

Исполнительные элементы получили свое название за то, что именно они вносят коррективы в работу двигателя. ТО есть, блок управления получает сигнал от датчика, анализирует его, после чего отправляет сигнал на исполнительный элемент.

Топливный насос

Начнем с системы питания. Он установлен в баке и подает топливо в топливную рампу под давлением 3,2 – 3,5 Мпа. Это позволяет гарантировать качественный распыл топлива в цилиндры. Как только повышаются обороты двигателя, повышается и аппетит, а значит в рампу надо подавать большее количество топлива для сохранения давления. Насос начинает вращаться быстрее по команде блока управления. Большинство современных автомобилей, начиная примерно с 2013 года выпуска, оснащаются топливным модулем, который включает в себя насос и встроенный фильтр. Это существенно сказывается на стоимости замены фильтра, потому что менять надо весь модуль. Некоторые производители в инструкциях пишут, что модуль устанавливается на весь срок службы авто, однако не стоит верить, что какой-то фильтр способен проходить больше 2 сезонов.

Форсунка

После того, как топливо прошло всю цепь провода, оно попадает в форсунку, которая дозирует его подачу в цилиндр. Форсунка представляет собой электромагнитный клапан очень маленького диаметра, который обеспечивает распыл бензина в камеру сгорания. ЭБУ изменяет количество топлива, которое подается, при помощи временных промежутков, пока открыта форсунка. Как правило, это десятые доли секунды.

Дроссельная заслонка

Все мы когда-то видели карбюратор, заглядывали в него сверху. Так вот в нем имелись заслонки, которые перекрывали воздух. Здесь принцип тот же. Пожалуй, и рассказать больше нечего.

Регулятор холостого хода (РХХ)

Это тоже электромагнитный клапан, шток которого закрывает воздуховод, проходящий в обход дроссельной заслонки. В зависимости от напряжения, которое на него подает блок управления, он открывает этот самый канал.

Модуль зажигания

В принципе, это та же катушка зажигания, только их здесь четыре. При прохождении тока через первичную обмотку во вторичной коммутируется высокочастотный ток высокого напряжения, который подается на свечу.

Принцип работы инжекторного двигателя

Итак, после того, как мы разобрались в основных узлах инжекторного двигателя, посмотрим, как же он работает. После того как стартер провернул коленчатый вал, ДПКВ сообщил блоку управления, какой цилиндр в каком положении находится. В свою очередь, датчик фаз сообщил о тактах. Блок управления принял эту информацию к сведению и открыл форсунку в том цилиндре, в котором начинается такт впуска. Но открыл ее не просто так, а на строго определенный промежуток времени, который по таблицам соответствует показаниям ДМРВ или ДАД. Так сформировалась рабочая смесь.

Видео: как работает бензиновый инжекторный двигатель внутреннего сгорания

После того как здесь такт впуска закончился, начинается сжатие, в это время впуск происходит в другом цилиндре. Здесь же поршень доходит до верхней мертвой точки, о чем говорит ДПКВ и ДФ, соответственно, пора подавать напряжение на модуль зажигания, в нужный цилиндр. Для этого в блоке управления стоит два транзистора, которые берут на себя по два цилиндра.

Дальше, когда взрыв произошел, ЭБУ смотрит на показания датчик детонации и корректирует момент зажигания уже для следующего по ходу цилиндра. Но это еще не все. После этого, когда газы дошли до датчика кислорода, блок управления корректирует состав смеси, а именно, время открывания форсунки, что позволяет максимально эффективно использовать топливо и его сгорание. Если ЭБУ распознает недостаток кислорода, но при этом дроссельная заслонка остается открытой, то приоткрывается регулятор холостого хода.

Прогрев двигателя и датчик температуры двигателя

Этот момент стоит рассмотреть отдельно, скажем так, это небольшое уточнение. Итак, прогревочный режим двигателя никак не связан с показаниями некоторых датчиков, то есть, от них ничего не зависит. В частности, это ДМРВ и ДАД, а так же датчик детонации. В блоке, как уже говорилось, заложены определенные таблицы, их очень много, миллионы. Так вот, во время прогревочного режима ЭБУ работает строго по этим таблицам и никак иначе. Это значит, что если в него прописано соотношение воздуха к топливу 14,1:1, то так оно и будет. Эта цифра является общепринятой нормой для рабочей температуры. Так вот, пока температура двигателя не достигнет той, которая прописана в прошивке блока управления, то прогревочный режим не отключится. После ЭБУ начинает работать по датчикам.

Что лучше, инжекторный или карбюраторный двигатель?

Этот вопрос достаточно спорный, у каждой точки зрения есть много противников и приверженцев как среди простых водителей, так и среди специалистов, которые полностью понимают принцип работы инжекторного двигателя. Итак, карбюраторный двигатель отличает простота и прозрачность работы. То есть, если механик отрегулировал холостые обороты, то они такими и остались.

Что касается инжекторного двигателя, то ту все дело сводится к своевременному обслуживанию, а так же к качеству применяемых деталей.

виды, устройство, принцип работы, фото, промывка

Инжектор – это своеобразная система, которая предназначена для переправки топлива в цилиндры автомобиля. Для этого используются форсунки, которые получают электронный сигнал от блока управления автомобиля. Стоит отметить, что подача топлива осуществляется исключительно точечным методом. Инжекторная система на сегодняшний день считается достаточно распространенной. Подобные конструкции представляют собой значительно более модифицированные версии карбюратора.

Стоит отметить, что первая подобная система была разработана еще в конце 19 века. А вот внедрение в само автомобилестроение произошло только во второй половине 20 века. Дело в том, что специалисты считали данный механизм слишком сложным и неоправданно дорогим.

На сегодняшний день все современные двигатели, оснащённые инжекторными системами подачи топлива, работающие по точечной поточечной подачи топлива в цилиндры, производится со специальными электронными блоками управления. Альтернативой ему может быть контроллер или система управления двигателем. Но, в любом случае, все эти приборы относятся к компьютерным. Именно они обеспечивают инжекторную систему должной информацией, на основании которой она может работать, корректировать дозу подачи топлива, частоту впрыска и другое.

Когда появился инжектор

Карбюратор, судя по всему, уже смешал отведенное ему количество топлива с воздухом в XX веке и его время стремительно подходит к концу. Несмотря на то что инжекторная система подачи топлива появилась гораздо раньше, чем карбюратор, она только начинает обживаться под капотами автомобилей. Своим происхождением впрыск обязан итальянскому физику и изобретателю Джованни Вентури, который изобрел форсунку с переменным сечением и скромненько назвал ее Труба Вентури.

Использовать ее в автомобилях начали ребята из гаража Леона Левассора. Что-то наподобие современного впрыска они ставили на свои автомобили еще в 1902 году. После этого автомобильные системы питания метались в поисках лучшего устройства, а инжектор нашел себе применение в авиационных двигателях. К концу 40-х годов все военные истребители поголовно пользовались инжекторной системой питания до тех пор, пока военная авиация не перешла на реактивную тягу.

Основные преимущества инжекторной системы

Современные специалисты отмечают сразу несколько преимуществ подобных видов систем подачи топлива. А именно:

1. Удалось достигнуть значительного снижения расхода топлива. Это стало возможным благодаря четкому контролю подачи топлива.
2. Подобная система способствует повышению мощности. Для сравнения карбюраторные двигатели внутреннего сгорания имеют мощность на среднем на 10% меньше нежели идентичные инжекторные.
3. Автоматизированная система впрыска. Стоит помнить, что в карбюраторных автомобилях функцию регулировки выполняет подсос и регулировочные винты. В данном же случае водителю не придется тратить время, и система все сделаем за него.

Разнообразие инжекторных систем

В современности существует два вида инжекторов. Первый относится к системам моновпрыска. В данном случае одна форсунка осуществляет подачу топлива в коллектор на все цилиндры. Среди автомобилистов подобная система более известна, как электронный карбюратор. Однако, современные производители уже отошли от данной технологии, и встретить подобную систему можно только в старых моделях.

Вторая система подразумевает распределённый впрыск, то есть многоточечный впрыск. В данном случае устанавливается отдельная форсунка во впускном тракте каждого цилиндра и каждая из них осуществляет подачу определённого объёма топлива в камеру сгорания.

По способу распределения впрыска подобные системы делятся на:

1. Одновременную. Система встречается очень редко, но всё же имеет место быть. Ее особенностью является то, что всего за один оборот коленчатого вала абсолютно все форсунки отрабатывают в одно и тоже время.
2. Попарную параллельную. В данном случае форсунки работают по парам. Другими словами, за один оборот коленчатого вала только одна пара форсунок работает.
3. Последовательную. Данный вид распределения впрыска является самым распространенным. Особенностью является то, что за один оборот вала каждая форсунка по разу открывается перед тактом впуска. При этом регулировка происходит отдельно.

Отрицательные характеристики систем

Несмотря на огромный перечень положительных характеристик, данный механизм, как и многие другие, имеет и свою темную сторону. К минусам данной конструкции относятся:

• довольно большая стоимость ремонта;
• высокая стоимость комплектующих;
• маленькая вероятность возможности ремонта;
• большие требования к качеству топлива;
• определить неисправность может только профессионал;
• диагностика стоит достаточно дорого;
• для ремонта нужно иметь специальное оборудование.

Стоит отметить, что инжекторный тип впрыска топлива со временем может приводить к тому, что впускной клапан закоксовывается. Это происходит из-за того, что он просто не омывается топливом, которое, в некотором роде, его очищает.

Устройство системы

Инжекторная система подачи топлива состоит из электронной и механической составляющих. Первая контролирует параметры работы силового агрегата и на их основе подает сигналы для срабатывания исполнительной (механической) части.

К электронной составляющей относится микроконтроллер (электронный блок управления) и большое количество следящих датчиков:

• лямбда-зонд;
• положения коленвала;
• массового расхода воздуха;
• положения дроссельной заслонки;
• детонации;
• температуры ОЖ;
• давления воздуха во впускном коллекторе.

Датчики системы инжектора

На некоторых авто могут иметься еще несколько дополнительных датчиков. У всех у них одна задача – определять параметры работы силового агрегата и передавать их на ЭБУ

Что касается механической части, то в ее состав входят такие элементы:

• бак;
• электрический топливный насос;
• топливные магистрали;
• фильтр;
• регулятор давления;
• топливная рампа;
• форсунки.

Простая инжекторная система подачи топлива

Как все работает

Теперь рассмотрим принцип работы инжекторного двигателя отдельно по каждой составляющей. С электронной частью, в целом, все просто. Датчики собирают информацию о скорости вращения коленчатого вала, воздуха (поступившего в цилиндры, а также остаточной его части в отработанных газах), положения дросселя (связанного с педалью акселератора), температуры ОЖ. Эти данные датчики передают постоянно на электронный блок, благодаря чему и достигается высокая точность дозировки бензина.

Поступающую с датчиков информацию ЭБУ сравнивает с данными, внесенными в картах, и уже на основе этого сравнения и ряда расчетов осуществляет управление исполнительной частью.В электронный блок внесены так называемые карты с оптимальными параметрами работы силовой установки (к примеру, на такие условия нужно подать столько-то бензина, на другие – столько-то).

Первый инжекторный двигатель Toyota 1973 года

Чтобы было понятнее, рассмотрим более подробно алгоритм работы электронного блока, но по упрощенной схеме, поскольку в действительности при расчете используется очень большое количество данных. В целом, все это направлено на высчитывание временной длины электрического импульса, который подается на форсунки.

Поскольку схема – упрощенная, то предположим, что электронный блок ведет расчеты только по нескольким параметрам, а именно базовой временной длине импульса и двум коэффициентам – температуры ОЖ и уровне кислорода в выхлопных газах. Для получения результата ЭБУ использует формулу, в которой все имеющиеся данные перемножаются.

Для получения базовой длины импульса, микроконтроллер берет два параметра – скорость вращения коленчатого вала и нагрузку, которая может высчитываться по давлению в коллекторе.

К примеру, обороты двигателя составляют 3000, а нагрузка 4. Микроконтроллер берет эти данные и сравнивает с таблицей, внесенной в карту. В данном случае получаем базовую временную длину импульса 12 миллисекунд.

Но для расчетов нужно также учесть коэффициенты, для чего берутся показания с датчиков температуры ОЖ и лямбда-зонда. К примеру, температура составляется 100 град, а уровень кислорода в отработанных газах составляет 3. ЭБУ берет эти данные и сравнивает с еще несколькими таблицами. Предположим, что температурный коэффициент составляет 0,8, а кислородный – 1,0.

Получив все необходимые данные электронный блок проводит расчет. В нашем случае 12 множиться на 0,8 и на 1,0. В результате получаем, что импульс должен составлять 9,6 миллисекунды.

Описанный алгоритм – очень упрощенный, на деле же при расчетах может учитываться не один десяток параметров и показателей.

Поскольку данные поступают на электронный блок постоянно, то система практически мгновенно реагирует на изменение параметров работы мотора и подстраивается под них, обеспечивая оптимальное смесеобразование.

Стоит отметить, что электронный блок управляет не только подачей топлива, в его задачу входит также регулировка угла зажигания для обеспечения оптимальной работы мотора.

Теперь о механической части. Здесь все очень просто: насос, установленный в баке, закачивает в систему бензин, причем под давлением, чтобы обеспечить принудительную подачу. Давление должно быть определенным, поэтому в схему включен регулятор.

По магистралям бензин подается на рампу, которая соединяет между собой все форсунки. Подающийся от ЭБУ электрический импульс приводит к открытию форсунок, а поскольку бензин находится под давлением, то он через открывшийся канал просто впрыскивается.

Помнится, еще относительно недавно автомобили с инжекторной системой подачи топлива вызывали недоверие. Пожалуй, единственное логическое объяснение этому – сложность ее конструкции, из-за чего на первых порах возникали проблемы с ремонтом. В отличие от карбюратора, впрыск топлива в инжекторе не нужно регулировать, поскольку это возложено на электронную систему управления. Помимо этого, машина с инжекторным агрегатом потребляет меньше топлива, а мощность ее мотора значительно выше. Плюс ко всему — значительное снижение вредных соединение в выхлопе авто, ввиду лучшего сгорания топливной смеси, которое возможно благодаря ее правильной и дозированной подаче.

 1. Система центральной подачи топлива (моновпрыск), представлен одной форсункой, через которую топливная смесь поступает в коллектор, а с него уже распределяется по всем цилиндрам. Самый простой тип, который сегодня уже практически не применяется.

 2. Система распределенной топливоподачи (многоточечный впрыск). Здесь уже через отдельные форсунки осуществляется впрыск топлива в цилиндры, то есть количество форсунок соответствует количеству цилиндров.

Многоточечная система впрыска бывает:

— Одновременного типа, когда все форсунки открываются, и впрыск топлива осуществляется в течение одного полного оборота коленвала. Практически не встречается.

— Попарно-параллельного типа, когда топливовпрыск ведется через парные форсунки, цикл работы которых определяется одним вращением коленвала. Также используется редко, однако, может быть встречаться из-за поломки датчика при последовательном типе топливоподачи.

— С последовательным (фазированным) впрыском топлива, в которой за одно вращение коленвала происходит открытие каждой из форсунок для впрыска топлива. Наиболее распространенная и совершенная система топливовпрыска, которая позволяет подать рабочую смесь непосредственной в цилиндр, при этом длительность ее подачи и дозировка рассчитываются максимально точно. Стоит отметить, что рабочее давление системы может возрастать до 200 атм.

Однако есть и ряд своих недостатков, к которым можно отнести наличие множества дорогостоящих элементов, причем некоторые из них, абсолютно неремонтопригодны. Также, в инжекторах с системой последовательного топливовпрыска очень часто закоксовываются клапана впуска, из-за того, что они практически не омываются, следовательно, и не очищаются топливной смесью.

Виды систем впрыска бензиновых двигателей

Впрыск может быть:

• центральным (ДВС с карбюраторами, наддроссельный впрыск),
• распределённый или коллекторный (осуществляется отдельной форсункой в каждый цилиндр двигателя),
• непосредственный (осуществляется напрямую в камеры сгорания, отдельными форсунками), встречается в разных вариациях, характерен для современных автомобилей.

Варианты топливных систем бензиновых двигателей (R R. Bosch)

Решения с карбюраторами

Дольше всего человечество знакомо с подачей топлива посредством карбюратора. И не потому, что такие решения лучшие, а потому что они – первые. И множество лет – единственно доступные. Карбюратор был неотъемлемой частью топливной системы на около сотни лет. Нельзя сказать, что сейчас карбюраторы полностью исчезли из жизни, но на легковой и коммерческий транспорт карбюраторы ставить перестали. Их можно увидеть только на средствах механизации, которые применяются для садовых, строительных работ.
Автопром же перестал выпускать машины с карбюраторной системой еще в 90-е годы прошлого века.

Принцип их действия основан на принципе втягивания топлива в поток воздуха, проходящего через карбюратор. Всё это возможно за счет сужения воздушного канала и разрежения воздуха.

Объём воздуха, который проходит через сужение воздушного канала, пропорционален объёму топлива, поступающего через распылитель карбюратора. Благодаря этому несложно в автоматическом режиме поддерживать требуемое соотношение топлива к воздуху.

Как работает устройство?

1. Топливо из бака забирает насос (управляемый механически или электрически – в зависимости от модели).
2. ДВС запускается, и поток воздуха, проходящий через сужение воздушного канала карбюратора, создает разрежение.
3. В смесительную камеру карбюратора поступает топливо.
4. Жиклер (калиброванное отверстие) дозирует топливо.

С точки зрения работы всё достаточно просто. Так почему же карбюраторы уходят в историю?
Здесь достаточно много причин:

• Низкая экономичность, а соответственно, и низкий уровень топливной эффективности.
• Проблемы при переменных режимах работы, обусловленные низкими динамическими качествами.
• Прямая зависимость от положения двигателя.
• Выброс в окружающую среду большого количества вредных веществ (несоответствие нормативам эмиссии газообразных вредных выбросов в атмосферу).

Особенности системы впрыска

Основным преимуществом системы впрыска считают точную дозировку топлива, необходимую для оптимальной работы двигателя в определенный момент и под определенной нагрузкой. Этого позволила добиться только электронная система управления. Старые инжекторные системы имели механическое управление и подавали бензин по средним потребностям мотора. Современный инжектор способен точно вычислить сколько топлива необходимо и в какой момент его нужно подать. Синхронизация системы питания с зажиганием позволяет оперативно менять как угол опережения подачи искры, так и момент подачи бензина, поэтому теоретически, инжекторные системы должны быть эффективнее и экономичнее карбюраторных.

Диагностика инжекторных систем

Действительно, с применением электроники и распределенной системы впрыска моторы стали немного экономичнее, но против физики не попрешь, и без нужного количества бензина камера сгорания просто не выдаст ту энергию, которая необходима. С усложнением систем впрыска стали появляться новые проблемы, особенно на дешевых машинах, поскольку система впрыска очень требовательна к материалам топливной аппаратуры и особенно, к качеству топлива. Это вообще больной вопрос для всех инжекторов. Количество серы в отечественном бензине не укладывается ни в какие нормы, поэтому даже на недорогих системах впрыска очень часто требуется вмешательство механика.

Неисправности системы впрыска проявляются по-разному, но методы диагностики на современных СТО позволяют довольно точно определить нерабочий элемент. Чаще всего, это страдают от топлива насосы и форсунки. Определить неисправность просто, для этого даже не нужно ехать в сервис:

• тяжелый пуск;
• высокий расход;
• провалы в работе на средних оборотах и отсутствие холостых;
• сбои в переходных режимах.

Все это свидетельствует о недостаточном количестве бензина в камере сгорания. Насосы, как правило, не ремонтируют, по крайней мере, на официальных сервисах, а форсунки приходится мыть и прочищать.

Принцип действия системы непосредственного впрыска

Система непосредственного впрыска в результате работы обеспечивает несколько видов смесеобразования:

• послойное ;
• стехиометрическое гомогенное ;
• гомогенное.

Многообразие в смесеобразовании определяет высокую эффективность использования топлива (экономия, качество образования смеси, ее полное сгорание, увеличение мощности, уменьшение вредных выбросов) на всех режимах работы двигателя.

Послойное смесеобразование используется при работе двигателя на малых и средних оборотах и нагрузках. Стехиометрическое (другое наименование – легковоспламеняемое) гомогенное (другое наименование – однородное) смесеобразование применяется при высоких оборотах двигателя и больших нагрузках. На бедной гомогенной смеси двигатель работает в промежуточных режимах.

При послойном смесеобразовании дроссельная заслонка почти полностью открыта, впускные заслонки закрыты. Воздух поступает в камеры сгорания с большой скоростью, с образованием воздушного вихря. Впрыск топлива производится в зону свечи зажигания в конце такта сжатия. За непродолжительное время до воспламенения в районе свечи зажигания образуется топливно-воздушная смесь с коэффициентом избытка воздуха от 1,5 до 3. При воспламенении смеси вокруг нее остается достаточно много чистого воздуха, выступающего в роли теплоизолятора.

Рабочий процесс поддерживается движением воздуха в цилиндрах. В зависимости от нагрузочного и скоростного режимов регулируется интенсивность движения воздуха, при этом, обеспечивается создание гомогенной или послойной смеси.

Гомогенное стехиометрическое смесеобразование происходит при открытых впускных заслонках, дроссельная заслонка при этом открывается в соответствии с положением педали газа. Впрыск топлива производится на такте впуска, что способствует образованию однородной смеси. Коэффициент избытка воздуха составляет 1. Смесь воспламеняется и эффективно сгорает во всем объеме камеры сгорания.

Бедная гомогенная смесь образуется при максимально открытой дроссельной заслонке и закрытыми впускными заслонками. При этом создается интенсивное движение воздуха в цилиндрах. Впрыск топлива производится на такте впуска. Коэффициент избытка воздуха поддерживается системой управления двигателем на уровне 1,5. При необходимости в состав смеси добавляются отработавшие газы из выпускной системы, содержание которых может доходить до 25%.

Промывка инжекторной системы

Есть несколько способов очистки инжекторной системы. Если двигатель находится еще не в критическом состоянии, тогда может помочь промывка при помощи топливных присадок. Они растворяют отложения в насосе, топливопроводе, а главное, в форсунках, и в некоторой степени чистят систему от грязи и шлаков. не всегда это удается и не всегда это безопасно для двигателя, поэтому наиболее эффективным способом прочистки форсунок считают ультразвуковые ванны. Это не механический способ очистки и процесс проходит довольно эффективно.

Инжекторная система подачи топлива продолжает совершенствоваться, полностью вытесняя карбюраторы. Системы вполне работоспособны, только для того, чтобы избежать лишних проблем с очисткой и регулировками, стоит следить за качеством топлива ровно настолько, насколько это позволяют наши нефтеперерабатывающие комбинаты. Чистого всем бензина, и удачи в дороге!

Обратная связь с датчиками

Одним из основных датчиков, на показаниях которого ЭБУ регулирует время открытия форсунок, является лямбда-зонд, установленный в выпускной системе. Этот датчик определяет остаточное (не сгоревшее) количество воздуха в газах.

Благодаря этому датчику обеспечивается так называемая «обратная связь». Суть ее заключается вот в чем: ЭБУ провел все расчеты и подал импульс на форсунки. Топливо поступило, смешалось с воздухом и сгорело. Образовавшиеся выхлопные газы с не сгоревшими частицами смеси выводится из цилиндров по системе отвода выхлопных газов, в которую установлен лямбда-зонд. На основе его показаний ЭБУ определяет, правильно ли были проведены все расчеты и при надобности вносит корректировки для получения оптимального состава. То есть, на основе уже проведенного этапа подачи и сгорания топлива микроконтроллер делает расчеты для следующего.

Стоит отметить, что в процессе работы силовой установки существуют определенные режимы, при которых показания кислородного датчика будут некорректными, что может нарушить работу мотора или требуется смесь с определенным составом. При таких режимах ЭБУ игнорирует информацию с лямбда-зонда, а сигналы на подачу бензина он отправляет, исходя из заложенной в карты информации.

На разных режимах обратная связь работает так:

• Запуск мотора. Чтобы двигатель смог завестись, нужна обогащенная горючая смесь с увеличенным процентным содержанием топлива. И электронный блок это обеспечивает, причем для этого он использует заданные данные, и информацию от кислородного датчика он не использует;
• Прогрев. Чтобы инжекторный двигатель быстрее набрал рабочую температуру ЭБУ устанавливает повышенные обороты мотора. При этом он постоянно контролирует его температуру, и по мере прогрева корректирует состав горючей смеси, постепенно ее обедняя до тех пор, пока состав ее не станет оптимальным. В этом режиме электронный блок продолжает использовать заданные в картах данные, все еще не используя показания лямбда-зонда;
• Холостой ход. При этом режиме двигатель уже полностью прогрет, а температура выхлопных газов – высокая, поэтому условия для корректной работы лямбда-зонда соблюдаются. ЭБУ уже начинает использовать показания кислородного датчика, что позволяет установить стехиометрический состав смеси. При таком составе обеспечивается наибольший выход мощности силовой установки;
• Движение с плавным изменением оборотов мотора. Для достижения экономичного расхода топлива при максимальном выходе мощности, нужна смесь со стехиометрическим составом, поэтому при таком режиме ЭБУ регулирует подачу бензина на основе показания лямбда-зонда;
• Резкое увеличение оборотов. Чтобы инжекторный двигатель нормально отреагировал на такое действие, нужна несколько обогащенная смесь. Чтобы ее обеспечить, ЭБУ использует данные карт, а не показания лямбда-зонда;
• Торможение мотором. Поскольку этот режим не требует выхода мощности от мотора, то достаточно, чтобы смесь просто не давала остановиться силовой установке, а для этого подойдет и обедненная смесь. Для ее проявления показаний лямбда-зонда не нужно, поэтому ЭБУ их не использует.

Как видно, лямбда-зонд хоть и очень важен для работы системы, но информация с него используется далеко не всегда.

Система датчиков инжекторных двигателей

Без этих компонентов работа системы впрыска топлива невозможна. Именно датчики сообщают блоку управления всю информацию, которая необходима для работы исполнительных устройств в нормальном режиме. Неисправности системы питания инжекторного двигателя по большей части вызывают именно датчики, так как они могут неверно производить замеры.

1. Датчик расхода воздуха устанавливается после воздушного фильтра, так как в конструкции имеется дорогостоящая платиновая нить, которая при попадании мелких посторонних частиц может засоряться, отчего показания окажутся неверными. Датчик считает, какое количество воздуха проходит через него. Понятно, что взвесить воздух не представляется возможным, да и объем его измерить проблематично. Суть работы заключается в том, что внутри пластиковой трубки находится платиновая нить. Она нагревается до рабочей температуры (более 600º, именно это значение закладывается в ЭБУ). Поток воздуха охлаждает нить, блок управления фиксирует температуру и, исходя из этого, вычисляет количество воздуха.
2. Датчик абсолютного давления необходим для более точного снятия показаний о количестве потребляемого двигателем воздуха. Состоит из 2 камер, одна из которых герметична и внутри у неё вакуум. Вторая камера соединена с впускным коллектором. В последнем при впуске разрежение. Между камерами устанавливается диафрагма с пьезоэлементом, который вырабатывает небольшое напряжение во время изменения давления. Это значение напряжения поступает на вход блока управления.
3. Датчик положения коленвала располагается рядом со шкивом генератора. Если присмотреться, то можно увидеть, что на шкиве есть зубья, причём они расположены на одинаковом расстоянии друг от друга. Суммарное число зубьев — 60, оси соседних расположены на расстоянии 6º. Но если присмотреться ещё внимательнее, то можно увидеть, что 2-х не хватает. Этот промежуток необходим, чтобы датчик фиксировал положение коленвала максимально точно. Датчик вырабатывает напряжение, которое тем больше, чем выше частота вращения.
4. Датчик фаз (распредвала) работает на эффекте Холла. В конструкции есть диск с вырезанным сегментом и катушка. При вращении диска вырабатывается напряжение. Но в момент, когда прорезь находится над чувствительным элементом, напряжение снижается до 0. В этот момент первый цилиндр находится в ВМТ на такте сжатия. Благодаря датчику фаз точно подаётся искра на свечу и открывается своевременно форсунка.
5. Датчик детонации расположен на блоке ДВС между 2 и 3 цилиндрами (чётко посередине). Работает на пьезоэффекте — при наличии вибрации происходит генерирование напряжения. Чем сильнее вибрация, тем выше уровень сигнала. Блок управления при помощи датчика изменяет угол опережения зажигания.
6. Датчик дроссельной заслонки представляет собой переменный резистор, на который подаётся напряжение 5 В. В зависимости от того, в каком положении находится заслонка, напряжение уменьшается. Иногда случаются поломки — в начальном положении показания датчика прыгают. Стирается резистивный слой, ремонт невозможен, эффективнее установить новый.
7. Датчик температуры ОЖ, от него зависит качество воспламенения топливовоздушной смеси. С его помощью не только происходит коррекция угла опережения зажигания, но и включение электровентилятора.
8. Лямбда-зонд расположен в системе выпуска отработанных газов. В современных системах, которые удовлетворяют последним экологическим стандартам, можно встретить 2 датчика кислорода. Лямбда-зонд отслеживает количество кислорода в выхлопных газах. У него есть внешняя часть и внутренняя. За счёт напыления из драгметалла можно оценить количество кислорода в выхлопных газах. Внешняя часть датчика «дышит» чистым воздухом. Показания передаются на блок управления и сравниваются. Эффективные замеры возможны только при достижении высоких температур (свыше 400º), поэтому часто устанавливают подогреватель, чтобы даже в момент начала работы двигателя не наблюдалось перебоев.

Исполнительные механизмы инжекторных систем

По названию видно, что эти устройства выполняют то, что им скажет блок управления. Все сигналы от датчиков анализируются, сравниваются с топливной картой (огромной схемой работы при тех или иных условиях), после чего подаётся команда на исполнительный механизм. Следующие исполнительные механизмы входят в состав инжекторной системы:

1. Электрический бензонасос, установленный в баке. Он нагнетает в рампу бензин под давлением около 3,5 Мпа. Вот какое давление в топливной системе должно быть, при нем распыление смеси окажется наиболее качественным. При повышении оборотов коленвала увеличивается расход бензина, нужно его больше нагнетать в рампу, чтобы удерживать давление на уровне. В нижней части насосов устанавливается фильтр, который нужно менять хотя бы раз в 30000 км пробега.
2. Электромагнитные форсунки устанавливаются в рампе и предназначены для подачи топливовоздушной смеси в камеры сгорания. Чем дольше открыт клапан форсунки, тем больше смеси поступит в камеру сгорания — именно такой принцип дозирования лежит в основе.
3. Дроссельный механизм приводится в движение педалью из салона. Но в последние годы набирает популярность электронная педаль газа. Это означает, что вместо тросика используется потенциометр на педали и небольшой электродвигатель на дроссельной заслонке.
4. Регулятор холостого хода предназначен для контроля количества воздуха, поступающего в топливную рампу при полностью закрытой дроссельной заслонке. На карбюраторных моторах аналогичную функцию выполняет «подсос». Несмотря на то, что топливная система отличается, суть работы остаётся той же — подача смеси и её сгорание.
5. Модуль зажигания — короб, в котором находится 4 высоковольтные катушки. Хорошая конструкция, но крайне ненадёжная — высоковольтные провода имеют свойство портиться. Намного эффективнее окажется использование для каждой свечи отдельной катушки, выполненной в виде наконечника.

Работа двигателя с инжекторной системой впрыска

А теперь можно рассмотреть и принцип работы системы питания инжекторного двигателя. При включении зажигания происходит переход в рабочий режим всех механизмов и устройств. Первым делом насос нагнетает бензин в рампу до минимального давления, которого хватит для запуска.

А дальше все ждут, когда провернётся коленвал, и с его датчика пойдёт сигнал на блок управления о положении поршней в цилиндрах. Одновременно с этим датчик фаз выдаёт сигнал о том, какой такт совершается. После анализа данных блок управления даёт команду на форсунки (в зависимости от того, в каком цилиндре происходит впуск).

При вращении коленвала постоянно снимаются данные с датчиков и, исходя из них, происходит открывание нужных электромагнитных форсунок на определённый промежуток времени. Смесь воспламеняется, отработанные газы выходят через выпускной коллектор. По тому, какое содержание кислорода в них, можно судить о качестве сгорания топлива.

Если содержание кислорода большое, то смесь сгорает не до конца. Блок управления производит корректировку угла опережения зажигания, чтобы добиться наилучших показаний.

Но вот во время прогрева некоторые датчики не влияют на работу системы управления. Это датчики расхода воздуха, детонации и абсолютного давления. При достижении рабочей температуры включаются они в работу. Причина — во время прогрева невозможно соблюсти все условия, в частности, соотношение бензина и воздуха. Уровень СО в выхлопных газах тоже будет зашкаливать, поэтому контроль всех этих параметров не следует производить.

ПОХОЖИЕ СТАТЬИ:

• Технология fsi прямой впрыск топлива в двигатель
• 10 Классных внедорожников на 2020 год
• Как правильно заправляться на заправке
• Новый Citroen Berlingo Van получил титул Международного фургона года 2019
• Автомобильные каталитические нейтрализаторы — что следует знать о замене катализатора
• Bmw f15 технические характеристики описание фото видео обзор
• Обновленное семейство Audi A5 2020 года
• 5 мотоциклов, которые подходят для пар
• Почему зимой автомобили больше потребляют топлива?
• Opel corsa d : технические характеристики,цена,описание,фото,проблемы и неисправности.
• Шины — ваша безопасность на дороге
• 2011 Порше 911 2 DR Cpe GT2 RS характеристики комплектация
• Audi TT RS 2017: обзор,технические характеристики,салон,дизайн,фото,видео.
• Как выбрать самый экономичный внедорожник по расходу топлива?
• Cadillac XT4 -2020 г: обзор,фото,характеристики ,интерьер

Устройство автомобиля: инжектор

Споры о преимуществах инжекторного двигателя над карбюраторным, давно не актуальны – инжекторные системы воцарились на рынке, а новый автомобиль с карбюратором теперь попросту не найти. И все же не лишним будет разобраться, что же такое «инжектор», и чем обеспечено его тотальное господство на рынке легкового автотранспорта?

История инжектора

Впервые о замене карбюратора принципиально новой системой задумались ещё в самом начале 20-го века авиационные инженеры. Перепробовав все известные типы карбюраторов, они уже к сороковым годам прошлого века пришли с готовой к серийному производству системой инжектора, под давлением подающей топливо в камеру сгорания независимо от гравитации (что важно для самолётов) и точно в требуемом количестве (что позволяет получать меньший расход топлива, большую мощность и снижение уровня вибраций).

К концу второй мировой войны инжекторный двигатель с механическим впрыском можно было встретить на истребителях и бомбардировщиках Германии, Японии, Великобритании, СССР и США.

Кстати, тогда же появилась и столь знакомая многим современным автолюбителям процедура, как промывка инжектора — легендарный японский истребитель А6М «Зеро» требовал чистки форсунок после каждого вылета.

Затем автопроизводители оценили возможности применения впрыска для увеличения мощности двигателя при сохранении его экономичности: в 1940 году итальянцы из Alfa Romeo на своём купе 6C тестируют экспериментальную систему электронного впрыска, а Mercedes-Benz в 1954 году запускает в серию своё легендарное купе 300SL «Крыло Чайки», где была установлена механическая система прямого впрыска топлива.

Впрочем, никто из них не был пионером в создании «инжектора» – те или иные технические решения, примененные в этих автомобилях, отрабатывались на множестве экспериментальных конструкций, начиная с французских двигателей Леона Левассера с механическим впрыском образца 1902 года.

В России же системами инжекторного впрыска на автомобильной технике занимались и в Центральном научно-исследовательском автомобильном и автомоторном институте «НАМИ» и на Горьковском автомобильном заводе. Впрочем, некоторое отставание в области электронных компонентов не позволило удачно развернуть производство электронных систем впрыска в шестидесятых годах. Механический же впрыск в СССР, к сожалению, массово не вышел за рамки авиационных и дизельных двигателей.

Схема работы инжектора

Схема инжектора и закономерности его работы, пожалуй, даже проще для понимания, чем принципы работы карбюратора. Если карбюратор – это изящное техническое воплощение целого ряда физических законов в металле, то даже самая современная система инжектора таит в себе всего-лишь насос, подающий топливо сначала в находящуюся под небольшим давлением систему топливных каналов (топливную рампу), а потом (через электрический клапан) в сопло форсунки. Сопло, в свою очередь, распыляет топливо, которое смешивается с воздухом внутри впускного коллектора и через впускной клапан попадает в цилиндр уже в виде топливо-воздушной смеси. Собственно, терминами «инжектор» и «форсунка» сейчас чаще всего обозначают устройство, совмещающее в одном корпусе сопло-распылитель и электрический клапан.

Для понимания принципов работы инжекторного двигателя можно представить себе обычный цикл работы цилиндра четырёхтактного двигателя. При установке на нём карбюратора можно вполне налить топлива в сам карбюратор и отключить его от топливной системы вовсе – двигатель сможет завестись сам, так как топливно-воздушная смесь формируется в карбюраторе под действием втягивающего потока воздуха, который «засасывает» с собой смесь, и она уже готовой попадает во впускной коллектор. Не нужно ни давления, ни особого управления – схема проста и характеризуется тем, что топливная смесь формируется ещё до попадания к впуску в цилиндр.

В схеме с применением инжекторных форсунок смесь «готовится» непосредственно во впускном коллекторе (а в случае прямого впрыска – вообще в самой камере сгорания). В точно заданный системой управления момент открывается электроклапан, разделяющий топливную систему и впускной коллектор. Под давлением, созданным бензонасосом, инжектор распыляет топливную смесь в количестве, строго необходимом для поддержания близкого к стехиометрическому (читай-оптимальному) составу смеси. При этом воздух в коллектор на большей части нетурбированных автомобилей попадает под воздействием разряжения, созданного цилиндром – что позволяет, зная текущую его температуру, точно понимать, сколько топлива можно сжечь, имея данный объем воздуха.

Минус схемы инжектора в том, что смесь получается не настолько гомогенной (однородной и хорошо перемешанной), как на дорогих спортивных карбюраторах, а система управления форсунками требует точной настройки для оптимальной синхронизации работы топливных форсунок, впускных клапанов и цилиндров. Но плюсов системы всё же оказывается больше:

• растёт экономичность и одновременно мощность за счёт точной дозировки топлива в зависимости от текущей потребности и ситуации.
• равномернее распределяется топливо и между цилиндрами (мы не берем сейчас многокарбюраторные системы и ранние инжекторы с одной форсункой на несколько цилиндров),
• автоматизируются процессы настройки двигателя в зависимости от условий эксплуатации,
• понижается уровень вредных выбросов в атмосферу,
• расширяются возможности для тюнинга двигателя
• облегчается диагностика двигателя (с учетом использования электронных технических средств)
• сборка и настройка инжекторных двигателей в производстве обходится дешевле, чем сборка и настройка карбюраторных систем

С точки зрения водителя, автомобиль с инжекторной системой впрыска, как правило, быстрее реагирует на изменение положения педали газа, легче заводится в условиях, отличных от идеальных, потребляет меньше топлива и обладает более высокой мощностью по сравнению с аналогичным двигателем с карбюраторной системой питания.

Кстати, возможность выбирать – карбюратор или инжектор, когда-то была: на раннем этапе развития систем впрыска применялся в основном центральный (моно, одноточечный, Single-Point injection, SPi) впрыск, форсунка легко ставилась на место карбюратора как опция и работала одновременно на все цилиндры двигателя. Система была проста, надёжна и предполагала расположение форсунки вне зоны высоких температур.

При такой схеме не требовалось сложной электроники или механики для синхронизации работы форсунок на нескольких цилиндрах, но за это приходилось платить отсутствием той универсальности, которую дают более современные системы с распределенным, или многоточечным (Multi-Point Injection, MPi), впрыском.

В итоге именно распределенный впрыск получил наибольшее распространение и сейчас эволюционировал во множество подвидов, как то непосредственный впрыск в камеру сгорания (Direct Fuel injection, DFI) и несколько подвидов обычного распределенного впрыска в зависимости от времени открытия форсунок:

• при параллельном, или одновременном, впрыске (SMPI) все форсунки в двигателе срабатывают одновременно и независимо от тактов цилиндров, дважды за цикл впрыскивая топливо во впуск соответствующего цилиндра. При данном способе впрыска, часто встречавшемся на автомобилях 90-х годов, форсунки нужны в основном для более точной – по сравнению с центральным впрыском — дозировки топлива. Тем не менее, время между впрыском и попаданием топлива в цилиндр для разных цилиндров оказывается разным (пусть мы и говорим о миллисекундах), что сказывается на неравномерности смеси от цилиндра к цилиндру.
• при попарно-параллельном – форсунки делятся на группы, срабатывающие в разное время. Таким образом, точка срабатывания форсунки приближается к оптимальному времени впрыска топлива для подготовки смеси – что позволяет сократить разницу в качестве смеси в цилиндрах. За цикл работы двигателя топливо впрыскивается дважды, как и при одновременном впрыске – более того, на время пуска двигатель с попарно-параллельной схемой впрыска переходит в режим одновременного впрыска.
• при фазированном впрыске или (CIFI) – каждая форсунка управляется независимо от остальных и открывается точно перед тактом впуска. Именно эта система в данный момент является наиболее распространенной, так как позволяет обеспечить точное управление каждой форсункой и использовать оптимальное для каждого цилиндра время впрыска.

Отдельно следует отметить, что система инжекторного впрыска сама по себе универсальна и используется не только для бензиновых автомобилей. Механический впрыск на дизельных двигателях появился едва ли не раньше, чем на бензиновых – с двадцатых годов двадцатого века и поныне только на модельных дизелях и некоторых тракторных моторах используется схема, отличная от инжекторного впрыска.

Например, для дизельных силовых агрегатов крайне распространена прогрессивная система прямого впрыска Common Rail (она же известна как TDI, VCDi, CDI, TCDi, i-DTEC, CRDi – в зависимости от производителя), фактически превращающая топливную рампу в замкнутый аккумулятор для хранения топлива под более высоким, по сравнению с другими системами впрыска, давлением. В результате форсунки подают топливо с ещё большим давлением, что положительно сказывается, в частности, на расходе топлива. Но между прочим, впервые эта «современная» система была применена на британских двигателях для подводных лодок Vickers в 1916 году и в дальнейшем развивалась в основном по пути повышения давления в топливном аккумуляторе.

Система управления инжектора

Системы, координирующие действия каждой отдельной форсунки- инжектора двигателя, бывают как механическими, так и электронными. Собственно, первые массовые системы впрыска на легковых автомобилях появились в пятидесятых годах двадцатого века и довольно долгое время были исключительно механическими (как, например, целое семейство систем Bosch D-Jetronic).

Но по-настоящему эпоха инжекторного впрыска началась только с распространением микроконтроллеров — стоимость их разработки, производства и настройки гораздо ниже в сравнении с аналогичными процессами для механических систем с теми же функциональными возможностями.

Сегодня система управления инжекторным двигателем далеко ушла от алгоритмов работы первых механических систем. Соблазн относительно недорого использовать возможность оперативного изменения дозировки и времени подачи топлива на каждый отдельный инжектор двигателя (форсунку – ведь именно так переводится слово «инжектор») сделал своё – микроконтроллер сейчас собирает данные со множества дополнительных датчиков (от температурных и ДМРВ(Датчик Массового Расхода Воздуха) до датчиков включения кондиционера и отслеживания неровностей дороги). В зависимости от результата анализа этих данных контроллер выдаёт указания целому ряду устройств помимо, собственно, связки «бензонасос-инжектор» — системе зажигания, регулятору холостого хода, системе охлаждения и тому же кондиционеру.

Промывка инжектора

Есть целый ряд проблем, характерных именно для инжекторных двигателей. Это могут быть проблемы, общие для всех типов двигателей, а могут появляться и проблемы с электронными датчиками, вышедшими из строя по разным причинам.
Но главная проблема даже самого надежного инжекторного двигателя в России — сбои из-за засорения системы топливоподачи.

Троение, не связанное с состоянием свечей зажигания, катушек и высоковольтных проводов, трудности запуска зимой, заметное ухудшение приемистости двигателя, разница в нагаре на свечах зажигания из разных цилиндров, повышенный расход топлива и неполное сгорание смеси – всё это действительно может указывать в том числе и на закоксовывание форсунок.

Большая часть операций с системой впрыска инжекторного двигателя, с точки зрения многих официальных производителей, сводится к замене неразборных форсунок новыми, но существуют и методики чистки, охотно предлагаемые различными автосервисами.

Их условно можно разделить на два типа – промывку инжектора и ультразвуковую чистку форсунок. И та, и другая операция выполняется как со снятием топливных форсунок, так и прямо на двигателе.

У каждого способа свои нюансы, но следует помнить, что при промывке форсунок жидкостью без снятия их с двигателя после завершения процедуры рекомендуется заменить свечи и масло (и соответствующий фильтр) в двигателе, предварительно промыв его — что делает операцию весьма накладной. Кроме того, следует учитывать, что ввиду наличия в форсунках сеточки-уловителя, промывка некоторых форсунок может быть возможна только в направлении, обратном обычному распылению.

При снятии форсунок с двигателя замене подлежат уплотнительные резиновые прокладки этих форсунок. При этом для самой чистки потребуется специальный промывочный стенд либо самодельные приспособления, которые заставят форсунку открыть клапан для промывки.

В любом случае есть серьёзный риск повреждения двигателя в результате неверных действий. А в случае обслуживания дизельных двигателей следует учитывать еще и возможность наличия в системе серьёзного остаточного давления.

И все же нельзя сказать, что диагностика и обслуживание инжекторного двигателя существенно сложнее диагностики и обслуживания карбюраторного.

Конечно, для обслуживания карбюраторного двигателя не нужен сканер ошибок или бортовой компьютер. В нем не присутствует того количества датчиков и подсистем, которое мы встречаем в системе управления инжекторным двигателем.

С другой стороны – при наличии нужного оборудования компьютер инжекторного двигателя тут же объясняет, где искать неисправность – и для этого не надо вызывать опытного специалиста-диагноста, а достаточно подключить бортовой компьютер или OBD-сканер.

На ряд же неисправностей, не улавливаемых сканером, существует управа в виде внимательного отношения к собственному авто – изменение поведения автомобиля на дороге, смена звучания двигателя, сбои в работе отдельных систем или внезапно проснувшийся аппетит – всё это указывает на возникшие проблемы и необходимость диагностики. А еще, самый страшный враг «инжектора» — некачественное топливо. Так что внимательно стоит отнестись и к выбору заправочной станции.

Автор

Дмитрий Лонь, корреспондент MotorPage.ru

Издание

MotorPage.Ru

Принцип работы инжекторного двигателя, что такое инжекторный двигатель

Что такое инжекторный двигатель? Это разновидность двигателя с инжекторной системой подачи топлива. Данный вид двигателя обеспечивает экономичный расход топлива и уменьшение выбросов продуктов его сгорания в атмосферный воздух.

Основное его отличие от других типов состоит в особенностях работы системы подачи топлива. А именно, впрыскивание топлива осуществляется принудительно при помощи специального элемента для его дозирования (форсунки) в цилиндр или систему трубок и заслонок (впускной коллектор).

Инжекторные двигатели начали устанавливать с 1930х годов, но популярность они смогли завоевать только в конце 90хх годов.

Рис.№ 1. Современный инжекторный двигатель.

Типы инжекторных систем

Различают несколько типов данных систем в зависимости от способа подачи топлива, а именно:

• Инжекторная система с центральной подачей топлива. Одна форсунка поставляет смесь топлива и воздуха в коллектор¸ после чего происходит её распределение по всем цилиндрам;
• С многоточечной подачей. В этом варианте на каждый цилиндр имеется своя форсунка. Этот тип наиболее распространен. Чаще подача смеси осуществляется напрямую по цилиндру с последовательным топливовспрыском.

Выделяют также двух- и четырехтактные системы.

Такт – это все процессы, которые происходят в цилиндре за время одного ходя поршня.

Принцип работы инжекторного двигателя основан на сборе и оценке информации о состоянии двигателя и его работы с помощью специальных датчиков:

• Датчик оборотов. Производит передачу сигнала о скорости, на основании этих данных блок управления рассчитывает необходимый расход топлива;
• Датчик массового расхода воздуха. Измеряет силу воздушного потока;
• Температуры антифриза. Проводит замеры температурного режима системы охлаждения и активирует работу вентилятора при необходимости;
• Дроссельной заслонки. Осуществляет контроль положения заслонки дросселя и регулирует распределение топлива, которое попадает в камеру сгорания;
• Кислорода в выхлопных газах. Фиксирует концентрацию кислорода в выхлопных газах. А также обеспечивает необходимую концентрацию газов и топлива в камере сгорания;
• Детонации. Определяет силу взрыва в камере сгорания;
• Положения распределительного вала. Участвует в согласовании подачи топлива и работы двигателя;
• Температуры воздуха. Определяет температуру, которая поступает в двигатель. Контролёр инжектора (его «мозги») в результате обработки полученной информации, собранной от всех перечисленных приборов и устройств, регулирует работу следующих систем:
• Форсунок. Это электромагнитный клапан, который осуществляет распыление топлива за счёт давления;
• Электронасоса подачи топлива. Он контролирует давление в системе;
• Модуля зажигания. Соответствует количеству свечей зажигания. Управляет их работой;
• Регулятор холостого хода. Корректирует подачу воздуха в обход дроссельной заслонки на нейтральной передаче;
• Вентилятор, охлаждающий мотор.

Рис. №2. Форсунки — основной элемент инжекторного двигателя, отвечающий за распыление топлива (жидкости или газа).

Как работает инжектор

Каждый двигатель оснащен поршнями и цилиндрами. В них происходит преобразование тепловой энергии в механическую.

Рис. №3. Схема работы инжекторного двигателя и его устройство.

Для осуществления этого процесса в инжекторном двигателе существует несколько этапов:

1 этап – такт впуска. Поршень в начале этого этапа находится в верхней мертвой точке. С началом работы двигателя стартер проворачивает посредством маховиков коленчатый вал. Датчик коленвала посылает блоку управления инжектора информацию о положении конкретного цилиндра. Датчик фаз анализирует такты. Блок управления получив данную информацию, открывает в нужном цилиндре форсунку на строго определенное время.

А вы знаете, что у некоторых двигателей имеется несколько клапанов впуска? Они увеличивают мощность двигателя, а соответственно и скоростные характеристики автомобиля;

2 этап – сжатие топливовоздушной смеси. Когда поршень достигает нижней мертвой точки, он начинает снова подниматься. Что приводит к сжатию смеси топлива и газов до размеров камеры сгорания. Клапаны в этот момент закрыты;

3 — этап рабочего хода. На этом этапе происходит поджигание свечой зажигания сжатой смеси воздуха и топлива. Что провоцирует взрыв, посредством увеличения давления на дне поршня. Это приводит к тому, что поршень опускается вниз до уровня нижней мертвой точки.

Клапаны впуска и выпуска закрыты для того, чтобы сила давления на поршень была достаточной для проворачивания коленчатого вала.

После взрыва блок управления регулирует момент зажигания для последующего цилиндра. А так же нормирует газовый состав топливовоздушной смеси. Это позволяет предельно эффективно использовать топливо и его сгорание;

4 этап – такт выпуска. Предыдущий этап приводит к открытию выпускного клапана. Поршень начинает двигаться вверх, выбрасывая газы, образовавшиеся в результате взрыва и сгорания.

Важно! Прогрев двигателя не оказывает влияния на показания датчика массового расхода воздуха и датчика взрыва, так как блок управления работает по специальным запрограммированным таблицам.

Чем отличается инжекторный двигатель от карбюраторного

Рис. №4. Инжекторный и карбюраторный двигателя.

В работе и устройстве инжектора и карбюратора можно выделить следующие отличия:

• В инжекторном двигателе подача смеси газов и топлива осуществляется в специальную камеру, в карбюраторном двигателе образование топливовоздушной смеси происходит в самом карбюраторе;
• Смесь в инжекторном двигателе подается форсунками в цилиндры и в впускной коллектор принудительно. В карбюраторе этот процесс происходит само по себе;
• В инжекторном двигателе форсунки подают строго дозированное количество топлива;
• Инжекторная система обеспечивает мощность двигателя на 15% больше, чем карбюратор;
• Инжектор более экономичен и экологически безопасен, чем карбюратор.

Применение инжекторных двигателей

Изначально инжекторные двигатели устанавливали в авиации. Особую популярность получили во времена Второй Мировой войны. Авиамоторы тогда создавали именно с этой системой.

Затем инжекторы стали устанавливать в автомобили. В процессе ввода в широкие круги, инжекторы стали вытеснять карбюраторные варианты двигателей. И с 2005 года автомобильные двигателя оснащены именно инжекторной системой подачи топлива.

Достоинства и недостатки инжекторного двигателя

К его плюсам можно отнести:

• Экономичное потребление топлива;
• Большая динамика двигателя;
• Отсутствуют проблемы с запуском двигателя в холодное время года;
• Более надежный в эксплуатации, чем карбюраторный вариант;
• Нет необходимости ручного регулирования режимов его работы.

К недостаткам относят:

• Дороговизна запчастей;
• Сложная диагностика неисправностей;
• Некоторые детали не подлежат ремонту;
• Дорогие обслуживание и регулировка работы инжектора, ремонт требуется проводить в автомастерских;
• Чувствительны к топливу плохого качества.

Заключение

Не смотря на перечисленные недостатки, инжекторные двигатели представляют собой современный вариант топливной системы, обеспечивающий большую мощность и экономичное расходование топлива. А также более безопасную комплектацию двигателей в плане влияния на экологию.

  Компрессор не запускается (полностью разряжен)  

  Компрессор не запускается (не проворачивается)  

  Компрессор не запускается (заводится, но дизельный двигатель не запускается)  

  Компрессор не загружается / нет давления  

  Двигатель не набирает обороты  

  Двигатель останавливается при загрузке