График давления в цилиндре. Работа двигателя на холостом ходу без нагрузки

Положение характерных точек и участков графика давления в цилиндре бензинового двигателя внутреннего сгорания позволяет определить взаимное положение коленчатого и газораспределительных валов, а измерение и сравнение значений абсолютного давления в цилиндре в некоторых характерных точках позволяет определить состояние уплотнений диагностируемого цилиндра. Для наглядности, характерные точки и участки приведённых графиков давления в цилиндре отмечены буквами.

График давления в цилиндре и его характерные точки и участки прогретого до рабочей температуры исправного четырёхтактного четырёхцилиндрового бензинового двигателя, работающего на холостом ходу.

Тот же график, но с увеличенным усилением для лучшей наглядности участков выпуска отработавших газов и всасывания рабочей смеси.

Точка A (или ВМТ 0°).

В вершине графика (точка A) давление в цилиндре достигает своего максимума. Иногда это давление называют динамической компрессией. В этот момент поршень находится на самом близком расстоянии от головки блока цилиндров. Такое положение поршня называют Верхняя Мёртвая Точка (ВМТ). Момент, когда поршень находится в ВМТ и при этом впускные и выпускные клапаны закрыты, отмечают как ВМТ 0° или 0°.

Давление в точке A возникает в результате сжатия смеси в цилиндре (или в результате сжатия воздуха в цилиндре при проведении диагностики механической части двигателя по графику давления в цилиндре; далее по тексту смеси) начиная с момента закрытия впускного клапана (точка L) до момента достижения поршнем ВМТ 0° (точка A). Значение давления в цилиндре в точке A может значительно изменяться и зависит от степени сжатия диагностируемого цилиндра, состояния уплотнений диагностируемого цилиндра, частоты вращения коленчатого вала двигателя и количества сжимаемой в диагностируемом цилиндре смеси.

1) Степень сжатия смеси в цилиндре.

Степень сжатия определяется конструкцией цилиндра — рабочий объём цилиндра и объём камеры сгорания. Степень сжатия фактически показывает во сколько раз полный объём цилиндра (сумма рабочего объёма и объёма камеры сгорания) больше объёма камеры сгорания. Рабочий объём цилиндра в период эксплуатации двигателя практически не изменяется. Объём камеры сгорания в период эксплуатации двигателя может уменьшиться из-за отложения нагара на поверхности камеры сгорания и на дне поршня. Следствием уменьшения объёма камеры сгорания является увеличение степени сжатия. Таким образом, в период эксплуатации двигателя, степень сжатия может измениться.

Чем больше степень сжатия в диагностируемом цилиндре — тем больше значение давления в цилиндре в точке A.

2) Состояние уплотнений.

Качество уплотнения внутренней полости цилиндра определяется состоянием компрессионных колец, состоянием зеркала цилиндра, плотностью закрытия впускных и выпускных клапанов, целостностью прокладки головки блока цилиндров, целостностью стенки цилиндра, головки блока цилиндров и поршня.

В период эксплуатации двигателя качество уплотнений может ухудшаться вследствие износа или разрушений перечисленных элементов. Вследствие негерметичности уплотнений, часть смеси при сжатии выдавливается из цилиндра через уплотнения.

С ухудшением качества уплотнений диагностируемого цилиндра, значение давления в цилиндре в точке A уменьшается.

Количество просочившихся через уплотнения газов зависит от длительности воздействия на уплотнения повышенного давления в цилиндре, а длительность воздействия на уплотнения повышенного давления в цилиндре зависит от частоты вращения коленчатого вала двигателя. С увеличением частоты вращения двигателя, длительность воздействия на уплотнения повышенного давления в цилиндре уменьшается, вследствие чего количество просочившихся через уплотнения газов так же уменьшается. А чем меньше утечки смеси из цилиндра, тем больше значение давления в цилиндре в точке A.

3) Количество смеси в цилиндре в момент закрытия впускного клапана.

Количество смеси в цилиндре зависит от момента закрытия впускного клапана и от значения абсолютного давления во впускном коллекторе. Момент закрытия впускного клапана определяется работой системы газораспределения. При условии, что педаль акселератора не нажата (двигатель работает на холостом ходу), значение абсолютного давления во впускном коллекторе зависит от положения исполнительного механизма регулирования частоты вращения двигателя на холостом ходу (далее по тексту клапана холостого хода). Когда двигатель работает на холостом ходу, значение абсолютного давления во впускном коллекторе ниже атмосферного давления на 0,6…0,7 Bar — то есть, воздух во впускном коллекторе разрежён. С увеличением степени открытия клапана холостого хода, значение абсолютного давления во впускном коллекторе увеличивается (разрежение во впускном коллекторе уменьшается).

Чем больше абсолютное давление во впускном коллекторе, тем большее количество смеси окажется в цилиндре в момент закрытия впускного клапана, а чем большее количество смеси будет сжиматься в цилиндре, тем большего значения достигнет давление в цилиндре в точке A. Таким образом, чем больше степень открытия клапана холостого хода, тем выше значение давления в диагностируемом цилиндре в точке A.

Степень открытия клапана холостого хода в свою очередь зависит в основном от нагрузки на коленчатый вал двигателя, температуры охлаждающей жидкости, соотношения количества работающих и неработающих цилиндров, угла опережения зажигания и состава сжигаемой в работающих цилиндрах топливовоздушной смеси.

а) Нагрузка на коленчатый вал двигателя.

Блок управления двигателем изменяет положение клапана холостого хода так, чтобы частота вращения двигателя была равна заданной частоте вращения на холостом ходу. С увеличением нагрузки на коленчатый вал двигателя (работает насос гидроусилителя рулевого управления в момент вращения рулевого колеса, включены мощные электрические потребители) для поддержания заданной частоты вращения двигателя на холостом ходу, клапан холостого хода приоткрывается. Это вызывает увеличение абсолютного давления во впускном коллекторе, что в свою очередь приводит к увеличению количества смеси сжимаемой в цилиндре и к увеличению значения давления в цилиндре в точке A.

Таким образом, чем выше нагрузка на коленчатый вал двигателя, тем выше значение давления в диагностируемом цилиндре в точке A.

б) Температура охлаждающей жидкости.

Заданная частота вращения двигателя на холостом ходу зависит от температуры охлаждающей жидкости — чем температура ниже, тем заданная частота вращения коленчатого вала двигателя на холостом ходу выше. Для обеспечения повышенной частоты вращения двигателя на холостом ходу при низкой температуре охлаждающей жидкости, блок управления двигателем приоткрывает клапан холостого хода. Это вызывает увеличение абсолютного давления во впускном коллекторе, что в свою очередь приводит к увеличению количества смеси сжимаемой в цилиндре и к увеличению значения давления в цилиндре в точке A.

Таким образом, чем ниже температура охлаждающей жидкости, тем выше значение давления в диагностируемом цилиндре в точке A.

в) Количество работающих и неработающих цилиндров.

Для получения графика давления в цилиндре, датчик давления в цилиндре должен быть установлен на место свечи зажигания диагностируемого цилиндра. Высоковольтный провод диагностируемого цилиндра должен быть подключен к искровому разряднику. Разъём электромагнитной бензиновой форсунки диагностируемого цилиндра по возможности должен быть отключен от форсунки и подключен к резистору номиналом 100 ?. Таким образом, диагностируемый цилиндр оказывается отключенным и воспламенение в диагностируемом цилиндре не происходит.

Так как один из цилиндров уже не работает, для обеспечения заданной частоты вращения двигателя на холостом ходу, клапан холостого хода приоткрывается, увеличивая нагрузку на работающие цилиндры — происходит перенос и распределение нагрузки с неработающего цилиндра на работающие цилиндры. Степень увеличения нагрузки на работающие цилиндры зависит от соотношения количества работающих и количества неработающих цилиндров. Например, при отключении одного из цилиндров четырёхцилиндрового двигателя, нагрузка на каждый из работающих цилиндров (нагрузка на три работающих цилиндра) увеличивается на ~33%. Если же диагностируемый двигатель, к примеру, восьмицилиндровый, то при отключении одного из его цилиндров, нагрузка на каждый из семи работающих цилиндра увеличивается только на ~14%.

В случае если кроме диагностируемого цилиндра отключен или по какой-либо причине не работает ещё один цилиндр, то нагрузка на работающие цилиндры возрастает ещё больше. Так, например, если при проведении диагностики работают только два цилиндра четырёхцилиндрового двигателя, то нагрузка на работающие два цилиндра оказывается увеличенной на ~100%.

Увеличение нагрузки на работающие цилиндры двигателя осуществляется блоком управления путём увеличения степени открытия клапана холостого, что и обеспечивает поддержание заданной частоты вращения двигателя на холостом ходу. При этом, абсолютное давление во впускном коллекторе увеличивается и как следствие — увеличивается количество сжимаемой в цилиндре смеси. А с увеличением количества смеси сжимаемой в цилиндре, увеличивается значения давления в цилиндре в точке A.

Таким образом, значение давления в цилиндре в точке A зависит от соотношения количества работающих и неработающих цилиндров. Чем больше цилиндров двигателя не работает, тем выше значение давления в диагностируемом цилиндре в точке A.

г) Угол опережения зажигания.

С увеличением угла опережения зажигания эффективность работы каждого из работающих цилиндров увеличивается. За счёт этого, для поддержания заданной частоты вращения двигателя на холостом ходу при более раннем угле опережения зажигания требуется сжигание меньшего количества топливовоздушной смеси чем при более позднем угле опережения зажигания. С увеличением угла опережения зажигания, блок управления двигателем уменьшает количество сжигаемой топливовоздушной смеси путём закрытия клапана холостого хода, что обеспечивает поддержание заданной частоты вращения двигателя на холостом ходу. С закрытием клапана холостого хода абсолютное давление во впускном коллекторе уменьшается и как следствие — уменьшается количество смеси сжимаемой в цилиндре. А с уменьшением количества смеси сжимаемой в цилиндре, уменьшается значения давления в цилиндре в точке A. Таким образом, чем больше угол опережения зажигания рабочей смеси в работающих цилиндрах, тем ниже значение давления в диагностируемом цилиндре в точке A.

д) Состав топливовоздушной смеси.

Эффективность работы двигателя так же сильно зависит и от состава топливовоздушной смеси. Чем ближе состав топливовоздушной смеси к стехиометрическому, тем лучше эффективность сгорания такой смеси и как следствие — выше эффективность двигателя, работающего на такой смеси. Стехиометрической называют топливовоздушную смесь такого состава, при сгорании которой в отработавших газах остаётся минимальное количество свободного кислорода и несгоревших остатков топлива. Численное значение этого соотношения для бензина равно 14,7 Kg воздуха на 1 Kg бензина.

С увеличением отклонения состава топливовоздушной смеси от стехиометрического, эффективность работы двигателя ухудшается. Из-за ухудшения эффективности работы двигателя, для поддержания заданной частоты вращения двигателя требуется сжигание уже большего количества такой смеси. Поддержание заданной частоты вращения двигателя на холостом ходу при работе на бедной или богатой топливовоздушной смеси достигается за счёт увеличения количества сжигаемой в работающих цилиндрах смеси путём открытия клапана холостого хода. Вследствие увеличения степени открытия клапана холостого хода, увеличивается абсолютное давление во впускном коллекторе, а с увеличением абсолютного давления во впускном коллекторе увеличивается количество сжимаемой в цилиндре смеси. С увеличением количества сжимаемой в цилиндре смеси, увеличивается значения давления в цилиндре в точке A. Таким образом, чем больше отклонение состава топливовоздушной смеси в работающих цилиндрах от стехиометрического, тем выше значение давления в диагностируемом цилиндре в точке A.

Сгруппируем сделанные выводы.

Значение давления в диагностируемом цилиндре в точке A тем больше, чем:

больше степень сжатия в диагностируемом цилиндре;

выше нагрузка на коленчатый вал двигателя;

ниже температура охлаждающей жидкости;

большее количество цилиндров двигателя не работает;

больше отклонение состава топливовоздушной смеси в работающих цилиндрах от стехиометрического.

Значение давления в диагностируемом цилиндре в точке A тем меньше, чем:

хуже состояние уплотнений диагностируемого цилиндра;

больше угол опережения зажигания рабочей смеси в работающих цилиндрах.

При работе прогретого до рабочей температуры исправного бензинового двигателя на холостом ходу без нагрузки, давление в цилиндре в точке A равно 4…6 Bar. Если же при работе бензинового двигателя на холостом ходу давление в цилиндре в точке A ниже 3 Bar, воспламенение рабочей смеси в таком цилиндре на холостом ходу происходить не будет.

При работе прогретого до рабочей температуры исправного бензинового двигателя на холостом ходу в момент резкой перегазовки давление в цилиндре в точке A увеличивается примерно в 3 раза.

Точка B.

По достижении верхней мёртвой точки ВМТ 0°, поршень останавливается и изменяет направление движения на противоположное, начиная отдаляться от головки блока цилиндров. Вследствие этого, объём между поршнем и головкой блока цилиндров начинает постепенно увеличиваться, а давление в цилиндре — уменьшаться.

Когда коленчатый вал провернётся на 30° после ВМТ 0°, давление в цилиндре численно будет близко к половине разницы максимального давления в цилиндре (точка A) и минимального давления в цилиндре (точка D). Эта точка на графике отмечена буквой B.

Точка C.

Пройдя точку B, поршень продолжает отдаляться от головки блока цилиндров с по-прежнему возрастающей скоростью перемещения. Скорость перемещения поршня продолжает увеличиваться до тех пор, пока коленчатый вал не провернётся на 90° после ВМТ 0°, поршень при этом пройдёт половину хода. Здесь скорость перемещения поршня максимальна. По прохождению отметки 90° после ВМТ 0°, скорость перемещения поршня начинает уменьшаться. Эта тачка отмечена на графике давления в цилиндре буквой C.

В точке C давление в цилиндре будет близким к атмосферному ±0,5 Bar. Но так как движение поршня по-прежнему продолжается, объём между поршнем и головкой блока цилиндров продолжает увеличиваться. Из-за дальнейшего увеличения закрытого объёма в цилиндре, абсолютное давление в цилиндре продолжает уменьшаться — то есть в цилиндре возникает разрежение.

Точка D.

Выпускной клапан начинает открываться прежде, чем поршень достигнет нижней мёртвой точки. Момент начала открытия выпускного клапана отмечен на графике буквой D. Поршень всё ещё отдаляется от головки блока цилиндров и объём между поршнем и головкой блока цилиндров продолжает увеличиваться. Но, начиная с точки D, абсолютное давление в цилиндре повышается. Повышение давления в цилиндре происходит за счёт того, что в цилиндр начинают перетекать отработавшие газы из выпускного коллектора через открывающийся выпускной клапан.

Участок E.

Перетекание газов из выпускного коллектора в цилиндр происходит за счёт того, что абсолютное давление в выпускном коллекторе, близкое к атмосферному, оказывается большим абсолютного давления в цилиндре. На графике давления в цилиндре, участок, где происходит перетекание отработавших газов из выпускного коллектора в цилиндр отмечен буквой E.

Центр участка E и должен пересекать отметку НМТ 180°.

Если центр участка E находится в пределах 170°…195° после ВМТ 0°

(-10°…+15° от НМТ 180°), то момент начала открытия выпускного клапана считают установленным правильно.

Точка НМТ 180°.

Положение поршня, когда расстояние от него до головки блока цилиндров оказывается максимальным, называют Нижняя Мёртвая Точка (НМТ). В НМТ поршень останавливается, и изменят направление движения на противоположное, начав вновь приближаться к головке блока цилиндров. Момент, когда поршень находится в НМТ и при этом впускной клапан закрыт, а выпускной клапан открыт (или начал открываться) отмечают как НМТ 180° или 180°, так как за время перемещения поршня от ВМТ 0° до НМТ 180° коленчатый вал двигателя поворачивается на 180°.

Точка F.

Давление в цилиндре повышается до тех пор, пока не выровняется с давлением в выпускном коллекторе. Точка на графике, где давление в цилиндре уравнялось с давлением в выпускном коллекторе, отмечена буквой F.

Участок G

Достигнув положения НМТ 180°, поршень начинает двигаться по направлению к головке блока цилиндров, что приводит к постепенному уменьшению объёма между поршнем и головкой блока цилиндров. Постепенное уменьшение объёма между поршнем и головкой блока цилиндров заставляет находящиеся в цилиндре газы перетекать в выпускной коллектор через открытый выпускной клапан — происходит выпуск отработавших газов.

Скорость перемещения поршня продолжает увеличиваться до тех пор, пока коленчатый вал не провернётся на 90° после НМТ 180°. Здесь скорость перемещения поршня максимальна. По прохождению отметки 90° после НМТ 180°, скорость перемещения поршня начинает уменьшаться. Участок, на котором перемещающийся по направлению к головке блока цилиндров поршень заставляет находящиеся в цилиндре газы перетекать в выпускной коллектор, отмечен на графике давления в цилиндре буквой G.

Среднее значение давления в цилиндре на такте выпуска отработавших газов должно быть близким к текущему атмосферному давлению. Повышение абсолютного давления в цилиндре более чем на 0,5 Bar относительно текущего атмосферного давления в середине участка G указывает на затруднённый отток газов из цилиндра.

Ухудшение оттока газов из цилиндра в выпускной коллектор может наступить вследствие недостаточного открытия выпускного клапана либо вследствие недостаточной пропускной способности выхлопной системы двигателя. Выпускной клапан может открываться на недостаточную величину из-за неисправной работы гидрокомпенсатора теплового зазора выпускного клапана (или из-за неправильной регулировки теплового зазора выпускного клапана, в случае если двигатель не оснащён гидрокомпенсаторами тепловых зазоров клапанного механизма) или из-за износа кулачка распредвала, открывающего выпускной клапан. Пропускная способность выхлопной системы двигателя может ухудшиться вследствие механического повреждения металлических труб системы выпуска отработавших газов или вследствие того, что каналы глушителя оказались перекрытыми остатками разрушившегося катализатора.

Точка H.

Приблизительно за 30°…0° угла поворота коленчатого вала перед ВМТ 360° впускной клапан начинает открываться. Момент начала открытия впускного клапана на графике давления в цилиндре отмечен буквой H.

По достижении поршнем токи H, впускной клапан начинает открывать канал, через который внутренний объём цилиндра соединяется с впускным коллектором, где абсолютное давление значительно ниже давления в цилиндре. Но давление в цилиндре продолжает по-прежнему уравниваться с давлением в выпускном коллекторе через всё ещё открытый выпускным клапаном канал. По этой причине, обнаружить точку H на графике давления в цилиндре большинства двигателей невозможно.

Точка ВМТ 360°.

Достигнув второй верхней мёртвой точки, поршень останавливается, и изменят направление движения на противоположное, начав вновь отдаляться от головки блока цилиндров. Момент, когда поршень находится во второй ВМТ, отмечают как ВМТ 360° или 360°, так как за время перемещения поршня от ВМТ 0° до ВМТ 360°, коленчатый вал двигателя поворачивается на 360°.

Участок I.

Когда поршень достигает точки ВМТ 360° и изменят направление движения на противоположное, выпускной клапан оказывается уже почти закрытым. Вследствие закрытия канала, соединяющего внутренний объём цилиндра с выпускным коллектором, давление в цилиндре прекращаёт уравниваться с давлением в выпускном коллекторе. Впускной клапан при этом уже несколько открыл канал впуска рабочей смеси и продолжает открываться. Вследствие того, что канал, соединяющий внутренний объём цилиндра с впускным коллектором начал открываться, давление в цилиндре начинает уравниваться с давлением во впускном коллекторе. Так как значение абсолютного давления в цилиндре близко к атмосферному, газы из цилиндра начинают перетекать из цилиндра во впускной коллектор, где давление значительно ниже атмосферного.

Этот участок графика давления в цилиндре отмечен буквой I. Центр участка I должен пересекать отметку 380° после ВМТ 0° (20° после ВМТ 360°).

Если центр участка I находится в пределах 370°…390° после ВМТ 0° (±10° от отметки 380° после ВМТ 0°), то момент начала открытия впускного клапана считают установленным правильно. Для двигателей оснащённых системой изменения фаз газораспределения (система VVT) центр участка I должен находиться в пределах 380°…400° после ВМТ 0° (±10° от отметки 390° после ВМТ 0°).

Точка J.

В точке J давление в цилиндре выравнивается с давлением во впускном коллекторе, так как канал, соединяющий внутренний объём цилиндра с впускным коллектором открылся уже на значительную величину.

Фрагмент участка K между точками J и НМТ 540°.

Так как поршень отдаляется от головки блока цилиндров, объём между поршнем и головкой блока цилиндров увеличивается. Но, не смотря на увеличение внутреннего объёма цилиндра, понижение давления в цилиндре не происходит из-за того, что в цилиндр перетекает воздух из впускного коллектора через открытый впускным клапаном канал.

Скорость перемещения поршня продолжает увеличиваться до тех пор, пока коленчатый вал не провернётся на 90° после ВМТ 360°. Здесь скорость перемещения поршня максимальна. По прохождению отметки 90° после ВМТ 360°, скорость перемещения поршня начинает уменьшаться до тех пор, пока поршень не достигнет точки НМТ 540°.

Точка НМТ 540°.

Достигнув второй нижней мёртвой точки, поршень останавливается, и изменят направление движения на противоположное, начав вновь приближаться к головке блока цилиндров. Момент, когда поршень находится в НМТ и при этом выпускной клапан закрыт, а впускной клапан открыт (или начал закрываться) отмечают как НМТ 540° или 540°, так как за время перемещения поршня от ВМТ 0° до НМТ 540° коленчатый вал двигателя поворачивается на 540°.

Фрагмент участка K между точками НМТ 540° и L.

Достигнув отметки НМТ 540°, поршень начинает вновь приближаться к головке блока цилиндров, что приводит к постепенному уменьшению объёма между поршнем и головкой блока цилиндров. Но впускной клапан при этом некоторое время остаётся всё ещё открытым. Опоздание закрытия впускного клапана служит для улучшения наполняемости цилиндра топливовоздушной смесью. Происходит это за счёт значительной инерционности потока смеси на такте впуска. Когда поршень начинает двигаться к головке блока цилиндров, несмотря на уменьшающийся внутренний объём цилиндра, топливовоздушная смесь ещё некоторое время продолжает по инерции перетекать из впускного коллектора в цилиндр. Данный эффект зависит от скорости потока смеси из впускного коллектора в цилиндр на такте впуска — чем скорость выше, тем эффект заметнее. Скорость потока смеси из впускного коллектора в цилиндр зависит от частоты вращения двигателя и от угла открытия дроссельной заслонки — чем выше частота вращения коленчатого вала двигателя и чем на больший угол открыта дроссе

льная заслонка, тем больше скорость потока смеси из впускного коллектора в цилиндр. Момент закрытия впускного клапана выбирают при проектировании двигателя таким, чтобы эффект избыточного наполнения цилиндра топливовоздушной смесью за счёт инерции потока смеси проявлялся в заданном диапазоне частот вращения двигателя при полностью открытой дроссельной заслонке. Когда же двигатель работает при низкой частоте вращения коленчатого вала, опоздание закрытия впускного клапана приводит к негативному эффекту — перетеканию поступившей в цилиндр смеси обратно во впускной коллектор.

В двигателях, оснащённых системой изменения фаз газораспределения, момент закрытия впускного клапана постоянно регулируется на работающем двигателе в зависимости в основном от частоты вращения двигателя и нагрузки на коленчатый вал двигателя. Благодаря наличию такой системы, эффект избыточного наполнения цилиндра топливовоздушной смесью за счёт инерции потока смеси в таких двигателях проявлялся в очень широком диапазоне частот вращения коленчатого вала и при различных углах открытия дроссельной заслонки, за счёт чего двигатель развивает более высокую мощность в значительно более широком диапазоне частот вращения. Кроме того, в таких двигателях минимален эффект перетекания поступившей в цилиндр смеси обратно во впускной коллектор при низких частотах вращения коленчатого вала, за счёт чего достигается очень устойчивая работа двигателя на холостом ходу и высокие ездовые качества двигателя при низких частотах вращения коленчатого вала.

Точка L.

Конец закрытия впускного клапана отмечен на графике давления в цилиндре буквой L. С закрытием канала соединяющего внутренний объём цилиндра с впускным коллектором, при высоких частотах вращения двигателя прекращается избыточное наполнение цилиндра топливовоздушной смесью за счёт инерции потока смеси, а при низких частотах вращения двигателя прекращается перетекание поступившей в цилиндр смеси обратно во впускной коллектор. Важно заметить, что форма графика давления в цилиндре в точке L определяется направлением движения смеси по впускному каналу непосредственно перед моментом закрытия впускного клапана.

При низких частотах вращения двигателя возникает эффект перетекания поступившей в цилиндр смеси обратно во впускной коллектор и давление в цилиндре не увеличивается вплоть до момента закрытия впускного клапана. С закрытием впускного клапана, после относительно пологого участка K возникает резкий перелом графика в точке L и с этого момента, абсолютное давление в цилиндре начинает сравнительно интенсивно нарастать.

При высоких частотах вращения двигателя возникает эффект избыточного наполнения цилиндра топливовоздушной смесью за счёт инерции потока смеси и давление в цилиндре начинает увеличиваться уже с момента достижения поршнем точки НМТ 540°. С закрытием впускного клапана, после участка относительно интенсивного нарастания давления в цилиндре на участке между точками НМТ 540° и L, возникает заметный перелом графика в точке L и скорость нарастания абсолютного давления в цилиндре с этого момента резко уменьшается.

Поршень и далее продолжает перемещаться по направлению к головке блока цилиндров, уменьшая внутренний объём цилиндра. Теперь, когда оба клапана (впускной и выпускной) закрыты, уменьшение внутреннего объёма цилиндра приводит к увеличению давления в цилиндре.

Момент закрытия впускного клапана отмечен на графике давления в цилиндре буквой L. Точка L должна пересекать отметку 580° после ВМТ 0° (40° после НМТ 540°).

Если точка L (конец закрытия впускного клапана) находится в пределах 560°…600° после ВМТ 0° (20°…60° после НМТ 540°), то момент конца закрытия впускного клапана считают установленным правильно.

Точка M.

Скорость перемещения поршня увеличивается до тех пор, пока коленчатый вал не провернётся на 90° после НМТ 540°. Здесь скорость перемещения поршня максимальна. Эта тачка отмечена на графике давления в цилиндре буквой M.

В точке M давление в цилиндре будет близким к атмосферному ±0,5 Bar. Но так как движение поршня по-прежнему продолжается, объём между поршнем и головкой блока цилиндров продолжает уменьшаться. Из-за дальнейшего уменьшения закрытого объёма в цилиндре, абсолютное давление в цилиндре продолжает увеличиваться.

По прохождению отметки 90° после НМТ 540°, скорость перемещения поршня начинает уменьшаться.

Точка N.

За 30° перед ВМТ 720° давление в цилиндре численно будет близко к половине разницы минимального давления в цилиндре (точка L) и максимального давления в цилиндре (точка A). Эта точка на графике отмечена буквой N.

Давление в цилиндре продолжает увеличиваться до тех пор, пока поршень не достигнет точки A. Важно заметить, что основная работа по сжатию смеси в цилиндре производится за последние 30° поворота коленчатого вала перед ВМТ 720° — на участке между точками N и ВМТ 720°.

Точка A (или ВМТ 720°).

По достижении точки A поршень останавливается, и изменят направление движения на противоположное, начав вновь отдаляться от головки блока цилиндров. Таким образом, завершается полный цикл работы цилиндра и начинается новый.

За время перемещения поршня от предыдущей точки A (ВМТ 0°) до текущей точки A (ВМТ 720°), коленчатый вал двигателя поворачивается на 720°, по этому эту точку иногда отмечают как ВМТ 720° или 720°.

Утечки газов из цилиндра.

Поршень, двигаясь от точки M к ВМТ, перемещается на расстояние равное расстоянию, на которое он перемещается, двигаясь от ВМТ до точки C. При этом сначала поршень сжимает воздух (смесь), а потом разжимает его.

Переместившись от точки M до точки C, поршень оказывается на прежнем расстоянии от головки блока цилиндров — то есть, внутренний объём цилиндра в точке C равен внутреннему объёму цилиндра в точке M. Таким образом, теоретически, значение абсолютного давления в цилиндре в точке C должно быть равным значению абсолютного давления в цилиндре в точке M. Но на практике, значение абсолютного давления в цилиндре в точке C всегда оказывается меньшим абсолютного давления в цилиндре в точке M. Это происходит потому, что часть смеси при сжатии выдавливается из цилиндра через в той или иной мере негерметичные уплотнения. Разница значений абсолютного давления в цилиндре в точках C и M зависит от количества просочившихся через уплотнения газов. А как ранее было рассмотрено, количество просочившихся через уплотнения газов зависит от состояния самих уплотнений и от частоты вращения коленчатого вала двигателя. Чем лучше состояние уплотнений и чем выше частота вращения коленчатого вала двигателя, тем меньше разница значений абсолютного давления в цилиндре в точках C и M.

Прокрутка двигателя стартером.

О правильности установки газораспределительных валов относительно коленчатого вала можно судить по положению ключевых участков E и I графика давления в цилиндре. При работе двигателя на холостом ходу ключевые участки E и I графика давления в цилиндре отчётливо видны за счёт возникающего в цилиндре разрежения в районе точки D и на участке K. Но при прокрутке двигателя стартером величина разрежения в цилиндре в точке D и / или на участке K очень мала, и положение ключевых участков E и I невозможно измерить, так как они почти не видны на графике.

График давления в цилиндре при прокрутке двигателя стартером с закрытой дроссельной заслонкой.

Тот же график, но с увеличенным усилением для лучшей наглядности ключевых точек.

Многие из рассмотренных ранее характерных точек и участков графика давления в цилиндре при работе двигателя на холостом ходу здесь не видны. Но положение ключевых точек D и L можно измерить с приемлемой точностью. Ошибка при измерении положения ключевых точек D и L возникает в основном из-за значительной неравномерности мгновенной частоты вращения коленчатого вала при прокрутке двигателя стартером.

Как видно по приведённым графикам, при прокрутке двигателя стартером возможно измерение положения только некоторых характерных точек графика давления в цилиндре. Измерение положения характерных участков графика давления в цилиндре невозможно. По этой причине, оценить взаимное положение коленчатого и газораспределительных валов по графику давления в цилиндре при прокрутке двигателя стартером можно только приблизительно. Проведение таких измерений имеет смысл только в том случае, если нет возможности получить график давления в цилиндре при работе двигателя на холостом ходу (двигатель невозможно запустить).

Точка A (или ВМТ 0°).

Давление в цилиндре в точке A при прокрутке двигателя стартером всегда выше, чем при работе двигателя на холостом ходу. Если при прокрутке двигателя стартером давление в цилиндре в точке A находится в пределах 8…16 Bar, цилиндр считают исправным. Если же при прокрутке двигателя стартером давление в цилиндре в точке A меньше 6 Bar, такой цилиндр не обеспечивает нормального сгорания топливовоздушной смеси и его считают неисправным.

Участок K.

Величина разрежения в цилиндре на участке K определяется величиной разрежения во впускном коллекторе — чем больше разрежение во впускном коллекторе, тем больше разрежения в цилиндре на участке K.

Когда двигатель выключен, коленчатый вал двигателя не вращается и разрежение во впускном коллекторе не возникает вовсе — то есть, значение абсолютного давления во впускном коллекторе равно текущему атмосферному давлению. С началом прокрутки двигателя стартером, воздух (смесь) из впускного коллектора начинает «всасываться» в цилиндры двигателя и во впускном коллекторе возникает разрежение. Среднее значение возникшего во впускном коллекторе разрежения определяется в основном частотой вращения коленчатого вала двигателя и положением клапана холостого хода (дроссельной заслонки). Чем ниже частота вращения коленчатого вала и чем на большую величину открыт клапан холостого хода (дроссельная заслонка), тем меньшее разрежение возникает в цилиндре на участке K.

При прокрутке двигателя стартером, частота вращения коленчатого вала двигателя оказывается настолько низкой, что даже при закрытой дроссельной заслонке, величина разрежения, возникающего во впускном коллекторе, а значит и в цилиндре на участке K, составляет 0,05…0,3 Bar. Из-за столь низкой величины разрежения в цилиндре,

при прокрутке двигателя стартером обнаружение участка I на графике давления в цилиндре оказывается невозможным. Но в большинстве случаев, можно довольно точно определить точку L.

Точка L.

По положению точки L, можно приблизительно судить о правильности установки впускного газораспределительного вала двигателя.

Если измеренное положение точки L (конец закрытия впускного клапана) при прокрутке двигателя стартером находится в пределах 560°…600° после ВМТ 0° (20°…60° после НМТ 540°), то взаимное положение впускного газораспределительного вала и коленчатого вала можно считать приемлемым.

Точка D.

Величина разрежения в точке D графика давления в цилиндре определяется моментом начала открытия выпускного клапана, величиной разрежения в цилиндре на участке K и количеством просочившихся через уплотнения газов.

Чем позже открывается выпускной клапан (но не позже ВМТ 180°), тем больше разрежение в цилиндре в точке D. Момент начала открытия выпускного клапана определяется работой системы газораспределения.

Чем больше разрежение в цилиндре на участке K, тем больше разрежение в цилиндре в точке D. Величина разрежения в цилиндре на участке K определяется частотой вращения коленчатого вала и положением клапан холостого хода и дроссельной заслонки.

Количество просочившихся через уплотнения газов определяется состоянием уплотнений и частотой вращения коленчатого вала. Чем хуже состояние уплотнений и чем ниже частота вращения двигателя, тем большее количество газов успеет просочиться через уплотнения и тем большее разрежение возникнет в цилиндре в точке D.

Таким образом, величина разрежения в точке D графика давления в цилиндре изменяется с изменением частоты вращения двигателя и с изменением положения клапана холостого хода (дроссельной заслонки).

При прокрутке двигателя стартером, частота вращения коленчатого вала двигателя оказывается настолько низкой, что через уплотнения даже исправного цилиндра успевает просочиться достаточно большое количество газов и в цилиндре в точке D графика давления возникает значительное разрежение. По этой причине, измерение положения центра участка E на графике давления в цилиндре при прокрутке двигателя стартером оказывается затруднительным. Но в большинстве случаев, можно с приемлемой точностью определить точку D.

По положению точки D, можно приблизительно судить о правильности установки выпускного газораспределительного вала двигателя.

Если измеренное положение точки D (начало открытия выпускного клапана) при прокрутке двигателя стартером находится в пределах 130°…160° после ВМТ 0° (50°…20° перед НМТ 180°), то взаимное положение выпускного газораспределительного вала и коленчатого вала можно считать приемлемым.

При условии, что измеренное положение при прокрутке двигателя стартером точки D графика давления в цилиндре находится в пределах 130°…160° после ВМТ 0° а точки L в пределах 560°…600° после ВМТ 0°, впускной и выпускной газораспределительные валы можно считать установленными с ошибкой не более ±2 зуба газораспределительного ремня (цепи) относительно коленчатого вала. Такое положение газораспределительных валов обеспечивает возможность запуска двигателя и его работы на холостом ходу. После пуска и прогрева двигателя, можно получить график давления в цилиндре при работе двигателя на холостом ходу. Тогда, по полученному графику давления в цилиндре при работе двигателя на холостом ходу, можно измерить положение участков E и I и теперь точно судить о правильность установки газораспределительных валов относительно коленчатого вала.

Владимир Постоловский,

журнал «Автомастер», 

http://www.a-master.com.ua/

Книги по ремонту автомобилей

Какое давление в цилиндре двигателя при сгорании топлива

Содержание

1. Компрессия в цилиндрах двигателя – норма и алгоритм измерения
2. Что понимают под компрессией?
3. Оптимальное давление в цилиндрах
4. Чем нужно измерять?
5. Как часто проверять давление?
6. Порядок выполнения замеров
7. 1500 бар — самое высокое давление в машине. И где оно?
8. 1. Камера сгорания — 60 бар (бензиновый мотор), 75 бар (дизель)
9. 2. Топливная система — до 1500 бар
10. 3. Система смазки двигателя — до 4 бар
11. 4. Давление во впускном трубопроводе — до 2,5 бар
12. 5. Система охлаждения двигателя — 1,5 бара
13. 6. Разрежение во впускном трубопроводе — 0,8 бара
14. 7. Перед турбиной — до 2 бар
15. 8. Система выпуска отработавших газов — до 1 бара
16. 9. Управление трансмиссией — 5 бар (АКП), 7,5 бар (вариатор), 60 бар (робот)
17. 10. Тормозная система — до 180 бар
18. 11. Система кондиционирования — 4 бара (при заправке), 20 бар (рабочее)
19. 12. Разрежение в вакуумном усилителе — до 0,8 бара
20. 13. Амортизаторы — до 30 бар
21. 14. Пневмоподвеска — 16 бар
22. 15. Газовые упоры — 120 бар
23. 16. Шины — 1,8–2,8 бара
24. Компрессия в цилиндрах бензинового двигателя
25. Основные понятия
26. Общие правила измерения
27. Стандарты и нормы
28. Приборы для проверки компрессии
29. Измерить компрессию в цилиндрах своими руками
30. Как мерить компрессию
31. Проверка с закрытой дроссельной заслонкой
32. Проверка с полностью открытой дроссельной заслонкой
33. Плохая компрессия в двигателе
34. Признаки
35. Что делать, если выявлены вышеперечисленные признаки
36. Причина завышенной компрессии
37. Причина низкой компрессии
38. Почему нет компрессии в двигателе
39. Допустимая компрессия в карбюраторном двигателе
40. Оценка результатов измерений
41. Восстановление компрессии
42. Проверка на снятом ДВС
43. Видео

Компрессия в цилиндрах двигателя – норма и алгоритм измерения

Первые признаки износа мотора – затрудненный запуск «на холодную» и увеличенный расход масла (свыше 150 мл на 1 тыс. км пробега). При появлении подобных симптомов выполняется проверка компрессии в цилиндрах двигателя, помогающая точнее определить техническое состояние цилиндропоршневой и клапанной группы. Чтобы провести такую диагностику, необязательно ехать в автосервис: достаточно обзавестись специальным манометром и понимать, какой должна быть компрессия в исправном силовом агрегате.

Что понимают под компрессией?

Одна из основных характеристик двигателя, приведенная в инструкции по эксплуатации автомобиля, – степень сжатия. Это безразмерный коэффициент, показывающий, во сколько раз сжимается топливовоздушная смесь перед воспламенением. Рассчитывается так: объем одного цилиндра (с учетом камеры сгорания) делится на величину хода поршня. Данный параметр является постоянным и меняется только при глубоком тюнинге мотора – расточке цилиндров, установке другого коленвала и так далее.

Степень сжатия несведущие автолюбители путают с компрессией – реальным давлением, создаваемым поршнями при вращении коленчатого вала стартером (200–300 об/мин). Характеристика меняется по мере износа деталей и измеряется в таких единицах:

Чтобы выявить неисправность главных элементов двигателя, нужно померить компрессию во всех цилиндрах и сопоставить полученные значения с оптимальной величиной. Почему в процессе эксплуатации мотора компрессия снижается:

Указанные процессы аналогично протекают во время работы мотора: топливо не догорает, газы проникают в картер, а масло – в камеру сжигания. То есть, величина компрессии отражает реальную картину внутри двигателя.

Оптимальное давление в цилиндрах

Чтобы определить момент критической изношенности цилиндропоршневой группы, нужно знать, какая норма компрессии считается удовлетворительной. Здесь прослеживается взаимосвязь со степенью сжатия – чем она выше, тем большее давление возникает в камерах сгорания при вращении коленчатого вала.

На данный момент встречается 3 разновидности моторов с различными параметрами:

Камера сгорания дизельного мотора отличается малыми размерами, поэтому воспламенение солярки происходит от сильного сжатия.

Оптимальные значения давления в цилиндрах различных силовых агрегатов получены на основании многократных практических замеров. Когда мотор нагрет до рабочей температуры, аккумулятор заряжен и нет проблем со стартером, компрессия в двигателе должна быть следующей:

Примечание. Если проанализировать данные замеров, то можно выявить следующую закономерность: оптимальное давление равно степени сжатия, умноженной на коэффициент 1,4–1,5.

Чем нужно измерять?

Для оценки технического состояния цилиндропоршневой группы и плотности прилегания клапанов применяется диагностический прибор для измерения компрессии. В состав комплекта входят следующие детали:

Простейший вариант компрессометра – манометр с обратным клапаном и резиновой насадкой в виде конуса. В процессе измерения прибор необходимо прижимать к свечному отверстию и удерживать рукой, а не вкручивать.

Если назначение манометра понятно, то функции остальных элементов требуют пояснения. Обратный клапан не дает воздуху покидать корпус прибора, пока поршень накачивает максимальное давление, что происходит за 5–10 тактов. Затем показания обнуляются путем сброса воздуха кнопкой. Поскольку компрессия в дизельном двигателе меряется через отверстия для форсунок или свечей накала, прибор комплектуется различными переходниками.

Как часто проверять давление?

В профилактических целях проводить диагностику следует вместе с заменой свечей зажигания бензинового мотора. В зависимости от марки авто, технического состояния и качества изделий такая операция проводится с интервалом 25–50 тыс. км.

Поводом для внеочередной проверки компрессии служат такие симптомы:

Последний признак может указывать на неисправность системы зажигания либо выход из строя 1–2 свечей. Перед измерением давления подобные неполадки желательно устранить. На дизелях износ поршневой группы и клапанов проявляется аналогичными симптомами, особенно затрудняется холодный пуск – при недостатке давления солярка попросту не вспыхивает.

Порядок выполнения замеров

Перед тем как проверить компрессию двигателя, необходимо обеспечить полный заряд аккумуляторной батареи и исправную работу стартера. Иначе вы получите заниженные показатели и возьметесь за ремонт силового агрегата вместо продолжения диагностики и поиска других причин.

Существует несколько способов измерения давления – «на холодную», «на горячую», с закрытым и полностью открытым дросселем. Практика показывает, что наиболее точные результаты дает проверка на прогретом моторе, выполняемая согласно инструкции:

Если вы не хотите касаться электроники, то форсунки бензинового двигателя можете не отключать, на точность показаний это не повлияет, но при диагностике в масляный картер попадет небольшое количество горючего. Топливоподача на дизеле с механическим ТНВД отключается с помощью рычага отсечки.

По результатам измерений делаются следующие выводы:

Если давление во всех цилиндрах ниже нормы, придется делать капитальный ремонт. Тест с добавлением масла проводить бесполезно – двигатель все равно нужно разбирать.

Источник

1500 бар — самое высокое давление в машине. И где оно?

Давление (и его антипод — разрежение) может возникнуть в любой замкнутой емкости — хотя бы из-за температурных перепадов. А если при этом задействованы механизмы, то колебания давления могут быть гораздо больше.

Любопытно, что даже в салоне машины давление воздуха обычно чуть выше атмосферного! Под воздействием вентилятора отопителя или скоростного напора воздух нагнетается в салон через дефлекторы. А в некоторых узлах и агрегатах оно выше в десятки раз.

Давление — движущая сила в автомобиле. Рассказываем, насколько велика его сила и что она может.

1. Камера сгорания —

60 бар (бензиновый мотор), 75 бар (дизель)

Этот параметр часто путают и с компрессией, и со степенью сжатия. Но это давление, которое возникает в момент сгорания топлива. Сильно «задирать» его нельзя, поскольку оно может разрушить кольца, вкладыши, клапаны. Тем не менее величина этого давления серьезная — даже у гражданских автомобилей.

2. Топливная система —

до 1500 бар

В баке бензиновых и дизельных автомобилей поддерживается почти атмосферное давление. От изменений температуры или вследствие расхода топлива в нем может возникать легкое давление либо разрежение. В баке размещен насос, который подает топливо к двигателю с давлением не более 4 бар. В бензиновом двигателе с распределенным впрыс­ком топливо к форсункам поступает сразу, а в дизелях и моторах с непосредственным впрыском бензина в камеру сгорания стоят еще топливные насосы высокого давления. У бензиновых двигателей давление перед форсунками может достигать 100 бар. У дизелей давление после ТНВД может доходить до 1500 бар, и это самое высокое давление в автомобиле.

3. Система смазки двигателя —

до 4 бар

Создается масляным насосом с приводом от коленчатого вала. При высокой частоте вращения насос обеспечивает избыточную производительность, поэтому ставят редукционный клапан для его регулирования. В последнее время всё чаще ставят насосы с переменной производительностью — они отбирают у мотора меньше мощности, ­экономят топливо и сокращают выбросы вредных газов в атмосферу.

4. Давление во впускном трубопроводе —

до 2,5 бар

У наддувного двигателя (и бензинового, и дизельного) на минимальных оборотах холостого хода давление сравнимо с атмосферным, так как турбокомпрессор почти не вращается. Зато по мере роста нагрузки и оборотов двигателя турбокомпрессор выдает сначала номинальное давление, а затем пытается «перенаддуть» мотор. Но электронные и механические ограничители ему не дают развить большего давления — так возникает протяженная полка крутящего момента, очень удобная для управления тягой.

5. Система охлаждения двигателя —

1,5 бара

Образуется при нагревании охлаждающей жидкости. Давление ограничивает паровой клапан пробки радиатора или расширительного бачка. Это давление снижает риск закипания двигателя и уменьшает потери на испарение.

6. Разрежение во впускном трубопроводе —

0,8 бара

У атмосферного бензинового двигателя там всегда разрежение, которое возникает из-за дроссельной заслонки и сопротивления воздушного фильтра. Максимальной величины достигает при торможении двигателем. Большое разрежение возникает при минимальных оборотах холостого хода, малое — при полностью открытом дросселе.

7. Перед турбиной — до 2 бар

Для вращения турбокомпрессора используются отработавшие газы. Давление перед турбиной ограничивают, тем самым регулируя производительность компрессора: перепускной клапан отводит часть выпускных газов мимо турбины. Бывают и турбины с регулиру­емым сопловым аппаратом, управляемым электроникой.

8. Система выпуска отработавших газов — до 1 бара

Это давление возникает после выпускного коллектора у атмосферных моторов и после турбокомпрессора в наддувных. Оно обусловлено сопротивлением сот каталитического нейтрализатора. Существенно увеличивается при разрушении и оплавлении керамических сот, а также при механическом повреждении трубы системы выпуска.

9. Управление трансмиссией — 5 бар (АКП), 7,5 бар (вариатор), 60 бар (робот)

Речь о давлении рабочей жидкости для управления элементами коробок. Здесь и поршни, отвечающие за сжатие лент и пакетов фрикционов, и перемещение конусов вариаторов, и включение передач в роботах. Такой разброс обусловлен применением в роботах отдельного электрического насоса высокого давления.

10. Тормозная система — до 180 бар

В старых автомобилях без АБС давление в контурах тормозной системы определял водитель: как нажмет на педаль, столько и получится (с учетом помощи вакуумного усилителя). Сейчас же за этой физической силой следит АБС. Ее гидронасос может создавать давление до 180 бар, но это не значит, что такое давление постоянно напрягает тормозные шланги. Это необходимо для увеличения быстродействия механизма. На практике максимальным давление бывает лишь в экстренных случаях.

11. Система кондиционирования — 4 бара (при заправке), 20 бар (рабочее)

Принцип действия основан на переходах хладагента из жидкого состояния в газообразное при изменении давления. Однако при этом начальное давление в системе также необходимо. В результате работы компрессора давление в трубках может достигать 20 бар.

12. Разрежение в вакуумном усилителе — до 0,8 бара

Разрежение в нем не всегда равно разрежению во впускном трубопроводе, хотя они и соединены шлангом. Применен обратный клапан, который позволяет вакуумному усилителю «хранить запас разрежения» даже после остановки двигателя. Его хватает еще на несколько торможений.

13. Амортизаторы — до 30 бар

Прошли времена, когда при заделке крышки амортизатора в нем оставался атмосферный воздух. Теперь в амортизаторах используют инертный газ либо с небольшим давлением, либо со значительным газовым подпором. Если шток амортизатора можно легко вдавить руками, газовый подпор не превышает 1 бар. Газовый подпор приподнимает автомобиль и делает подвеску немного жестче.

14. Пневмоподвеска — 16 бар

В пневмоподвесках автомобилей давление обеспечивает насос, забирающий атмосферный воздух через фильтр. Обычно в пневмосистемах подвески легковых ­автомобилей используются давления, не превышающие 16 бар.

15. Газовые упоры — 120 бар

В газовых упорах, которые помогают открывать двери багажных отсеков и капоты, рабочим телом является азот, сжатый в некоторых изделиях до 120 бар. Любопытно, что наполняют газовые упоры, когда они полностью собраны, через штатное уплотнение штока, работа­ющее как обратный клапан.

16. Шины — 1,8–2,8 бара

Единственное давление, за поддержание которого ответственность лежит на водителе, а потому и нуждается в достаточно частой проверке. Шины несут основную нагрузку от массы автомобиля, от правильного давления в них зависит комфорт и безопасность.

Поэтому надо соблюдать рекомендации завода-изготовителя автомобиля.

Источник

Компрессия в цилиндрах бензинового двигателя

Основным и важным показателем работы двигателя является герметичность камеры сгорания. Компрессия в цилиндрах двигателя определяет степень эффективного сгорания топлива, и соответственно, влияющая в прямой зависимости на уверенный его запуск, независимо от температуры окружающей среды, а также устойчивую работу как на холостом ходу, так и в движении.

Основные понятия

Компрессия — это параметр величины давления, создаваемый в цилиндре в конце такта сжатия. Величина зависит от достаточно большого количества факторов. Важно соблюдать правила замера в целях снижения процента ошибок при оценке технического состояния двигателя.

Общие правила измерения

Для предварительной общей оценке показателя компрессии в цилиндрах бензинового двигателя необходимо соблюдать следующие условия:

Стандарты и нормы

Существует мнение владельцев современных автомобилей, что компрессия горячего мотора может иметь значение от 8 до 10 атм.

Норма компрессии в цилиндрах любого двигателя от 12 атм, за редким исключением.

На автомобилях эксплуатируются двигатели различной конфигурации, определяемой количеством клапанов и распределительных валов, геометрией впускного коллектора, установленной шатунно-поршневой группы. В соответствии с этим рассчитывается его конкретная степень сжатия — это отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания.

Чем выше степень сжатия, тем выше значение компрессии. У бензиновых двигателей степень сжатия находится в пределах 8 — 12 единиц, что указывают в технической документации конкретного автомобиля. Теоретически определить какой должна быть компрессия в цилиндрах для конкретного двигателя не сложно. Достаточно величину степени сжатия умножить на коэффициент 1.3.

К примеру, степень сжатия в характеристиках автомобиля указывается равной 9,5 единиц, умножив 9,5 на коэффициент 1,3 получим расчетную величину равную 12,35 атм.

Приборы для проверки компрессии

Компрессометр — прибор, состоящий из манометра со шкалой, клапана сброса давления и наконечников. Наиболее удобным является гибкий шланг с резьбовым наконечником, в который установлен ниппель для предотвращения обратного выхода воздуха из прибора. Проверка компрессии в цилиндрах двигателя, предусматривающих в конструкции свечные колодцы, осуществляется вворачиванием гибкого шланга в резьбовое отверстие свечи, что исключает потери сжатого воздуха от неплотного прилегания жестких наконечников без резьбы.

Измерить компрессию в цилиндрах своими руками

Прежде всего необходимо установить по технической документации какой является нормальная компрессия бензинового двигателя конкретно к этому автомобилю и определиться с сложностью доступа к свечам зажигания. Если доступ требует разборки других узлов двигателя (дроссельный узел, впускной ресивер), препятствующих их выкручиванию и существует уверенность в их успешной разборке и сборке, то можно приступить к замеру.

Как мерить компрессию

Бытует мнение, чтобы правильно замерить компрессию в двигателе необходимо стартером провернуть коленчатый вал на два-три оборота. Такой метод приведет к неправильному определению неисправности и как следствие к неоправданным затратам на ремонт двигателя.

Проверку выполняют на разных режимах с целью широкого анализа состояния мотора:

Проверка с закрытой дроссельной заслонкой

Такой способ измерения нужен для определения малых дефектов двигателя, чувствительных при небольшом поступлении воздуха в цилиндры. Это может быть трещина на тарелке клапана, небольшой прогар кромки или отсутствие герметичности в паре седло-клапан. Поступление воздуха через закрытую дроссельную заслонку при замере компрессии ограничивается, и величина ее будет невысокой (от 10 до 11 атм). В связи с малым поступлением воздуха в цилиндры чувствительность на утечки повышается, вследствие чего результаты параметров давления занижаются.

Проверка с полностью открытой дроссельной заслонкой

Для определения сильных износов двс компрессию проверяют с полностью открытой дроссельной заслонкой, обеспечивая максимальное поступление воздуха в цилиндры. Увеличенное количество воздуха способствует росту давления, но также увеличиваются и утечки, но в сравнении с массой поступающего воздуха они настолько малы, что величина падения компрессии незначительна и достигает 12 – 13 атм. Если имеются «грубые» дефекты в двигателе, то снизиться до 8 – 9 атм. Возможные причины:

Плохая компрессия в двигателе

Поведение автомобиля изменилось. Двигатель запускается не с первой прокрутки стартером или требует продолжительного вращения, а при минусовой температуре окружающей среды может вообще не запуститься. Если вывернуть свечи зажигания и осмотреть их визуально, то причина отказа в запуске становится ясной — свечи «мокрые» от переизбытка топлива, поступающего в цилиндры. Это симптомы плохой компрессии в двигателе.

Признаки

Что делать, если выявлены вышеперечисленные признаки

Во избежание дальнейшего и скорого износа необходимо в кратчайшие сроки установить причины и выявить узлы, подлежащие ремонту.

По результатам замера компрессии возможны следующие показатели:

Повышение компрессии в моторе видно по выхлопным газам — цвет становится сизо-белым и увеличивается расход масла. При разгоне появляется звон поршневых пальцев. Большая компрессия вызывает увеличение нагара на тарелках клапанов и направляющих, а на стенках камеры сгорания образуется слой кокса, уменьшающий объем камеры и соответственно изменяющий степень сжатия цилиндров.

Высокая компрессия постепенно вызывает детонационные стуки двигателя, разрушающие шатунно-поршневую группу.

Причина завышенной компрессии

Анализ ревизии двигателя показывает, что причина не одна. В таблице приведены причины повышенной компрессии в моторе:

Причина низкой компрессии

Слабая компрессия выявляется при его запуске, особенно в холодную погоду, а также признаки обнаруживаются в потере динамики и увеличению расхода топлива.

Низкая компрессия увеличивает скорость износа двигателя, а если дефект в одном цилиндре, то холостой ход неустойчив, машина часто глохнет или занижает обороты холостого хода.

В таблице приведены основные причины:

Если нет компрессии в одном или более цилиндров, то двигатель очень плохо заводится, а заведенный тут же начинает работать несбалансированно, с сильными вибрациями и тряской.

Если же пропала компрессия одновременно во всех цилиндрах — двигатель не заведется. Одной из причин может быть обрыв ремня ГРМ на заведенном двигателе и столкновение поршня с клапанами. После удара клапана гнутся. Система газораспределения теряет герметичность, и сжимаемая топливовоздушная смесь с большой скоростью направляется в впускной и выпускной коллекторы.

Также пропадает компрессия в одном из цилиндров из-за сильного прожига тарелки клапана. Есть примеры, когда от 40 до 50% площади тарелки клапана оплавлено и компрессия равна нулю. Это легко определить и без компрессометра. Достаточно завернуть в этот цилиндр свечу и при прокрутке стартером коленчатый вал будет вращаться легко и однородно, не выделяя такты сжатия.

При замере компрессии желательно наблюдать за стрелкой измерителя давления (манометра) и следить за динамикой его нарастания. По скорости нарастания компрессии можно косвенно определить в какой группе деталей сильный износ. Если на первом такте манометр показывает низкую компрессию (3-5 атм), а при последующих тактах скорость нарастания давления увеличивается, то с большой вероятностью можно установить, что изношены поршневые кольца. В качестве перепроверки показаний можно применить метод искусственного создания масляной пленки на стенке цилиндров, добавив через свечное отверстие 5-10 мл масла. Если с добавленным маслом компрессия резко увеличится на первом же такте и установится номинальной, то можно уже конкретно утверждать об износе копрессионных колец. В случае измерения в двух соседних цилиндрах и получении низкого результата без масла и с маслом, можно сделать заключение о дефекте в прокладке головки блока цилиндров.

Возможен и другой вариант, когда достигается на первом такте 6-9 атм и на последующих тактах стрелка манометра зависает в этом же положении. При такой ситуации предполагается отсутствие герметичности клапана или прокладки ГБЦ. Более точно установить причину можно другими диагностическими приборами, такие как пневмотестер или электронный осциллограф.

Почему нет компрессии в двигателе

Возникают и такие ситуации, когда двигатель отремонтировали и установили новую поршневую группу, произвели расточку цилиндров, притерли клапана к седлам. Иными словами, ремонт произведен строго по технологической карте. Произвели замер компрессии, а давление в цилиндрах отсутствует.

После проведенного ремонта гидрокомпенсаторы могут оказывать давление на стержни клапанов, вследствие чего они могут быть открыты. Через определенное время гидрокомпенсатор заполнится маслом, и начнет функционировать.

Допустимая компрессия в карбюраторном двигателе

Допустимое давление в карбюраторном двигателе при использовании бензина Аи-76 (низко октановый бензин) около 8 — 10 атм, а при использовании высокооктанового бензина 11-12 атм.

Оценка результатов измерений

Получение корректных данных является залогом точного определения неисправности.

Одинаковые значения, полученные при измерении, свидетельствуют об однородном состоянии деталей газораспределительного механизма и одинаковой степени износа шатунно-поршневой группы.

В случае падения давления в одном из цилиндров на величину 1 атм, в сравнении с другими цилиндрами, необходимо применить другие методы диагностики с целью установления точной причины.

Восстановление компрессии

Восстановить возможно, если не поврежден газораспределительный механизм на ГБЦ. Может возникнуть залегание поршневых колец. В этом случае повысить давление можно без разборки двигателя. Для этого нужно купить жидкость для растворения кокса и на горячем двигателе провести процедуру «раскоксовки». Цена процедуры минимальная, в сравнении с разборкой мотора. Чтобы оценить восстановление жидкостью для удаления кокса с поршневых колец замеряют до и после «раскоксовки». В большинстве случаев такой способ временно восстанавливает мотор.

Существует также способ, заливки масла в цилиндры перед запуском двигателя. Позволяет поднять компрессию исключительно для запуска двигателя, особенно в холодную погоду. Суть метода заключается в принудительном создании масляной пленки на стенках цилиндров, которая кратковременно блокирует утечки газов в картер двигателя.

Проверка на снятом ДВС

В гаражных условиях померить компрессию возможно, подключив клеммы стартера к аккумулятору. Но необходимо учесть, что температура будет равна окружающей.

Источник

Видео

Как горит топливо в цилиндре дизеля

Смесеобразование и сгорание в цилиндре двигателя, 1982

Давление Топлива! Расход и Мощность!

Какая компрессия должна быть у здорового двигателя ?

Как ПРАВИЛЬНО замерить компрессию.

Относительная компрессия в цилиндрах двигателя — измерение при помощи мотортестера

Управление системой впрыска топлива

Как правильно мерить компрессию.

замер компрессии при сгоревшем клапане

Как работает двигатель внутреннего сгорания автомобиля?

Нормальная компрессия двигателя способствует стабильности работы всех систем автомобиля

Уменьшение объема газа при помощи внешнего воздействия называется компрессией. Какая компрессия должна быть в двигателе автомобиля для его бесперебойного функционирования?

Работа двигателей внутреннего сгорания осуществляется при помощи создания высокого давления в рабочих цилиндрах. Уменьшение объема при движении поршня вверх приводит к существенному повышению температуры в камере сгорания с последующим воспламенением топливовоздушной смеси. Компрессия в цилиндрах двигателя косвенно показывает состояние всех элементов, входящих в цилиндропоршневую группу.

Степень сжатия двигателя характеризует отношение объемов цилиндра при расположении поршня в верхнем положении и нижнем соответственно. Для каждого движка данная величина является постоянной.

Компрессия в двигателе имеет склонность к постепенному уменьшению, т. к. в процессе эксплуатации элементы двигателя, принимающие участие в его работе, изнашиваются и приходят в негодность, что приводит к нарушению герметичности в системе.

От давления в цилиндрах силового агрегата зависят следующие свойства:

1. Бесперебойный запуск мотора, особенно в зимнее время.
2. Отсутствие вибрации силового агрегата при работе на малых и холостых оборотах.
3. Сбалансированность мотора.
4. Наличие хороших характеристик в динамике автомобиля.

Перечень деталей, ответственных за уровень компрессии движка

При давлении топливной смеси от 15 до 30 атмосфер наибольшую нагрузку получают следующие элементы:

• прокладка головки блока цилиндров;
• поршень;
• корпус цилиндра;
• впускные и выпускные клапаны;
• компрессионные кольца.

Все перечисленные детали газораспределительного механизма испытывают многократные нагрузки, возникающие в результате воздействий высокой температуры и давления. Износ любого из этих элементов влияет на компрессию, мощность мотора и его экономические характеристики.

Давление в дизелях и бензиновых моторах

Из-за отличий в конструкции дизелей и моторов, работающих на бензине, наблюдается разная компрессия в цилиндрах двигателя. Норма давления для дизельных моторов вдвое выше, чем для бензиновых. Это обусловлено потребностью в более высоком рабочем давлении для образования вспышки дизельного топлива.

Какой величины должна быть компрессия дизеля? Дизельный двигатель можно запустить только при создании давления в цилиндрах более 22 атмосфер. Оптимальная величина компрессии для дизелей находится в пределах 28–32 атмосфер. Такой уровень возможен благодаря высокой технологичности и сложности устройства мотора.

Компрессия бензинового двигателя характеризует уровень давления на холостых оборотах силового агрегата. Величина давления зависит от марки и модели автомобиля.

Сколько должна быть компрессия в бензиновом двигателе? Для карбюраторных двигателей норма компрессии рассчитывается по специальной формуле. В основу расчета входит степень сжатия, указанная в технической документации и коэффициент, величина которого определяется принадлежностью бензинового мотора к определенной группе.

К примеру, данный коэффициент для четырехтактного движка с искровым разрядом в свече зажигания равен 1,2–1,3. Нормальная компрессия двигателя, работающего на бензине, должна быть немного выше десяти атмосфер.

Низкая компрессия может быть вызвана использованием некачественного масла, несоблюдением режима замены смазки, частой ездой на высоких скоростях.

При появлении таких симптомов, как увеличение расхода топлива и масла, снижение тяги, необходимо осуществлять диагностику мотора. Для выявления причин необязательно разбирать движок, достаточно произвести замер компрессии в цилиндрах.

Описание измерения давления

Измерение компрессии производится на прогретом движке. Проверка давления в каждом цилиндре производится своими силами при наличии измерительного прибора. Компрессия измеряется при помощи специального инструмента — компрессометра.

При выборе измерительного прибора особое внимание необходимо уделить его резьбовому наконечнику, который должен подходить для вкручивания его вместо свечей зажигания.

Для проведения диагностики мотора необходимо выполнить следующие действия:

1. Снять свечу с одного цилиндра.
2. Установить измерительный прибор вместо снятой свечи.
3. Провернуть коленвал с помощью стартера.
4. Зафиксировать показание прибора.
5. Замерить давление во всех цилиндрах с последующей фиксацией данных.
6. Сопоставить полученные результаты.
7. Добавить немного машинного масла в поршни.
8. Прокрутить мотор стартером, не вставляя свечи.
9. Повторно замерить компрессию в цилиндрах.

Для получения реальных результатов при проведении диагностики компрессия должна измеряться при количестве оборотов коленчатого вала, равном 200–250 оборотов в минуту.

Данные мероприятия проводятся с целью выявления сбоя в работе одного из цилиндров. Существенное увеличение давления свидетельствует о повреждении поршня или поршневых колец. Если давление осталось неизменным,следовательно,поломка коснулась элементов головки блока цилиндров или ее прокладки.

Факторы, влияющие на давление в двигателе

Результаты измерения компрессии часто отличаются друг от друга, даже если все детали, участвующие в газораспределении, исправны. На давление в цилиндрах оказывают влияние следующие условия:

• количество поступающих воздушных масс;
• скорость вращения коленчатого вала;
• температура двигателя;
• вязкость моторного масла.

Если возникли проблемы с запуском теряется мощность, двигатель нуждается в тщательной профессиональной диагностике. Ремонтно-восстановительные работы необходимо доверить опытным специалистам. Продление срока службы двигателя и поддержание компрессии в норме зависит от грамотного и внимательного отношения к мотору.

Увеличение мощности двигателя при помощи компрессора

Компрессор — это устройство, осуществляемое сжатие и подачу воздушных масс под давлением к потребителю. Наибольшую популярность компрессоры приобрели у автогонщиков и приверженцев скоростных режимов вождения.

Для существенного увеличения мощности мотора вместо увеличения его объема можно нагнетать больше воздуха в камеру сгорания. Это повлечет подачу большего количества топлива, что создаст повышенное давление и усиление толчка выбрасываемого газа. Для этих целей используется нагнетатель воздуха — компрессор.

Автомобильный компрессор дает возможность двигателю прибавить более 45% мощности, увеличить крутящий момент на 31%.

В зависимости от способа подачи воздуха нагнетатели делятся на три вида:

1. Центробежный компрессор.
2. Двухвинтовой.
3. Роторный.

Благодаря конструктивным особенностям центробежного компрессора, осуществляющего принудительное повышение мощности,его используют чаще других видов нагнетателей.

Компрессор запускается при помощи вращающегося коленчатого вала двигателя, что создает дополнительную нагрузку на силовой агрегат. При создании моторов, работающих в паре с нагнетателем, дополнительно усиливают узлы, получающие добавочную нагрузку при взрывах в камере сгорания. Усовершенствование элементов силового агрегата существенно увеличивает стоимость двигателя и автомобиля в целом.

Как проверить компрессию и устранить перепады давления в цилиндрах двигателя своими руками? || AutBar.

Ru

Из статьи вы узнаете, как проверить компрессию и при надобности устранить перепады давления в цилиндрах двигателя автомобиля своими руками. Кроме того, выясним, в чем разница между степенью сжатия и давлением, а также, какие существуют наиболее эффективные способы измерения компрессии в гаражных условиях.

Рекомендуем ознакомиться со статьей: Причины появления синего дыма из выхлопной трубы?

Общепринятое понятие “компрессия” не считается профессиональным. Большинство профессиональных автомехаников в этом случае говорят о давлении в цилиндре силового агрегата в конце такта сжатия. Но мы, в дальнейшем, будем использовать более привычный для нашего лексикона термин — компрессия.

В ЧЕМ РАЗНИЦА МЕЖДУ СТЕПЕНЬЮ СЖАТИЯ И ДАВЛЕНИЕМ?

По большому счету, компрессия, то есть давление, образуется в цилиндре двигателя тогда, когда поршень находится в верхней мёртвой точке (ВМТ), а зажигание выключено. В случае с дизельными силовыми установками, компрессия образуется в цилиндре мотора тогда, когда подача топлива остановлена. На компрессию оказывает влияние множество факторов: степень изношенности деталей цилиндропоршневой группы, давление в начале такта сжатия, рабочая температура в системе, а также фазы газораспределения. В целом, компрессия — это верный показатель внутреннего состояния двигателя, которое не становится лучше в процессе его эксплуатации.

Справочно заметим, что в отличии от компрессии, на степень сжатия возраст силовой установки (пробег) не влияет. Этот параметр конструктивно заложен в двигатель внутреннего сгорания и считается безразмерным. Он обуславливает геометрию цилиндра, или отношение камеры сгорания к его полному объёму. Добавим, что степень сжатия влияет на компрессию, тогда как компрессия не влияет на степень сжатия.

НИЗКАЯ КОМПРЕССИЯ ИЛИ ЕЕ ОТСУТСТВИЕ

При низкой компрессии у бензинового или дизельного двигателя могут возникнуть проблемы с запуском. Особенно это относится к дизельным силовым агрегатам, в которых от температуры такта сжатия и давления непосредственно зависит процесс воспламенения горючего.

Если речь идёт о бензиновых моторах, то в них при пониженной компрессии нарушается режим испарения топлива, поэтому горючее остаётся в цилиндре в виде капель. Также наблюдается увеличение токсичности из-за повышения давления картерных газов и происходит ускоренное засорение камеры сжатия. Для справки заметим, что, если мотор на холостом ходу начал вибрировать, значит компрессия в цилиндрах неравномерная.

Одной из основных причин низкой компрессии в цилиндрах зачастую становится, перегрев силового агрегата. Как утверждают автомеханики, в случае сильного перегрева мотора, могут появляться механические повреждения на стенках цилиндров и даже самих поршнях, то есть возникают задиры. Кроме того, поршни, при сильном перегреве имеют свойство прогорать и плавиться. Так, например, современные двигатели ВАЗ (в том числе и новая серия ВАЗ 11182 1.6) чаще других моторов страдают от перегревов. У отечественных силовых агрегатов от перегрева нередко рассыпаются перегородки поршневых колец, из-за чего резко падает показатель компрессии в цилиндрах, а мотор начинает троить и тарахтеть на холостых оборотах.

Проблемы в газораспределительной системе также очень часто становятся причиной снижения компрессии в цилиндрах. Так, например, прогорел один из клапанов – показатель компрессии может сразу упасть на “двоечку-троечку”, из-за чего автовладельцу придется вскрывать ГБЦ, проверять клапана и возможно их менять или притирать.

Следующая ситуация. Произошел перескок цепи ГРМ или обрыв ремня ГРМ. В этом случае владельцу очень повезет, если не согнутся клапана, а вот компрессия уже неминуемо упадет. Или другая ситуация, связанная с регулировкой тепловых зазоров клапанов. Зазор выставили неправильно или клапан не закрывается, в последствии возникает пониженная компрессия или ее полное отсутствие.

Также причиной низкой компрессии может быть пробитая прокладка, расположенная между блоком цилиндров и головкой. Или наоборот, прокладка ГБЦ банально прогорела и отработанные газы выходят в систему охлаждения или напрямую в масляную магистраль. Низкий показатель компрессии может также возникать из-за чрезмерного износа поршневых колец, поршней и критической выработки стенок цилиндров, которые принимают форму эллипса. В данном случае наряду с падением давления в цилиндрах может наблюдаться повышенный расход горючего и масла (масложор).

Опасной причиной низкой компрессии иногда могут служить и появившиеся трещины в ГБЦ. Кроме того, наглухо засоренный воздушный фильтр двигателя также нередко становится виновником падения давления в цилиндрах. Дело все в том, что загрязнения, скопившиеся на сетке фильтрующего компонента, не пропускают необходимый поток воздуха, который стремится в цилиндры, из-за чего опять же, снижается компрессия.

САМЫЕ ЭФФЕКТИВНЫЕ СПОСОБЫ ИЗМЕРЕНИЯ КОМПРЕССИИ

Чтобы точно замерить компрессию в цилиндрах вам в любом случае понадобиться специальное приспособление — прибор, предназначенный для измерения давления рабочей смеси по завершению такта сжатия. Данный прибор называется компрессометр. На сегодняшний день существует множество видов компрессометров и внешне они могут быть различными, но предназначение у них одно.

Итак, как правильно замерить компрессию при помощи компрессометра? Перед проведением диагностики силовой агрегат потребуется подготовить. Аккумулятор автомобиля необходимо зарядить полностью. Мотор нужно прогреть до оптимальной рабочей температуры (около 60 градусов по Цельсию). Чтобы не удалить со стенок цилиндров масляную плёнку, следует закрыть подачу топлива. Для этого можно просто рассоединить общий разъём форсунок.

Далее переходим к размыканию модуля зажигания и колодки проводов, а также выкручиваем свечи и вынимаем их из колодцев. Не забудьте аккуратно вычистить свечные колодцы, чтобы в цилиндр не попал песок или грязь. В цилиндры должен поступать воздух. Поэтому, если привод дросселя тросовый, то нужно до отказа выжать педаль акселератора. Если привод электронный, чтобы удостовериться что дроссельная заслонка открывается, потребуется нажать на педаль газа и включив зажигание немного провернуть стартер.

Кроме того, многие автомеханики настоятельно рекомендует отсоединять патрубок дросселя и воздушного фильтра. Если заслонка останется в закрытом положении, узел придётся демонтировать. Впрочем, заслонку можно приоткрыть вручную и удерживать в данном состоянии в процессе проведения замеров давления.

Теперь настала очередь компрессометра. В одно из свечных отверстий вворачиваем наконечник этого полезного прибора и начинаем вращать стартер до тех пор, пока показание на манометре не зафиксируется. После того, как показатель отобразится на шкале, нужно записать полученные данные. Как можем видеть, особых трудностей процедура по замеру компрессии у автовладельца вызвать не должна, главное иметь под рукой компрессометр и четко соблюдать пошаговую инструкцию.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЯ КОМПРЕССИИ

В автомобиле с исправным бензиновым мотором компрессия должна варьироваться от 11,0 до 14,0 Бар. Разница давления в цилиндрах должна быть не более 1,0 Бара. Если компрессия низкая, нужно залить в свечное отверстие немного моторного масла (около 10 кубических сантиметров) и ещё раз провести замер. Повышение компрессии на пару Бар является свидетельством того, что поршневые кольца залегли или износились и требуют замены. Если показания остались прежними, значит отсутствует необходимая степень прилегания клапанов к седлам. Подобное наблюдается при некорректных тепловых зазорах, прогаре или выработке седел клапанов.

Диагностика с использованием компрессометра, это первичный и несложный метод оценки технического состояния силового агрегата. При более детальном исследовании можно применить эндоскоп, чтобы иметь представление о степени утечки воздуха из цилиндров. Иногда диагностика проводится мотор-тестером с подключением его к датчикам управления силовой установкой автомобиля. В этом случае наверняка потребуется навестить ремонтный сервис, так как своими руками подобную процедуру провести ощутимо сложнее, чем при помощи компрессометра.

В завершении статьи отметим, что компрессию цилиндров можно назвать одним из ключевых показателей жизнеспособности двигателя, ведь он напрямую демонстрирует текущее состояние здоровья силового агрегата, от уровня которого зависят многие процессы в моторе (расход масла, быстрота заводки, сгораемость топливно-воздушной смеси и стабильность работы двс). Таким образом, компрессия – это максимально возможный показатель давления воздуха в камерах сгорания цилиндров, который образуется при достижении поршнями самых верхних мертвых точек в процессе такта сжатия.

БЛАГОДАРИМ ВАС ЗА ВНИМАНИЕ! ПРОЯВЛЯЙТЕ ВЗАИМОУВАЖЕНИЕ НА ДОРОГАХ!

Как проверить давление в цилиндрах двигателя?

В целом технология простая. Компрессометр необходимо вкрутить в свечное отверстие и несколько секунд прокрутить двигатель стартером. После чего компрессометр покажет значение давления в цилиндре.

Как измерить компрессию Компрессометром?

Наконечник компрессометра плотно вставить в отверстие свечи зажигания, убедитесь, что соединение надежно. Включите стартер и «крутите» двигатель, пока показания манометра не прекратят расти (обычно 2-3 секунды). Проверка компрессии в цилиндрах выполняется только при полностью заряженном аккумуляторе.

На каком двигателе нужно проверять компрессию?

Измерения на дизельном двигателе производятся специальным компрессометром, который имеет свои особенности. 3. При проверке не нужно жать педаль газа, так как в таких ДВС нет дросселя. Если же он есть, перед проверкой его необходимо прочистить.

Можно ли мерить компрессию на холодном двигателе?

При затрудненном пуске мотора измерение компрессии рекомендуем производить «на холодную» (температура двигателя одинакова с температурой окружающего воздуха).

Как правильно замерить компрессию на Инжекторном двигателе?

Измерение компрессии в цилиндрах инжекторного двигателя

1. Подготовительные работы …
2. — Вставляем компрессометр в свечное отверстие (либо прижимаем, либо вворачиваем в зависимости от его конструкции).
3. — Помощник нажимает до упора на педаль «газа» и включает стартер на 4 – 5 секунд.
4. — Запоминаем, а лучше записываем показания компрессометра и порядок их нарастания.

6.07.2017

Для чего измеряют компрессию двигателя?

От этого страдают опоры силового агрегата и трансмиссия. Ну а низкая компрессия увеличивает давление картерных газов. В итоге во впускуную систему двигателя летит большое количество паров масла и камеры сгорания быстро загрязняются. Поэтому измерять компрессию перед покупкой автомобиля нужно обязательно.

Как проверить компрессию двигателя ваз?

Все подготовительные работы завершены, зовите второго человека (Помощника) и попросите сеть его за руль, затем пусть вдавит педаль газа до упора и начнёт заводить машину, как только двигатель начнёт крутиться следите за показаниями на приборе, достаточно 3-4 секунд чтобы он выдал точный результат, если получается так …

Какая должна быть компрессия в дизельных двигателях?

Для нормальной работы дизельного силового агрегата компрессия во всех его цилиндрах должна соответствовать показателю, который установлен заводом-изготовителем. Значение может зависеть от конкретного агрегата, но в любом случае — не менее 22 кг/см2.

Можно ли мерить компрессию на горячем двигателе?

Компрессия на горячем двигателе Измерение компрессии на горячем двигателе дает возможность узнать ее значение в нормальном рабочем состоянии мотора. … Именно при таких условиях и рекомендуется ее измерять, а не на холодную, когда еще не установились все зазоры поршневого механизма и клапанов системы впуска/выпуска.

Сколько крутить стартер при замере компрессии?

встявлять компрессометр поочередно в каждый колодец и крутить стартером до тех пор пока давление не перестанет расти. Как правило это 3-5 оборотов. а мне при замере на каждом цилиндре приходилось секунд по 12-15 крутить стартер пока давление зафиксируется на компрессометре .

Что будет если ездить с низкой компрессией?

Повышение расхода топлива. Неполадки в работе цилиндров. Если компрессия плохая и продолжает падать, при движении на подъём появляется стук гидрокомпенсаторов («цокот» металла под капотом). Такая проблема особенно явно проявляется, если ездить на инжекторе или карбюраторе при низких оборотах.

Как правильно замерять компрессию в цилиндрах?

Для этого сядьте за руль, включите зажигание, ПОЛНОСТЬЮ НАЖМИТЕ НА ПЕДАЛЬ ГАЗА, то есть откройте до конца дроссельную заслонку. И в течении 3-4 секунд крутите стартером, пока стрелка на компрессометре не перестанет подниматься. Полученное значение на компрессометре и можно считать истиной компрессией в данном цилиндре.

Зачем заливать масло в цилиндр?

В этой статье я расскажу вам для чего заливают масло. Компрессию замеряют для выявления неисправности двигателя, например плохой пуск, падение мощности мотора. … При выявлении низкой компрессии в цилиндр заливают масло (строго определенное количество) для уточнения неисправности.

Зачем открывать дроссель при замере компрессии?

Открытый дроссель подключены форсунки (топливо попадает в цилиндры). Получили такие данные. … Ну и самый точный способ оценить состояние цилиндров — пневмотестер. Этот прибор более точно поможет оценить герметичность цилиндров и если есть проблема, то ее легко локализовать.

Принцип работы ДВС. Рабочие циклы двигателя

На автомобилях устанавливают двигатели внутреннего сгорания (ДВС), у которых топливо сгорает внутри цилиндра. В основу их действия положено свойство газов расширяться при нагревании.

Рассмотрим принцип устройства и работы двигателя внутреннего сгорания, а также его рабочие циклы.

Рабочий цикл четырехтактного бензинового двигателя

Рабочим циклом двигателя называется периодически повторяющийся ряд последовательных процессов, протекающих в каждом цилиндре двигателя и обусловливающих превращение тепловой энергии в механическую работу. Если рабочий цикл совершается за два хода поршня, т.е. за один оборот коленчатого вала, то такой двигатель называется двухтактным.

Автомобильные двигатели работают, как правило, по четырехтактному циклу, который совершается за два оборота коленчатого вала или четыре хода поршня и состоит из тактов впуска, сжатия, расширения (рабочего хода) и выпуска.

Принцип работы ДВС (для просмотра нажмите на кнопку иллюстрации)
Крайние положения поршня, при которых он наиболее удален от оси коленчатого вала или приближен к ней, называются верхней и нижней «мертвыми» точками (ВМТ и НМТ). Подробнее в статье как устроен двигатель внутреннего сгорания.

Впуск. По мере того, как коленчатый вал двигателя делает первый полуоборот, поршень перемещается от ВМТ к НМТ, впускной клапан открыт, выпускной клапан закрыт. В цилиндре создается разряжение, вследствие чего свежий заряд горючей смеси, состоящий из паров бензина и воздуха, засасывается через впускной газопровод в цилиндр и, смешиваясь с остаточными отработавшими газами, образует рабочую смесь.

Сжатие. После заполнения цилиндра горючей смесью при дальнейшем вращении коленчатого вала (второй полуоборот) поршень перемещается от НМТ к ВМТ при закрытых клапанах. По мере уменьшения объема температура и давление рабочей смеси повышаются.

Расширение или рабочий ход. В конце такта сжатия рабочая смесь воспламеняется от электрической искры и быстро сгорает, вследствие чего температура и давление образующихся газов резко возрастает, поршень при этом перемещается от ВМТ к НМТ. В процессе такта расширения шарнирно связанный с поршнем шатун совершает сложное движение и через кривошип приводит во вращение коленчатый вал.

При расширении газы совершают полезную работу, поэтому ход поршня при третьем полуобороте коленчатого вала называют рабочим ходом. В конце рабочего хода поршня, при нахождении его около НМТ открывается выпускной клапан, давление в цилиндре снижается до 0.3 — 0.75 МПа, а температура до 950 — 1200^оС.

Выпуск. При четвертом полуобороте коленчатого вала поршень перемещается от НМТ к ВМТ. При этом выпускной клапан открыт, и продукты сгорания выталкиваются из цилиндра в атмосферу через выпускной газопровод.

Рабочий цикл четырехтактного дизеля

В отличие от бензинового двигателя, при такте ‘впуск’ в цилиндры дизеля поступает чистый воздух. Во время такта ‘сжатие’ воздух нагревается до 600^оС. В конце этого такта в цилиндр впрыскивается определенная порция топлива, которое самовоспламеняется.

Впуск. При движении поршня от ВМТ к НМТ вследствие образующегося разряжения из воздушного фильтра в цилиндр через открытый впускной клапан поступает атмосферный воздух. Давление воздуха в цилиндре составляет 0.08 — 0.095 МПа, а температура 40 — 60°С.

Сжатие. Поршень движется от НМТ к ВМТ, впускной и выпускной клапаны закрыты, вследствие этого перемещающийся вверх поршень сжимает поступивший воздух. Для воспламенения топлива необходимо, чтобы температура сжатого воздуха была выше температуры самовоспламенения топлива. При ходе поршня к ВМТ цилиндр через форсунку впрыскивается дизельное топливо, подаваемое топливным насосом.

Расширение или рабочий ход. Впрыснутое в конце такта сжатия топливо, перемешиваясь с нагретым воздухом, воспламеняется, и начинается процесс сгорания, характеризующийся быстрым повышением температуры и давления. При этом максимальное давление газов достигает 6 — 9 МПа, а температура 1800 — 2000°С. Под действием давления газов поршень перемещается от ВМТ в НМТ — происходит рабочий ход. Около НМТ давление снижается до 0.3 — 0.5 МПа, а температура до 700 — 900^оС.

Выпуск. Поршень перемещается от НМТ в ВМТ и через открытый выпускной клапан отработавшие газы выталкиваются из цилиндра. Давление газов снижается до 0.11 — 0.12 МПа, а температура до 500-700^оС. После окончания такта выпуска при дальнейшем вращении коленчатого вала рабочий цикл повторяется в той же последовательности.

Более подробно про работу дизеля в статье Дизельные двигатели. Устройство и принцип работы.

Принцип работы многоцилиндровых двигателей

На автомобилях устанавливают многоцилиндровые двигатели. Чтобы многоцилиндровый двигатель работал равномерно, такты расширения должны следовать через равные углы поворота коленчатого вала (т. е. через равные промежутки времени).

Последовательность чередования одноименных тактов в цилиндрах называют порядком работы двигателя. Порядок работы большинства четырехцилиндровых двигателей 1-3-4-2 или 1-2-4-3. Это означает, что после рабочего хода в первом цилиндре следующий рабочий ход происходит в третьем, затем в четвертом и, наконец, во втором цилиндре. Определенная последовательность соблюдается и в других многоцилиндровых двигателях.

Многоцилиндровые двигатели бывают рядными и V-образными. В рядных двигателях цилиндры расположены вертикально, а в V-образных — под углом. Последние характеризуются меньшей габаритной длиной по сравнению с первыми. Современные восьмицилиндровые двигатели выполняют двухрядными с V-образным расположением цилиндров.

Разработка двигателей и давление в цилиндрах

| Практическое руководство — Двигатель и трансмиссия

Что такое «циклическая дисперсия» и почему ее следует понимать?

Несколько колонок назад, посвященных энгинологии, мы говорили о функциональности и преимуществах измерения давления в цилиндрах с приращением угла поворота коленчатого вала. В этом обсуждении мы отметили несколько полезных потоков данных. Один из них связан с непрерывным измерением давления в цилиндре от начала сгорания до его окончания, цикл за циклом при работающем двигателе. Задержите эту мысль на мгновение.

Мы также уделили некоторое место в этой колонке, говоря о качестве воздушно-топливной смеси, как и о качестве впускного воздушного потока. В частности, мы отметили, что от цикла к циклу (в любом заданном цилиндре) возможно разное качество заряда воздуха/топлива в зависимости от эффективности смешивания топлива с воздухом. По сути, мы обсуждали разделение воздуха и топлива и то, как это может повлиять на диапазон размеров капель топлива. Из-за проблем, связанных с плохим смешиванием воздуха и топлива, общее рабочее давление в цилиндре может варьироваться, о чем свидетельствуют изменения крутящего момента коленчатого вала.

Суть в снижении мощности. Именно эти изменения давления в рабочем цилиндре от цикла к циклу можно определить как «циклическую дисперсию». Интересно, что анализ выхлопных газов на несгоревшее топливо (уровни углеводородов или углеводородов) помог подтвердить то, что колебания давления в цилиндрах предполагали как потерю мощности из-за плохого смешения или сгорания воздушно-топливных зарядов. Другими словами, поскольку воздух и топливо имеют тенденцию разделяться (либо во время впускного цикла, либо во время движения пламени горения, либо в обоих случаях), увеличивается количество несгоревшего топлива, что сопровождается снижением мощности.

Что может вызвать циклическую дисперсию? Из возможных вариантов разделение воздуха и топлива и общее движение смеси в камере сгорания занимают довольно высокое место. И, как и следовало ожидать, эти два условия связаны. Например, хотя в стандартных и гоночных двигателях использовались два основных типа движения (завихрение и кувыркание), их обоих может быть слишком много. Любой из них может быть причиной механического отделения топлива от воздуха где-то на пути времени до сгорания, а также снижения чистого объемного КПД или наполнения цилиндров. И, как обсуждалось ранее, существуют причины разделения, которые могут материализоваться во время впускного цикла не только между цилиндрами двигателя, но и случайным образом, цикл за циклом, в отдельных цилиндрах.

Учитывая природу того, как может развиваться циклическая дисперсия, не требуется большого воображения, чтобы понять, что двигатель, оснащенный карбюратором, может быть более проблематичным, чем двигатель с последовательным многоточечным электронным впрыском топлива (MPEFI). Даже EFI «пакетного типа» (топливо подается на четыре цилиндра одновременно в конфигурации V-8, например), по-видимому, обеспечивает снижение циклической дисперсии больше, чем компоновка карбюратора и обычные проблемы с мокрым потоком, которые могут возникнуть. между ним и камерой сгорания. На самом деле, данные о давлении в цилиндрах, которые я видел, сравнивая карбюраторные двигатели с двигателями с EFI, ясно показывают уменьшение как общих циклических моделей дисперсии, так и для отдельных цилиндров от цикла к циклу.

Кроме того, если мы сосредоточимся на том, как мощность может быть снижена с помощью так называемых «типичных» условий циклической дисперсии, данные показывают процент снижения мощности в диапазоне 5-8 процентов. Таким образом, просто уменьшив это условие, при том же количестве потребляемого топлива можно увеличить мощность на этот процент. Перевод? Уменьшение циклической дисперсии может привести к повышению эффективности сгорания, что приводит к увеличению крутящего момента коленчатого вала. Это означает большую мощность.

Здесь есть еще одно небольшое замечание, подтверждающее, почему уменьшение циклической дисперсии — это хорошо. Заядлые изучающие двигатели внутреннего сгорания скажут вам, что циклическая дисперсия почти гарантирует, что в зазоре свечи зажигания будет другая топливно-воздушная смесь при каждом цикле зажигания. Иногда, в зависимости от степени состояния (упрощенно), заряд воздуха/топлива будет богатым, а иногда обедненным. Остаточные побочные продукты сгорания, отделенное топливо или условия турбулентности в камере сгорания могут повлиять на то, что видит свеча во время сгорания.

Независимо от того, что мы будем называть качеством начального сгорания (пламени) и скоростью, с которой оно пересекает пространство сгорания, влияет соотношение воздух/топливо в зазоре свечи зажигания при зажигании. Несмотря на то, что сам процесс сгорания создает некоторую турбулентность (в начале горения), которая подавляется последующей активностью по мере продолжения пламени, циклическое рассеивание может повлиять на скорость начального сгорания и чистое давление в цилиндре. Все это возвращает нас к измерению давления в цилиндрах, чтобы определить степень проблемы.

Хотя это несколько преувеличено для целей обсуждения, обратите внимание на прилагаемую иллюстрацию. Хотя это и не взято непосредственно из кривой испытания давления/угла поворота коленчатого вала, оно иллюстрирует, как пиковое рабочее давление в цилиндре (чистый крутящий момент) может изменяться в зависимости от циклической дисперсии. Как ранее обсуждалось и иллюстрировалось в этой колонке, пиковое давление обычно возникает немного после ВМТ рабочего такта и изменяется пропорционально частоте вращения коленчатого вала. В любом случае схема иллюстрирует взаимосвязь между пиковыми рабочими давлениями и углами поворота коленчатого вала в зависимости от циклической дисперсии.

Методы, которые мы обсуждали ранее, связаны со способами улучшения качества подачи воздуха/топлива, особенно для двигателей, оснащенных карбюратором. На самом деле, если вы задумаетесь об этом, мы, которые работали или разрабатывали детали для двигателей с карбюраторами, долгое время были сосредоточены на том, чтобы иметь дело с плохим качеством смеси и связанными с этим компромиссами, которые приводят к снижению мощности. Такова природа зверя. Однако с появлением EFI и того, как эта технология предлагает явную возможность уменьшить циклическую дисперсию и ее негативное влияние на характеристики двигателя, органам, санкционирующим автоспорт, остается только шагнуть в современность и разрешить (возможно, даже потребовать) эту концепцию использоваться.

Некоторые разработки двигателей для кольцевых трасс уже совершенствуют то, как EFI может перейти в эту категорию гонок, решая проблемы, которые в противном случае могли бы вызвать беспокойство. Одним из них является то, как бороться с системами подачи топлива под высоким давлением и возможностью возгорания на борту, когда гоночные автомобили попадают в аварии.

Учитывая новаторский и творческий потенциал, исторически изобилующий сообществом разработчиков запчастей для автоспорта, будут решения этой и подобных проблем. Дело в том, что проблемы, связанные с обработкой топливно-воздушных зарядов в двигателях, оснащенных карбюраторами, могут быть существенно решены за счет включения способов, которые OEM-производители учитывают как требования по сокращению выбросов, так и требования к экономии топлива для дорожных транспортных средств. EFI, помимо каких-либо проблем с связанной электроникой, представляет собой четкий путь к решению некоторых основных проблем с двигателем внутреннего сгорания, включая те, которые поворачивают влево, вправо или их комбинацию. Циклическая дисперсия — это только одна проблема, которую необходимо уменьшить.

Страницы трендов

• Лучшие электромобили — самые популярные модели электромобилей

• Сколько стоит Tesla? Вот разбивка цен

• Лучшие гибридные автомобили — лучшие модели гибридных автомобилей

• Каждый электрический внедорожник, который можно купить в США в 2022 году

• Это самые экономичные пикапы 903 903 8

  Это внедорожники с лучшим расходом топлива

Страницы трендов

• Лучшие электромобили — самые популярные модели электромобилей

• Сколько стоит Tesla? Вот разбивка цен

• Лучшие гибридные автомобили — лучшие модели гибридных автомобилей

• Каждый электрический внедорожник, который можно купить в США в 2022 году

• Это самые экономичные пикапы 903 903 8

  Это внедорожники с лучшим расходом топлива

Давление в цилиндрах на холостом ходу (бензин)

Целью данного теста является оценка давления в цилиндрах бензинового двигателя, работающего на холостом ходу, с помощью датчика давления WPS500X.

Как выполнить проверку

1. Отключить систему впрыска топлива и зажигания на проверяемом цилиндре.
2. Подключите полностью заряженный датчик давления WPS500X к PicoScope Channel A.
3. Включите WPS500X и дождитесь завершения самопроверки (светодиодный индикатор будет пролистывать диапазон от 1 до 3 и возвращаться к 1)
4. Снимите свечу зажигания.
5. Соберите компрессионный шланг с подходящим резьбовым переходником и вставьте в отверстие для свечи зажигания.
6. Подсоедините WPS500X к компрессионному шлангу.
7. Свернуть страницу справки. Вы увидите, что PicoScope отобразил образец сигнала и настроен на захват вашего сигнала.
8. Запустите двигатель и дайте ему поработать на холостом ходу.
9. Запустите область для просмотра данных в реальном времени.
10. С вашей осциллограммой на экране остановить прицел.
11. Выключите двигатель.
12. Используйте инструменты Waveform Buffer, Zoom и Measurements для изучения формы сигнала.

Пример сигнала

Примечания к форме волны

Эта заведомо исправная форма волны имеет следующие характеристики:

• 0 бар выражается как относительное давление и указывает на атмосферное давление.
• Первоначально давление в цилиндре ниже атмосферного и составляет от -650 до -700 мбар (что указывает на относительный вакуум в цилиндре).
• Непосредственно перед первым сильным импульсом давления наблюдается небольшое повышение давления примерно на 50 мбар, а затем частичное падение, после чего давление быстро возрастает примерно до 4 бар.
• После пика давление быстро падает до примерно от -650 до -700 мбар, что дает форму импульса давления, симметричную относительно его пика.
• Затем давление повышается примерно до 0 бар (атмосферное давление) в течение длительного периода времени, пока внезапно не упадет обратно до примерно от -650 до -700 мбар.
• Затем шаблон повторяется.

Библиотека кривых

Перейдите к строке раскрывающегося меню в нижнем левом углу окна Библиотеки кривых и выберите Кривая давления в цилиндре .

Дополнительные указания

Датчик давления WPS500X позволяет измерять изменения давления в цилиндрах на протяжении всего цикла двигателя, чтобы получить важные сведения о целостности цилиндров и работе клапанов:

Анализ формы волны

Линейки вращения PicoScope (представлены в виде перетаскиваемого сине-зеленого круга на правом краю временной оси представления ), Линейки (представлены в виде перетаскиваемого белого квадрата на левой границе временной оси представления ) и Функции Zoom существенно помогают при анализе формы волны давления в цилиндре:

• Используйте инструмент Zoom для выбора двух последовательных импульсов формы волны полностью.
• Комплект поворотных линеек для точного выравнивания с пиковым давлением при каждом импульсе.

Поскольку пиковое давление возникает в ВМТ после такта сжатия, соседние пики разнесены на 720° поворота коленчатого вала.

• Нажмите на вторую метку значения Поворотная линейка , чтобы изменить ее с 360° по умолчанию на 720°.
• Щелкните всплывающее меню Rulers и введите 4 в качестве значения Rotation Partition в настройках линейки .

Ваша кривая будет разделена через каждые 180°, чтобы обеспечить визуальную индикацию границ между фазами 4-тактного цикла.

Характеристики формы волны

Обе шкалы времени Линейки и Вращение линеек на оси времени, Легенда линейки показывает как время, так и градусы. Совместив линейки с определенными характеристиками сигнала, можно измерить события фаз газораспределения относительно ВМТ и НМТ (в градусах), чтобы сравнить их с данными производителя.

При захвате двигателя, работающего на холостом ходу, взаимосвязь между характеристиками кривой давления в цилиндрах и событиями, происходящими в двигателе, можно описать следующим образом:

• Повышение давления на 50 мбар и последующее частичное падение до значительный импульс давления, указывающий, что цилиндр герметизирован закрытием впускного клапана.
• Значительный импульс давления, симметричный относительно ВМТ (0°), указывающий на то, что клапаны и поршневые кольца/стенки цилиндра герметичны и при сжатии не вытекает заряд из цилиндра.
• Пониженное пиковое давление по сравнению с измеренным во время проворачивания коленчатого вала (обычно компрессия находится в диапазоне от 6 до 13 бар). Однако двигатель работает на холостом ходу с закрытой дроссельной заслонкой, поэтому объем всасываемого воздуха невелик.
• Постоянное падение давления во время такта расширения, так как не происходит сгорание.
• Углубление при движении такта расширения к НМТ, указывающее на то, что цилиндр остается герметичным.
• Увеличение давления от отрицательного пика обратно к 0 бар непосредственно перед НМТ (180° после ВМТ), указывающее на открытие выпускного клапана.
• Примерно постоянное атмосферное давление, когда поршень проходит фазу такта выпуска (от 180° до 360° после ВМТ). Повышение давления здесь указывает на ограничение выхлопа.
• Снижение давления в диапазоне от -650 мбар до -750 мбар через некоторое время после ВМТ, указывающее на открытие впускного клапана и на то, что поршень совершает цикл впуска. Точный угол поворота коленчатого вала, при котором происходит это событие, зависит от периода перекрытия клапанов вашего двигателя.
• Длительный период относительно постоянного давления ниже атмосферного, когда поршень проходит фазу хода впуска (от 360° до 540° после ВМТ). Отклонения здесь указывают на проблемы с потреблением.
• Еще раз небольшое повышение давления, с последующим частичным падением и т.д.

Когда две линейки размещены на оси времени, легенда частоты указывает эквивалентную частоту цикла, рассчитанную на основе периода времени (дельта) между линейками. Частота отображается в герцах и оборотах в минуту. Следовательно, если линейки расположены на 0° и 360°, значение RPM указывает на скорость холостого хода двигателя (которая в этом тесте, вероятно, снижена из-за неактивного цилиндра).

Примечание

Фактическое давление зависит от двигателя и условий испытаний. Принимайте решения о значении давления только на основе сравнения с данными производителя.

GT785-EN

Отказ от ответственности
Этот раздел справки может быть изменен без уведомления. Информация внутри тщательно проверяется и считается достоверной. Эта информация является примером наших исследований и выводов и не является окончательной процедурой.
Pico Technology не несет ответственности за неточности. Каждое транспортное средство может быть разным и требует уникального теста
настройки.

Подходящие аксессуары

Помогите нам улучшить наши тесты

Мы знаем, что наши пользователи PicoScope умны и креативны, и мы будем рады получить ваши идеи по улучшению этого теста. Нажмите кнопку Добавить комментарий , чтобы оставить свой отзыв.

Добавить комментарий

Механические испытания двигателя с использованием датчика давления в цилиндре

В статье «Механические испытания двигателя: хорошо, лучше и лучше» в июне 2018 г. я поделился двумя фундаментальными механическими испытаниями двигателя, выполненными с применением: относительная компрессия при проворачивании коленчатого вала и впуск при проворачивании коленчатого вала. вакуум. Итак, сегодня давайте сделаем еще один шаг вперед.

Пожалуйста, имейте в виду, что цель всех этих механических испытаний двигателя состоит не только в том, чтобы определить наличие механической проблемы, но и в том, чтобы определить, в чем проблема, без разборки двигателя для визуального осмотра, который требует очень много времени и сил. может привести к ситуации, когда владелец автомобиля может отказаться от ремонта, но теперь транспортное средство больше нельзя эксплуатировать, если двигатель не собран. Я уверен, что многие из нас были на этом пути, и я предпочитаю избегать его.

 Сначала позвольте мне классифицировать типы проблем, которые могут возникнуть до начала тестирования, и проблемы, которые будут обнаружены в ходе этих тестов. Современные двигатели могут страдать от любой из следующих проблем: проблемы с уплотнением цилиндров, вызывающие потерю компрессии, неправильные фазы газораспределения из-за неисправных систем кулачкового привода, неправильная синхронизация зажигания, смещенные или несинхронизированные сигналы датчика вращения двигателя, ограничения впускного тракта, ограничения выпускного тракта и проблемы с дыханием от банка к банке — все это можно отследить. вниз с помощью этих тестов. Хотя у меня есть документация по всем этим вопросам, и я мог бы заполнить всю эту информацию небольшим учебником, подробное обсуждение каждой проблемы выходит за рамки этой статьи. Я намерен подогреть ваш аппетит, чтобы вы вложили средства в инструменты, необходимые для выполнения этих тестов, и начали использовать их в своей диагностической программе. Есть много отличных учебных курсов по этому предмету, и потребуются дальнейшие исследования, чтобы освоить это тестирование, но мы должны с чего-то начать, поэтому давайте начнем сейчас.

Начните с самого начала
Для начала у вас должен быть осциллограф и датчик давления, а также набор шлангов для проверки компрессии для различных свечей зажигания, используемых во многих двигателях, представленных на рынке. Первое, о чем следует помнить, это то, что при использовании преобразователя в тестовом шланге не должно быть клапана Шредера! Если у вас есть набор для измерения компрессии в виде манометра с набором шлангов, вы можете использовать эти шланги, но обязательно снимите клапан Шредера при использовании преобразователя. Клапан Шредера является причиной того, что механический манометр создает давление и показывает компрессионные затяжки или импульсы, но это не то, как создается давление в цилиндре, и вы увидите, что импульсы давления, показанные на осциллографе, одинаковы для нормального двигателя во время запуска. .

Мы не будем уделять слишком много внимания первому или последнему импульсу в формируемой датчиком кривой сжатия, потому что вы не знаете, где находился поршень, когда двигатель начал вращаться или перестал вращаться. Если пики давления при запуске меняются во время теста, мы уже обнаружили проблему, которую обычный датчик никогда не сможет нам показать! Последовательность проверки давления в цилиндрах должна состоять из проверки запуска двигателя сначала, а затем проверки работы двигателя с резким срабатыванием дроссельной заслонки, чтобы можно было проанализировать различные проблемы, упомянутые выше. Вы должны предотвратить запуск двигателя во время проверки проворачивания коленчатого вала, предпочтительно путем удаления топлива. Во время некоторых тестов также потребуется определение масштаба события возгорания.

Две кривые давления запуска будут показаны для иллюстрации нормальной кривой и проблемного автомобиля. Первая кривая показывает нормальное давление сжатия 4-цилиндрового двигателя Honda, показанного на рисунке 1. Обратите внимание, что первое событие сжатия низкое из-за того, что поршень находится где-то выше нижней мертвой точки, когда двигатель начал проворачиваться, но все последующие события сжатия при том же давлении 175psi (рис. 2). У этого двигателя был подтекающий выпускной клапан в цилиндре № 2, и при испытаниях компрессия при проворачивании коленчатого вала составляла всего 149.фунтов на квадратный дюйм — ниже 15-процентного отклонения, которое считается максимальным отклонением на автомобиле OBDII с обнаружением пропусков зажигания.

Следующая кривая показывает несколько хороших импульсов сжатия, а затем полную потерю сжатия в цилиндре (рис. 3). Этот двигатель грузовика GM 5.3 V8 имел пропуски зажигания в цилиндре № 3. Компрессию проверили манометром, и техник сказал, что компрессия одинаковая во всех цилиндрах на этом ряду. Это тот же самый грузовик, который обсуждался в моей июньской статье, и проблема заключалась в сломанной пружине клапана. Эта проблема не может быть решена при испытании на сжатие при проворачивании двигателя с датчиком! Если двигатель прокручивается не менее 10 секунд, а пики сжатия изменяются более чем на несколько фунтов на квадратный дюйм, то, вероятно, присутствуют проблемы с уплотнением клапана.

Рисунок 3 — Эта кривая сжатия при проворачивании показывает первые два импульса при 165 фунтов на квадратный дюйм, третий импульс на 75 фунтов на квадратный дюйм и все остальные импульсы на 4 фунта на квадратный дюйм. Виновником является сломанная пружина клапана. Поскольку в измерителе компрессии манометрического типа используется шланг с клапаном Шредера, который улавливает давление, манометр показал примерно то же значение, что и другие цилиндры.

Время решает все

Следующий пункт, который я хотел бы упомянуть, это синхронизация зажигания и фаз газораспределения. Сегодня у многих технических специалистов нет быстрого и надежного способа проверки синхронизации на большинстве двигателей. Метки опережения зажигания в основном ушли в прошлое, и лишь немногие техники имеют рабочий индикатор времени. Если машина не заводится или не хватает мощности, как устранить проблему с синхронизацией как проблему и сделать это быстро? Ответ заключается в сравнении события воспламенения с событием давления в цилиндре того же цилиндра с использованием двух каналов осциллографа и датчика давления (рис. 4).

Недавно я посмотрел на Toyota Highlander 3.3 V6 2004 года, которую другой магазин пытался диагностировать, диагностируя жалобу на недостаток мощности. Во время тестового вождения казалось, что автомобиль трогается с места на третьей передаче, но трансмиссия не имеет кодов и переключается между передачами. Задаваясь вопросом о возможной проблеме с гидротрансформатором, я решил убедиться, что время на двигателе правильное, и обнаружило проблему. Синхронизация была сильно задержана из-за рифленой звездочки зубчатого ремня коленчатого вала, которая также имеет триггерное колесо датчика кривошипа, отлитое в звездочку. Этот метод выявил множество подобных проблем и представляет собой простой тест для проверки очень важных отношений, которые слишком часто принимаются как должное, поскольку время больше не регулируется.

Рис. 4. Эта кривая зависимости момента зажигания была получена на автомобиле Toyota с двигателем 3,3 V6 при слабом тормозном моменте. Вращательные линейки прицела используются для измерения сигнала зажигания и показывают импульс зажигания синим цветом, возникающий при 14 ATDC. Это означает, что синхронизация отстает примерно на 22 градуса, потому что PID синхронизации сканирующего прибора показывал 8 градусов до ВМТ.

Некоторые читатели могут подумать, что это расширенный диагностический тест, который будет использоваться только в редких случаях, но это не так. Соседний магазин отбуксировал VW CC 2010 года выпуска, на котором они застряли. Значительное время было потрачено на попытки диагностировать отсутствие запуска двигателя на этом турбодвигателе 2.0 GDI без каких-либо ответов. После проверки нескольких основных моментов была захвачена и проанализирована кривая запуска двигателя. Форма сигнала быстро указала на то, что я буду называть ограничением пути выхлопа (рис. 5). Линейки размаха показывают 4-тактный цикл, и в точке, где заканчивается такт выпуска и начинается такт впуска, имеется импульс высокого давления, который составляет 117 фунтов на квадратный дюйм (рис. 6). Это вызвано тем, что выпускной кулачок выдвигается почти на 90 градусов из-за перескока цепи ГРМ. Я укажу, что старые двигатели, которые перескакивали во времени, обычно приводили к запаздыванию распределительных валов, но современный двигатель с их сложными механизмами привода распределительного вала может иметь кулачки, которые прыгают и в конечном итоге перемещаются вперед или назад. Несвоевременные выпускные кулачки очень мало влияют на компрессию в цилиндрах. Когда впускной кулачок выходит из строя, это сильно влияет на компрессию, замедленные кулачки снижают компрессию, а продвинутые кулачки увеличивают компрессию. При проверке любого V-образного или оппозитного двигателя с двумя рядами цилиндров, если компрессия одного ряда отличается от другой, вы должны немедленно заподозрить синхронизацию распределительного вала. Усовершенствованные впускные кулачки — причина, по которой двигатель может иметь слишком большую компрессию, если измеренная компрессия превышает технические характеристики, подозревайте усовершенствованный впускной кулачок, возможно, из-за неправильной установки, перескока цепи или зависания узла фазовращателя.

Рисунок 5 — Этот тест на сжатие при проворачивании двигателя VW 2.0 выглядит странно из-за того, что похоже на двойное сжатие. Форма сигнала будет увеличена для более детального рассмотрения.

Рисунок 6 — Это классическая форма волны для того, что следует называть ограничением пути выхлопа. Давление на такте выпуска должно быть таким же, как атмосферное давление, которое будет нулевой точкой на шкале формы волны. Это было вызвано усовершенствованным выпускным кулачком, который мешал запуску двигателя.

Если этот импульс давления выхлопных газов был замечен только на одном цилиндре, ожидайте изношенного кулачка или забитой направляющей выпускного коллектора. Засоренный каталитический нейтрализатор может генерировать аналогичную форму волны, но ожидать, что повышение давления начнется раньше из-за того, что датчик видит давление в коллекторе, как только открывается выпускной клапан. Я упомяну здесь, что некоторые последние модели двигателей DOHC, которые фазируют оба распредвала, могут не иметь перекрытия клапанов, когда кулачки не сфазированы, и могут создавать импульс давления в конце такта выпуска, и это может быть нормальным явлением. Должно быть ясно, что проверка давления в цилиндрах — отличный способ измерить противодавление выхлопных газов! Почти всегда проще снять свечу зажигания, чем датчик кислорода для измерения противодавления выхлопных газов.

На рабочем сжатии

Все до этого момента было тестами запуска, но как только мы запустим двигатель, будет представлено немного больше информации. Давайте взглянем на бегущую волну сжатия и укажем, что она нам показывает. Мы рассмотрим базовый четырехтактный цикл (рис. 7), начиная с рабочего такта и продолжая оттуда. Помните, что мы наблюдаем изменение давления в цилиндре, когда поршень перемещается вверх и вниз в цилиндре коленчатым валом, в цилиндре нет сгорания, поэтому мы называем первое событие тактом расширения, а не рабочим тактом. Существуют две основные причины изменения давления в отображаемом сигнале: изменение направления поршня или событие клапана (клапан открывается или закрывается). Как только вы поймете базовый 4-тактный цикл и то, что представляет собой форма волны, можно будет сгенерировать довольно мощную диагностику.

Следующий сигнал был получен на Dodge Challenger 2010 года с жалобой на код пропуска зажигания и легким тиканьем двигателя. Диагностический прибор показывал пропуски зажигания в цилиндре №3, а иногда их не было вовсе. Относительная компрессия и вакуумные тесты запуска выглядели нормально. Была очень небольшая коррекция корректировки подачи топлива, поэтому она не была связана с форсункой. Было решено провести тест в цилиндре после того, как заметили аномалию в форме волны работающего вакуума. Всегда полезно захватить форму сигнала с заведомо исправного цилиндра для сравнения с проблемным цилиндром. После тестирования цилиндра № 1 (рис. 8) датчик был перемещен в проблемный цилиндр.

Кривая цилиндра № 1 показывает рост давления в кривой вакуума, которая находится прямо перед пиком сжатия, это будет событие вакуума для цилиндра № 3. Когда преобразователь подключен к цилиндру №3, проблема очевидна (Рисунок 9).). На графике видно, что рост вакуумметрического давления совпадает с местом открытия впускного клапана. Форма сигнала в цилиндре показывает импульс давления 23 фунта на квадратный дюйм в конце такта выпуска, что не является нормальным. Когда впускной клапан открывается, это захваченное давление сбрасывается во впускной коллектор, и его можно увидеть с помощью датчика давления на впуске. Курсоры формы волны измеряют разницу между открытием и закрытием выпускного клапана на 168 градусов, что намного меньше, чем нормальная продолжительность была бы на кулачке кулачка в Hemi! Этот двигатель имеет изношенный выступ выпускного кулачка на цилиндре № 3 и нуждается в кулачке и подъемниках. На фото (рис. 10) видно повреждение распределительного вала после снятия.

Устранена еще одна осечка Hemi

Следующим проблемным автомобилем является пикап Dodge Ram 2011 года с еще одним двигателем Hemi 5. 7. Этот грузовик отлично работает на холостом ходу, но дает осечки при резком ускорении. Обычная замена деталей не помогла решить проблему, свеча зажигания, катушка зажигания и топливная форсунка были испробованы безрезультатно. Грузовик движется, и только цилиндр № 1 пропускает зажигание под нагрузкой. Проверка относительной компрессии показывает, что в цилиндре №1 компрессия несколько выше (рис. 11).

Увидев повышенную компрессию в цилиндре №1 и зная, что это проблемный цилиндр, выполняется проверка рабочей компрессии. Результат весьма показательный. Исправный цилиндр (рис. 12) будет сравниваться с проблемным цилиндром.

.

Рисунок 12 — Показана работающая проверка компрессии в цилиндре №3 с резкой задержкой газа. Это заведомо исправный цилиндр

Рисунок 13 — Этот увеличенный снимок теста на сжатие при проворачивании цилиндра № 3 измеряет точку закрытия впускного клапана, которая происходит на такте сжатия.

В исправном цилиндре пик сжатия во время резкого открытия дроссельной заслонки достигает более 330 фунтов на квадратный дюйм, а впускной клапан закрывается на 45 градусов после нижней мертвой точки (Рисунок 13). Сравнение того же теста с цилиндром № 1 показывает пиковое сжатие во время щелчка всего при 287 фунтов на квадратный дюйм (рис. 14) и впускной клапан, закрывающийся при 20 градусах после нижней мертвой точки (рис. 15).

Рисунок 14 — Проверка компрессии в проблемном цилиндре, показывающая более низкую пиковую компрессию во время резкого открытия дроссельной заслонки.

Рисунок 15 — Увеличенная кривая сжатия при проворачивании коленчатого вала, показывающая точку раннего закрытия впускного клапана.

Раннее закрытие впускного клапана и снижение пикового давления в цилиндре во время резкого открытия дроссельной заслонки иллюстрируют износ кулачка впускного распределительного вала, вызывающий ограничение пути впуска. Давление в цилиндре зависит от воздушного потока и эффективной степени сжатия, которая определяется точкой, в которой впускной клапан закрывается, чтобы можно было создать давление. Когда впускной клапан закрывается раньше, чем обычно, эффективная степень сжатия увеличивается и вызывает более высокие значения сжатия. На этом этапе должно быть ясно, что механические проблемы двигателя не могут остаться незамеченными при использовании тестов, проведенных в этой статье. Как только эти тесты будут выполнены, ваша точность в определении механических проблем двигателя будет точной, не требуя разборки двигателя.

Характеристики давления в цилиндрах дизельных двигателей с турбонаддувом и без наддува

%PDF-1.7
%
1 0 объект
>
>>
эндообъект
6 0 объект
/CreationDate (D:20150217124326+05’30’)
/Создатель (Эльзевир)
/CrossMarkDomains#5B1#5D (sciencedirect. com)
/CrossMarkDomains#5B2#5D (elsevier.com)
/CrossmarkDomainExclusive (истина)
/CrossmarkMajorVersionDate (23 апреля 2010 г.)
/ElsevierWebPDFSpecifications (6.4)
/ModDate (D:20150217125507+05’30’)
/Производитель (Acrobat Distiller 10.0.0 \(Windows\))
/ Тема (Процедиа Инжиниринг, 100 \(2015\) 350-359. doi:10.1016/j.proeng.2015.01.378)
/Title (Данные характеристики цилиндров дизельных двигателей с турбонаддувом и без наддува)
/doi (10.1016/j.proeng.2015.01.378)
/роботы (без индекса)
>>
эндообъект
2 0 объект
>
ручей
application/pdf10.1016/j.proeng.2015.01.378

Procedia Engineering, 100 (2015) 350-359. doi:10.1016/j.proeng.2015.01.378

журналProcedia Engineering© 2015 Выставка авторов Опубликовано Elsevier B.V. Все права защищены.1877-705810020152015350-35935035910.1016/j.proeng.2015.01.378http://dx.doi.org/10.1016/j.proeng.2015.01.3782010-04-23true10.1016/j.proeng.2015.01.378

6.410.1016/j.proeng.2015.01.378noindex2010-04-23truesciencedirect.comelsevier.com

Elsevier2015-02-17T12:55:07+05:302015-02-17T12:43:26+05:302015-02-17T12:55:07+05:30TrueAcrobat Distiller 10.0.0 (Windows)uuid:846e739f-0129-47e0-98da-277ef3992007uuid:784f3d5d-2c15-4b52-83ca-481067e8fc84

конечный поток
эндообъект
3 0 объект
>
эндообъект
4 0 объект
>
эндообъект
5 0 объект
>
эндообъект
7 0 объект
>
/ExtGState >
/Шрифт >
/ProcSet [/PDF /текст /ImageB]
/Свойства >
/XОбъект >
>>
/Повернуть 0
/TrimBox [0 0 544,252 742,677]
/Тип /Страница
>>
эндообъект
8 0 объект
>
эндообъект
90 объект
>
/ExtGState >
/Шрифт >
/ProcSet [/PDF /текст]
>>
/Повернуть 0
/TrimBox [0 0 544,252 742,677]
/Тип /Страница
>>
эндообъект
10 0 объект
>
/ExtGState >
/Шрифт >
/ProcSet [/PDF /текст]
>>
/Повернуть 0
/TrimBox [0 0 544,252 742,677]
/Тип /Страница
>>
эндообъект
11 0 объект
>
/ExtGState >
/Шрифт >
/ProcSet [/PDF /текст /ImageC]
/XОбъект >
>>
/Повернуть 0
/TrimBox [0 0 544,252 742,677]
/Тип /Страница
>>
эндообъект
12 0 объект
>
/ExtGState >
/Шрифт >
/ProcSet [/PDF /текст]
>>
/Повернуть 0
/TrimBox [0 0 544,252 742,677]
/Тип /Страница
>>
эндообъект
13 0 объект
>
/ExtGState >
/Шрифт >
/ProcSet [/PDF /текст]
>>
/Повернуть 0
/TrimBox [0 0 544,252 742,677]
/Тип /Страница
>>
эндообъект
14 0 объект
>
/ExtGState >
/Шрифт >
/ProcSet [/PDF /текст]
>>
/Повернуть 0
/TrimBox [0 0 544,252 742,677]
/Тип /Страница
>>
эндообъект
15 0 объект
>
/ExtGState >
/Шрифт >
/ProcSet [/PDF /текст /ImageC]
/XОбъект >
>>
/Повернуть 0
/TrimBox [0 0 544,252 742,677]
/Тип /Страница
>>
эндообъект
16 0 объект
>
/ExtGState >
/Шрифт >
/ProcSet [/PDF /текст /ImageC /ImageI]
/XОбъект >
>>
/Повернуть 0
/TrimBox [0 0 544,252 742,677]
/Тип /Страница
>>
эндообъект
17 0 объект
>
/ExtGState >
/Шрифт >
/ProcSet [/PDF /текст]
>>
/Повернуть 0
/TrimBox [0 0 544,252 742,677]
/Тип /Страница
>>
эндообъект
18 0 объект
>
эндообъект
19qs

Общие | давление в цилиндрах газовых двигателей | Практик-механик

Билл D

Алмаз

• 13 июня 2009 г.

• #1

немного не по теме Я знаю, что давление сжатия в двигателе составляет 100-200 фунтов на квадратный дюйм, понятия не имею о дизелях, так сколько давления в цилиндре при работающем двигателе? Я никогда не находил хороших цифр для фактически работающих давлений.
Я видел по телевизору кое-что о маленьком фургончике, который работал на сжатом воздухе, кажется, на французском языке. Идея аналогична аккумуляторной машине, но гораздо быстрее заправляется. Я знаю, что они делали «паровые» двигатели, в которых не было огня, только воздух или пар в котле для заводского использования, где открытое пламя было небезопасно.
Билл Д.

А_Пмех

Нержавеющая сталь

• #2

Мне кажется, вы хотите знать Среднее эффективное давление в тормозной системе

Это должно объяснить, как оно меняется и как его рассчитать:

http://www.epi-eng.com/piston_engine_technology/bmep_performance_yardstick.htm

Это отправная точка. Фактическое давление в цилиндрах значительно выше, поскольку двигатели не лишены трения, и для сжатия горючей смеси перед воспламенением требуется значительная мощность.

Дэйв Д

Горячекатаный

• #3

Билл, для грубых расчетов я полагаю, что среднее давление обычно примерно в 3 раза превышает давление сжатия. Очевидно, что другие переменные будут влиять на это. Если вы выполните поиск локомотивов на сжатом воздухе на форуме антикварной техники на этом сайте, вы найдете сообщения / изображения шахтных локомотивов с пневматическим двигателем, давление воздуха вверх по холму и, в основном, гравитацию вниз, очень круто. Вот если бы я работал на вершине холма Дейв

Хдпг

Нержавеющая сталь

• 13 июня 2009 г.

• #4

Давление в цилиндре в такте сжатия, приблизительный максимум при полностью открытой дроссельной заслонке, когда двигатель едва движется, представляет собой степень сжатия, умноженную на атмосферное давление; 8 : 1 дает что-то вроде 130 фунтов на квадратный дюйм; дизель в соотношении 24 : 1 примерно в три раза больше.

«Приблизительно» и «примерно» необходимы, потому что цилиндр не обязательно наполняется до давления в одну атмосферу, и, конечно же, не на частичном дросселе на газовом двигателе, поэтому фактическое давление всегда будет ниже, чем на дизельном двигателе. сжатый воздух нагревается из-за сжатия, что может увеличить давление выше теоретического, рассчитанного на основе степени сжатия.

Пиковое давление в обоих двигателях может достигать многих сотен фунтов на квадратный дюйм, я думаю, что дизельные могут достигать тысяч, но они существуют только в течение короткого периода времени.

Колеса Тома

Титан

• 13 июня 2009 г.

• #5

Давление в бензиновом двигателе после запуска составляет 1200 фунтов на квадратный дюйм+, дизельные двигатели начинаются с 2000 фунтов на квадратный дюйм и выше. Информация из колледжа 40-летней давности. Скорее всего, они не уменьшились.

ДэйвE907

Титан

• 13 июня 2009 г.

• #6

Насколько я понимаю, вас интересует пиковое давление в цилиндре, а не среднее эффективное давление в тормозной системе. Здесь есть хорошее обсуждение этой темы для двигателей SI и CI:

http://www.eng-tips.com/viewthread.cfm?qid=215499&page=7

Двигатели разработки обычно оснащены приборами для непосредственного измерения давления в цилиндре.

Тонитн36

Алмаз

• 13 июня 2009 г.

• #7

Пиковое давление в автомобильных бензиновых двигателях обычно находится в диапазоне от 7 до 10,5 МПа (1015-1523 фунтов на кв. дюйм). Двигатели разработки теперь намного выше, но мне не разрешено говорить, что это такое. Я не знаю, какие дизели ходят сейчас навскидку, но за последние несколько лет она значительно увеличилась и будет продолжать расти в будущем. Дошло до того, что внутренние компоненты цилиндров теперь облагают налогом науку о материалах.

Карл Дарнелл

Титан

• 13 июня 2009 г.

• #8

А я думал, что степень сжатия понизили из-за выхлопа и бензина с более низким октановым числом. Хм, так теперь они поднимают comp ratio.

Время

Нержавеющая сталь

• 13 июня 2009 г.

• #9

Исходя из вашего первоначального вопроса, похоже, что вы рассматриваете возможность запуска двигателя на сжатом воздухе.
Я помню экспериментальный автомобиль, который для движения подключали к баллонам со сжатым воздухом. Я видел его только один раз по телевизору и больше никогда о нем не слышал. Я помню, что они пустили выхлоп двигателя в машину и использовали его для переменного тока!
Кажется, что объем сжатого воздуха с поршнем в ВМТ был бы небольшим и преобразовать распределитель в переключатели для включения и выключения воздуха было бы просто. Компрессию можно повысить сальниками вместо колец при снятии тепла.

Билл D

Алмаз

• 13 июня 2009 г.

• #10

Помню, лет десять назад мой племянник купил игрушечный самолетик. Корпус был из жесткого пластика, который накачивался воздухом. затем переверните клапан поршневого двигателя, и он полетит. Я помню водяные ракеты, я думаю, ответственность убила их.
Билл Д.

Тонитн36

Алмаз

• 13 июня 2009 г.

• #11

Карл Дарнелл сказал:

А я думал степень сжатия понизили из-за токсичности выхлопа и бензина с более низким октановым числом. Хм, так теперь они поднимают comp ratio.

Нажмите, чтобы развернуть…

Новые двигатели GDI (Gasoline Direct Injection) могут работать со значительно более высокой степенью сжатия, чем обычные двигатели с портом или центральным впрыском. Когда вы непосредственно впрыскиваете бензин в камеру сгорания, внутри цилиндра возникает огромный охлаждающий эффект, поскольку топливо поглощает значительную энергию для испарения. Кроме того, большая часть топлива испаряется, что приводит к значительному уменьшению количества капель сырого топлива, остающихся в цилиндре при воспламенении.

Первый пункт, охлаждение, напрямую влияет на то, насколько допустимо сжатие до того, как преждевременное зажигание станет проблемой, поскольку преждевременное зажигание в основном связано с горячими точками внутри камеры сгорания.
Второй элемент, испарение, приводит к значительному сокращению выбросов, основной причиной которых является сырое несгоревшее топливо.
Дополнительным преимуществом является то, что для эффективного сгорания требуется меньше топлива, поскольку большая часть топлива находится в сгораемом состоянии, что способствует экономии топлива.

Последнее редактирование: 14 июня 2009 г.

9100

Алмаз

• 13 июня 2009 г.

• #12

Hdpg сказал:

Давление в цилиндре от такта сжатия, приблизительное максимальное значение при полностью открытой дроссельной заслонке, когда двигатель едва движется, представляет собой степень сжатия, умноженную на атмосферное давление; 8 : 1 дает что-то вроде 130 фунтов на квадратный дюйм; дизель в соотношении 24 : 1 примерно в три раза больше.

Нажмите, чтобы развернуть…

На самом деле, давление немного выше, чем это. Вы сжимаете адиабатически, более или менее, поэтому воздух нагревается, что повышает давление. Вся картина намного сложнее, чем может показаться. Если он хочет запустить двигатель на сжатом воздухе, у него не будет давления подачи на протяжении большей части хода, если только он не хочет тратить большую часть энергии впустую. Наилучшая эффективность зависит от расширения газа, чтобы он заканчивал ход при атмосферном давлении. Паровые двигатели оснащены индикаторами, которые отображают давление в течение хода. Некоторые турбины фактически выбрасывают газ при давлении ниже атмосферного, потому что они работают против вакуума, создаваемого конденсатором, а не атмосферой.

Простой ответ, как говорит Тонитн, от 1000 до 1500 PSI. Оттуда вы должны указать гораздо больше деталей.

Билл

Хдпг

Нержавеющая сталь

• 13 июня 2009 г.

• №13

9100 сказал:

На самом деле, давление несколько выше….Счет

Нажмите, чтобы развернуть…

Отсюда моя квалификация с «приблизительным» и «около».

Использование простого бензинового двигателя в качестве двигателя на сжатом воздухе было бы ужасно неэффективным.

Билл D

Алмаз

• 13 июня 2009 г.

• №14

Спасибо за ответы, ребята. Никаких реальных планов что-либо делать, просто было интересно узнать об износе цилиндров/колец воздушного компрессора и двигателя.
Билл Д.

Прогноз давления в цилиндрах двигателя HCCI с использованием глубокого обучения | Китайский журнал машиностроения

• Исходная статья
• Открытый доступ
• Опубликовано: 05 января 2021 г.

• Халит Яшар
  ORCID: orcid.org/0000-0002-1863-5085 ¹ ,
• Gültekin Çağıl ² ,
• Orhan Torkul ² &
• …
• Merve Şişci ²  

Китайский журнал машиностроения
том 34 , Номер статьи: 7 (2021)
Процитировать эту статью

• 1567 доступов

• 4 Цитаты

• 1 Альтметрика

• Сведения о показателях

Abstract

Испытания двигателя требуют больших затрат и времени при разработке нового двигателя внутреннего сгорания. Поэтому большое значение имеет прогнозирование характеристик двигателя с высокой точностью с использованием искусственного интеллекта. Таким образом, можно снизить затраты на испытания двигателей и ускорить процесс разработки двигателей. Глубокое обучение — это эффективный метод искусственного интеллекта, который показывает высокую эффективность во многих областях исследований благодаря своей способности изучать скрытые функции высокого уровня в выборках данных. В настоящей статье описывается метод прогнозирования давления в цилиндре двигателя с воспламенением от сжатия с однородным зарядом (HCCI) для различных коэффициентов избытка воздуха с использованием глубокой нейронной сети, которая является одним из методов глубокого обучения и основана на искусственной нейронной сети (ИНС). ). Результаты глубокого обучения сравнивались с ИНС и экспериментальными результатами. Результаты показывают, что разница между экспериментальными результатами и результатами Deep Neural Network (DNN) составляет менее 1%. Наилучшие результаты были получены методом Deep Learning. Давление в баллоне прогнозировалось с максимальной точностью 97,83% от экспериментального значения при использовании ИНС. С другой стороны, значение точности было увеличено до 99,84% с использованием DNN. Эти результаты показывают, что метод DNN можно эффективно использовать для прогнозирования давления в цилиндрах двигателей внутреннего сгорания.

Введение

Среди технологий искусственного интеллекта глубокое обучение рассматривается как движущая сила обобщения и развития технологий [1]. В целом технология Deep Learning — это сложная технология, основанная на увеличении количества скрытых слоев в простой нейронной сети. Согласно LeCun и соавт. [2], обучение нейронных сетей с более чем тремя скрытыми слоями называется глубоким обучением. В последние годы глубокое обучение стало горячей темой исследований в области машинного обучения и добилось значительных успехов в изучении скрытых функций в выборках данных [3]. Глубокая нейронная сеть, которая является одним из методов глубокого обучения, стала мощным и чрезвычайно популярным механизмом, широко используемым для решения задач различной сложности, в зависимости от их способности генерировать модели, соответствующие нелинейным сложным задачам [4]. Основными причинами популярности Deep Neural Networks в настоящее время являются отсутствие корректности, эффективности и гибкости [5]. Методы глубокого обучения широко применяются в различных областях науки и техники, таких как распознавание речи, компьютерное зрение, распознавание образов, классификация изображений и методы изучения языка [6, 7].

В литературе есть много исследований, посвященных использованию искусственного интеллекта в двигателях внутреннего сгорания. Cay [8] оценил расход топлива, мощность торможения и температуру выхлопных газов двигателя SI, используя метод ANN. Кей и др. [9] спрогнозировали производительность и выбросы отработавших газов двигателя, работающего на бензине и метаноле, с использованием ИНС. Манениен и др. [10] выполнили анализ изнашиваемых элементов дизельного двигателя с прямым впрыском на биодизеле с рециркуляцией отработавших газов с использованием нейронных сетей. Бахри и др. [11] исследовали шум сгорания и звон в переоборудованном дизельном двигателе объемом 0,3 л с использованием ИНС. Рахими и др. [12] предсказал производительность и выбросы отработавших газов двигателя с воспламенением от сжатия, используя вейвлет-нейронную сеть со стохастическим градиентным алгоритмом. Бенду и др. [13] разработали интеллектуальный инструмент оценки с помощью нейронных сетей обобщенной регрессии для прогнозирования производительности (тепловой эффективности тормозов, температуры выхлопных газов) и выбросов выхлопных газов (UHC, CO, NO, дым) двигателя HCCI, работающего на этаноле. В исследовании Roy et al. [14], изучается доступность ANN для оценки производительности и выбросов выхлопных газов для одноцилиндрового четырехтактного дизельного двигателя Common Rail с непосредственным впрыском. Резай и др. [15] разработали две разные модели ANN, радиальную базисную функцию и прямую подачу, чтобы предсказать производительность и значения выбросов двигателя HCCI, работающего на кислородсодержащем топливе. Heister и Froelich [16] предложили использовать модель ANN для прогнозирования давления в цилиндре при различных оборотах двигателя в зависимости от угла поворота коленчатого вала. В своем исследовании Benneth et al. [17] предложил повторяющуюся нелинейную авторегрессионную нейронную сеть с экзогенным входом для восстановления давления в цилиндре в многоцилиндровых двигателях внутреннего сгорания с использованием измеренной кинематики кривошипа. Они обеспечили быстрое и надежное обучение, используя частоту вращения коленчатого вала и ускорение коленчатого вала в качестве входных переменных. Маасс и др. [18] использовали нейронную сеть NARX для прогнозирования давления в цилиндре. Используемая модель ИНС была подтверждена экспериментальными данными дизельного двигателя. Сараи и др. [19] исследовали влияние добавки наночастиц на удельный расход топлива и выбросы выхлопных газов дизельного двигателя с использованием ИНС. Лухан и др. [20] разработали алгоритм адаптивного обучения для прогнозирования объемного КПД дизельного двигателя с турбонаддувом на основе увеличения скорости обновления веса скрытого слоя. Их результаты показали, что предлагаемый метод адаптивного обучения работает с более высокой скоростью обучения, меньшими вычислительными ресурсами и меньшей сложностью сети. Шахин [21] использовал модель ANN для прогнозирования соотношения воздух-топливо в цилиндрах, используя данные о токе ионизации. Модель ANN предсказала соотношение воздух-топливо с точностью предсказания 0,9.9508. Goudarzi et al. [22] использовали нейронную сеть обратного распространения (BPN) для оценки скорости теплопередачи через клапан и его седло из-за сложности проблемы теплового контакта между клапаном и его седлом.

Несмотря на то, что в литературе есть много исследований, в которых используются ИНС для прогнозирования производительности двигателя и выбросов выхлопных газов, нет исследований, в которых использовались бы ГНС. Модели DNN широко используются в таких областях, как обработка изображений, классификация изображений, распознавание речи и классификация текста. По этой причине считается, что это исследование внесет значительный вклад в литературу. Это исследование направлено на прогнозирование давления в цилиндре двигателя HCCI с помощью DNN. На первом этапе были протестированы различные размеры пакетов, количество эпох, количество скрытых слоев и функций активации, чтобы найти параметры, которые дают наилучшие результаты оценки DNN. На втором этапе ГНС с разным количеством скрытых слоев сравнивались с ИНС с разным количеством скрытых слоев. Сравнения проводились с использованием значений ошибки измерения средней абсолютной ошибки (MAE) и средней абсолютной ошибки в процентах (MAPE).

Материалы и методы

Экспериментальная установка и процедура

В этом исследовании эксперимент проводился на одноцилиндровом исследовательском двигателе Ricardo Hydra. Технические характеристики двигателя приведены в таблице 1.

Таблица 1 Технические характеристики испытательного двигателя

Полноразмерная таблица

Топливо впрыскивалось во впускной канал в ВМТ сжатия (ВМТ) и направлялось на заднюю часть закрытого впускного отверстия. клапаны. Это время было разработано, чтобы дать топливу максимально возможное время для испарения и смешивания перед впуском в цилиндр. На впуске можно было создать давление с помощью компрессора с электрическим приводом, а всасываемый воздух можно было нагреть. Коэффициент избытка воздуха измеряли газоанализатором Horiba MEXA 1500. Давление в цилиндрах измерялось пьезоэлектрическим датчиком давления Kistler 6125, расположенным сбоку на головке блока цилиндров с двускатной крышей.

Испытания двигателя проводились на неэтилированном бензине. Характеристики топлива представлены в таблице 2. Коэффициент избытка воздуха был установлен на фиксированные значения 3,0, 3,75, 4,25 и 4,75 путем регулировки количества впрыскиваемого топлива. Во время экспериментов температура всасываемого воздуха, давление всасываемого воздуха и частота вращения двигателя поддерживались постоянными при 80 °C, 2,0 бар (абс.) и 1200 об/мин соответственно. Температуры смазки и охлаждающей жидкости поддерживались на постоянном уровне 90 °C. Сигнал среднего давления, основанный на 100 циклах, был получен и сохранен системой AVL для каждого состояния после стабилизации горения.

Таблица 2. Характеристики топлива

Полноразмерная таблица

Модель глубокого обучения

В исследовании использовалось 4803 элемента данных. Значения угла поворота коленчатого вала и коэффициента избытка воздуха используются в качестве входных переменных, а значения давления в цилиндре используются в качестве выходных переменных. 66,6% набора данных разделено на обучающий набор и 33,3% на тестовый набор данных. Чтобы отслеживать потерю проверки во время обучения, 321 точка данных, соответствующая 10% набора обучающих данных, была выбрана в качестве наборов данных проверки и использовалась для уменьшения ошибок. 9{п} {\ слева | {\frac{{Y_{i} — \hat{Y}_{i} }}{{Y_{i} }}} \right|} ,$$

(3)

, где n всего количество точек данных в наборе тестовых данных, \(Y_{i}\) — фактическое значение давления в цилиндре, а \(\hat{Y}_{i}\) — прогнозируемое значение давления в цилиндре. Низкие значения MAE и MAPE указывают на то, что прогнозируемые значения согласуются с фактическими данными [25,26,27]. В дополнение к этим показателям ошибок в этом исследовании использовалось значение 1-MAPE, чтобы показать точность прогнозов моделей в процентном выражении.

Модели прогнозирования могут обеспечить высокую нереалистичную эффективность прогнозирования при повторном применении к той же выборке, которую они обучали [28]. Маллиарис и Салхенбергер [29] указывают, что методы проверки необходимы для определения соответствующего количества узлов скрытого слоя во время моделирования нейронной сети, чтобы проблемы с недостаточной подгонкой (очень мало нейронов) и переподгонкой (слишком много нейронов) могли быть решены. избегать. Одним из подходов, который можно использовать, чтобы избежать переобучения, является метод k-кратной перекрестной проверки [30, 31]. В этом исследовании, в дополнение к статистическим показателям эффективности, была применена методика 3-кратной перекрестной проверки для улучшения способности ГНС к обобщению.

Модель DNN состоит из входного слоя, четырех скрытых слоев и выходного слоя. Общая структура сети и количество нейронов в каждом слое представлены на рисунке 1. Анализы проводились с использованием библиотеки Keras в среде разработки Spyder. В качестве функции активации обычно используются сигмовидная функция, функция гиперболического тангенса (tanh) и функция активации выпрямленной линейной единицы (ReLU) [32]. В этой статье функция активации ReLU используется на каждом из слоев. Когда в слоях используется функция активации ReLU, сходимость ускоряется, а параметры изучаются быстрее, чем типичные логистические сигмовидные и тангенциальные функции активации [33]. Когда измеряется производительность подгоночной функции, можно использовать различные функции потерь, такие как функция потерь среднеквадратичной ошибки, функция логистических потерь, функция потерь шарнира и функция перекрестных энтропийных потерь [34]. В этом исследовании в качестве функции потерь используется функция потерь среднего квадрата ошибки. Размеры пакетов могут быть заданы вплоть до размера обучающего набора данных. Хотя в качестве функции оптимизации использовался метод оптимизации Адама [35], скорость обучения была принята равной 0,001.

Рисунок 1

Структура DNN

Полноразмерное изображение

Результаты и обсуждение

Известно, что параметры влияют на производительность нейронной сети. Чтобы найти наилучшие параметры, количество эпох было изменено на 500 и 1000 в каждом приложении, а размер пакета был изменен на 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512 и 1024. Когда результаты сравнения проанализированы на рисунке 2. Видно, что DNN, созданная с использованием 500 номеров эпох и 64 параметра размера пакета, дает наилучшую производительность с 0,159.571 Значение MAPE.

Рисунок 2

Значения MAPE моделей DNN, которые обучались с разными размерами эпох и мини-пакетов

Полноразмерное изображение

Графики на рисунке 3 были получены из программного обеспечения Spyder. На рисунках показаны оптимальные процессы обучения и проверки нейронной сети. На этих рисунках горизонтальная ось обозначает эпоху обучения и проверки. На рисунке 3а по вертикальной оси отложено значение MAE, а по вертикальной оси на рисунке 3b указано значение потерь. Как видно из рисунков, по мере увеличения числа эпох ошибки обучения и валидации, а также потерянные значения имеют тенденцию к параллельному уменьшению. Сначала наблюдается медленное снижение, тогда как наблюдается медленное снижение номеров эпох. Это означает, что сеть не запоминает.

Рисунок 3

Изменение значений MAE (a) и потерь (b) с номером эпохи

Полноразмерное изображение

Как упоминалось ранее, в тестовом наборе данных имеется 1601 точка данных. Однако для того, чтобы наглядно увидеть разницу между расчетными и экспериментальными данными, точки диапазона угла поворота коленчатого вала, реализуемые бортом, показаны на рисунке 4. Как видно из рисунка, экспериментальные и расчетные значения давления в цилиндре совпадают, за исключением несколько пунктов. Это указывает на то, что производительность прогнозирования модели очень хорошая.

Рисунок 4

Экспериментальные и прогнозируемые значения давления в цилиндре для 91 точки данных испытаний

Изображение в полный размер

создана новая модель с 4 скрытыми слоями. В первой модели (DNN1) количество нейронов в скрытых слоях составляет 100, 150, 120 и 120 соответственно, а во второй модели (DNN2) — 10, 15, 12 и 12. Прогноз значения точности двух моделей приведены на рисунке 5. Несмотря на то, что они имеют разные оценочные характеристики, обе модели показывают точность прогноза более 99%. Как видно из этих результатов, на модель DNN1 не повлияла ситуация переобучения, которая могла быть вызвана использованием избыточного числа нейронов. Рисунок 5 сравнивались. На рис. 6 показаны значения точности прогнозирования для моделей, обученных с использованием различных функций активации. Как видно из рисунка, лучшим предиктором оказалась функция активации ReLU с 9Значение точности предсказания 9,84%.

Рисунок 6

Значения точности прогнозирования в наборе тестовых данных моделей с различными функциями активации

Изображение в натуральную величину использование функции активации ReLU в каждом слое и использование 100, 150, 120, 120 номеров нейронов в слоях дает наилучшую производительность. Чтобы понять, запоминает сеть или нет из-за большого количества эпох, были проведены новые тесты путем изменения номеров эпох на этой модели. На рисунке 7 представлено графическое представление тестовых значений MAPE DNN, обученных с разными номерами эпох. Понятно, что по мере увеличения количества эпох значение MAPE уменьшается до размера эпохи 500. Однако значение MAPE имеет тенденцию к увеличению при размерах эпох больше 500.

Рисунок 7

Тестовые значения MAPE для DNN, обученных с разными номерами эпох

Полноразмерное изображение

моделей ГНС, построенных с оптимальными параметрами, сравнивались с моделями ИНС. DNN1 и DNN2, две модели которых имеют 4 скрытых слоя и 5 скрытых слоев соответственно. ANN1, ANN2 и ANN3, которые являются моделями ANN, имеют 1 скрытый слой, 2 скрытых слоя и 3 скрытых слоя соответственно. В каждом слое использовалась функция активации ReLU.

Значения MAPE в тестовом наборе данных моделей ИНС и ГНС с разным количеством скрытых слоев показаны на рисунке 8. Как видно из рисунка, по мере увеличения количества скрытых слоев в определенной степени производительность предсказания моделей увеличивается. DNN с 4 скрытыми слоями дает лучший результат прогнозирования со значением MAPE 0,159. Однако при увеличении количества скрытых слоев до 5 эффективность прогнозирования снижается.

Рисунок 8

Значения MAPE в тестовом наборе данных моделей ИНС и ГНС с разным количеством скрытых слоев

Изображение полного размера

Выводы

В этой статье давление в цилиндре двигателя HCCI было предсказано с использованием DNN, и результаты были сравнены с результатами трех различных моделей ANN. Выводы, полученные в результате этого исследования, резюмируются следующим образом.

1. (1)

   ИНС

   хорошо предсказывают давление в цилиндре. Однако DNN дают лучшие результаты прогнозирования по сравнению с ANN.

2. (2)

   При изучении результатов видно, что точность предсказания 99,84% была получена моделью, обученной с помощью DNN.

3. (3)

   Методы

   DNN, которые дают результаты, очень близкие к экспериментальным значениям, могут использоваться для определения давления в цилиндре двигателя HCCI при различных условиях эксплуатации. Таким образом, можно значительно сократить количество экспериментов, требующих длительного времени и больших затрат.

Ссылки

1. Д. Ли, С. Кан, Дж. Шин. Использование методов глубокого обучения для прогнозирования уровня потребления окружающей среды. Устойчивое развитие, 2017, 9(10): 1–17.

   Google ученый

2. И. ЛеКун, И. Бенжио, Г. Хинтон. Глубокое обучение. Природа , 2015, 521: 436–444.

   Артикул

   Google ученый

3. Л. Вэй, Ю. Дин, Р. Су и др. Прогнозирование субклеточной локализации белка человека с помощью глубокого обучения. Журнал параллельных и распределенных вычислений , 2017, 117: 212–217.

   Артикул

   Google ученый

4. А. Мартин, Р. Лара-Кабрера, Ф. Фуэнтес-Уртедо и др. EvoDeep: новый эволюционный подход к автоматической параметризации глубоких нейронных сетей. Журнал параллельных и распределенных вычислений , 2018, 117: 180–191.

   Артикул

   Google ученый

5. С. Панг, Дж. Дж. Коз, З. Ю и др. Глубокое обучение кадрированию объектов для визуального отслеживания целей. Инженерные приложения искусственного интеллекта , 2017, 65: 406–420.

   Артикул

   Google ученый

6. Б. Ян, Х. Фарман, М. Хан и др. Глубокое обучение в аналитике больших данных: сравнительное исследование. Компьютеры и электротехника , 2019, 75: 275–287.

   Артикул

   Google ученый

7. Э. О. Абоагье, Г. Дж. Джеймс, Р. Кумар. Оценка эффективности глубоких нейронных сетей для принятия решений в области здравоохранения. Procedia Computer Science , 2018, 131: 866–872.

   Артикул

   Google ученый

8. Ю Чай. Прогнозирование работы бензинового двигателя с помощью искусственной нейронной сети. Топливо , 2013, 111: 324–331.

   Артикул

   Google ученый

9. Й Чай, И Коркмаз, А Чичек и др. Прогнозирование работы двигателя и выбросов выхлопных газов для бензина и метанола с использованием искусственной нейронной сети. Энергия , 2013, 50: 177–186.

   Артикул

   Google ученый

10. В. Манениен, Г. Винодхини, Р. Сентилкумар и др. Анализ изнашиваемых элементов с использованием нейронных сетей дизельного двигателя с прямым впрыском, работающего на биодизеле с рециркуляцией отработавших газов. Energy , 2016, 114: 603–612.

    Артикул

    Google ученый

11. Б Бахри, М Шахбахти, А А Азиз. Моделирование звона в двигателях HCCI в реальном времени с использованием искусственных нейронных сетей. Энергия , 2017, 125: 509–518.

    Артикул

    Google ученый

12. Р Р Молкдараг, С Джафармадар, С Халилария и др. Прогнозирование производительности и выбросов выхлопных газов двигателя с воспламенением от сжатия с использованием вейвлет-нейронной сети с алгоритмом стохастического градиента. Энергия , 2018, 142: 1128–1138.

    Артикул

    Google ученый

13. Х. Бенду, Б. Дипак, С. Муруган. Применение GRNN для прогнозирования производительности и выбросов выхлопных газов в HCCI-двигателях, использующих этанол. Преобразование энергии и управление , 2016, 122: 165–173.

    Артикул

    Google ученый

14. С. Рой, Р. Банерджи, П. К. Боуз. Прогноз производительности и выбросов выхлопных газов одноцилиндрового дизельного двигателя с поддержкой CRDI в сочетании с EGR с использованием искусственной нейронной сети. Прикладная энергия , 2014, 119: 330–340.

    Артикул

    Google ученый

15. Дж. Резаи, М. Шахбахти, Б. Бахри и др. Прогнозирование производительности двигателей HCCI с кислородсодержащим топливом с использованием искусственных нейронных сетей. Прикладная энергия , 2015, 138: 460–473.

    Артикул

    Google ученый

16. Ф. Хейстер, М. Фрёлих. Нелинейный анализ временных рядов данных о давлении сгорания для обучения нейронной сети с концепцией взаимной информации. Труды Института инженеров-механиков, D Journal of Automobile Engineering , 2001, 215(2): 299–304.

    Артикул

    Google ученый

17. C Беннет, Дж. Ф. Данн, С. Тримби и др. Реконструкция давления в цилиндре двигателя с использованием кинематики кривошипа и рекуррентно обучаемых нейронных сетей. Механические системы и обработка сигналов , 2017, 85: 126–145.

    Артикул

    Google ученый

18. Б. Маасс, Дж. Денг, Р. Стобарт. Моделирование давления в цилиндрах с помощью искусственных нейронных сетей . Технический документ SAE, 2011-01-1417, 2011, https://doi.org/10.4271/2011-01-1417.

19. Х.С. Сарае, Х. Тагавифар, С. Джафармадар. Экспериментальное и численное рассмотрение влияния наночастиц CeO2 на характеристики дизельного двигателя и выброс выхлопных газов с помощью искусственной нейронной сети. Прикладная теплотехника , 2017, 113: 663–672.

    Артикул

    Google ученый

20. Дж. М. Лухан, Х. Климент, Л. М. Гарсия-Куэвас и др. Моделирование объемного КПД двигателей внутреннего сгорания на основе нового алгоритма адаптивного обучения искусственных нейронных сетей. Прикладная теплотехника , 2017, 123: 625–634.

    Артикул

    Google ученый

21. Ф Шахин. Влияние параметров двигателя на ток ионизации и моделирование коэффициента избытка воздуха искусственной нейронной сетью. Прикладная теплотехника , 2015, 90: 94–101.

    Артикул

    Google ученый

22. К. Гударзи, А. Мусаи, М. Гараати. Применение искусственных нейронных сетей (ИНС) для оценки теплопроводности контакта в выпускном клапане двигателя внутреннего сгорания. Прикладная теплотехника , 2015, 87: 688–697.

    Артикул

    Google ученый

23. Г.С. Атсалакис, К.П. Валаванис. Обзор методов прогнозирования фондового рынка — Часть II: Мягкие вычислительные методы. Экспертные системы с приложениями , 2009, 36: 5932–5941.

    Артикул

    Google ученый

24. С. Чакраварти, П. К. Даш. Интегрированная сеть функциональных связей и система нечеткой логики интервального типа 2 на основе PSO для прогнозирования индексов фондового рынка. Прикладные программные вычисления , 2012, 12: 931–941.

    Артикул

    Google ученый

25. J J Wang, J Z Wang, Z G Zhang и др. Прогнозирование фондовых индексов на основе гибридной модели. Омега , 2012, 40: 758–766.

    Артикул

    Google ученый

26. C J Lu, J Y Wu. Эффективная нейронная сеть CMAC для прогнозирования фондовых индексов. Экспертные системы с приложениями , 2011, 38: 15194–15201.

    Артикул

    Google ученый

27. Ф. А. Оливейра, К. Н. Нобре, Л. Э. Сарате. Применение искусственных нейронных сетей для прогнозирования цены акций и улучшения индекса прогнозирования направления — тематическое исследование PETR4, Petrobras, Бразилия. Экспертные системы с приложениями , 2013, 40: 7596–7606.

    Артикул

    Google ученый

28. C Tantithamthavorn, AE Hassan. Эмпирическое сравнение методов проверки моделей для моделей прогнозирования дефектов. IEEE Transactions on Software Engineering , 2017, 43: 1–18.

    Артикул

    Google ученый

29. М. Маллиарис, Л. Зальхенбергер. Модель нейронной сети для оценки цен опционов. Журнал прикладной разведки , 1993, 3: 193–206.

    Артикул

    Google ученый

30. Д. Энке, С. Таворнвонг. Использование интеллектуального анализа данных и нейронных сетей для прогнозирования доходности фондового рынка. Экспертные системы с приложениями , 2005, 29: 927–940.

    Артикул

    Google ученый

31. Г. Э. Петерсон, С. Р. Эйлуорд, У. Э. Бонд и др. Использование метода планирования эксперимента Тагучи для контроля ошибок в многоуровневых персептронах. Транзакции IEEE в нейронных сетях , 1995, 6: 949–961.

    Артикул

    Google ученый

32. H Shi, M Xu, Q Ma, et al. Полная системная оценка нового подхода к глубокому обучению при краткосрочном прогнозировании нагрузки. Energy Procedia , 2017, 142: 2791–2796.

    Артикул

    Google ученый

33. К. Г. Лор, Д. Стоклейн, М. Дэвис и др. Фреймворк глубокого обучения для причинно-следственной трансформации формы. Нейронные сети , 2018, 98: 305–317.

    Артикул

    Google ученый

34. И Дай, Г Ван. Фреймворк глубокого логического вывода для здравоохранения. Буквы распознавания образов , 2020, 139: 17–25.

    Артикул

    Google ученый

35. Д. П. Кингма, Дж. Л. Ба. Адам: метод стохастической оптимизации. Материалы 3-й Международной конференции по представительствам в обучении (ICLR) , Сан-Диего, Калифорния, США, 7–9 мая 2015 г. : 1–41.

Скачать ссылки

Благодарности

Экспериментальные данные были получены в рамках Схемы передачи знаний Марии Кюри Европейской комиссии (FP6) в соответствии с контрактом MTKI-CT-4022004-509777 и был выполнен в рамках программы исследований и технологических разработок под названием SUSTAINABLE FUELUBE.

Финансирование

Неприменимо.

Информация об авторе

Авторы и организации

1. Кафедра машиностроения, инженерный факультет, Университет Сакарья, кампус Эсентепе, 54187, Сердиван, Сакарья, Турция

   Халит Яшар

2. Факультет промышленной инженерии Университет Сакарья, кампус Эсентепе, 54187, Сердиван, Сакарья, Турция

   Гюльтекин Чагыл, Орхан Торкул и Мерве Шишки

Авторы

1. Халит Яшар

   Просмотр публикаций автора

   Вы также можете искать этого автора в
   PubMed Google Scholar

2. Gültekin Çağıl

   Просмотр публикаций автора

   Вы также можете искать этого автора в
   PubMed Google Scholar

3. Orhan Torkul

   Просмотр публикаций автора

   Вы также можете искать этого автора в
   PubMed Google Академия

4. Merve Şişci

   Просмотр публикаций автора

   Вы также можете искать этого автора в
   PubMed Google Scholar

Contributions

HY проводил экспериментальную работу и координировал написание статьи. GÇ и OT руководили расчетами искусственного интеллекта и глубокого обучения и оценивали полученные результаты. MŞ провел обзор литературы и выполнил расчеты искусственного интеллекта и глубокого обучения. Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.

Информация для авторов

Халит Яшар является доцентом кафедры машиностроения инженерного факультета Университета Сакарья, Турция . Он получил степень магистра и доктора наук в Стамбульском техническом университете . Его исследовательские интересы включают двигатели внутреннего сгорания, энергетические технологии, сгорание и искусственный интеллект.

Гюльтекин Чагыл — доцент кафедры промышленной инженерии инженерного факультета Университета Сакарья, Турция . Он получил степень магистра и доктора наук в Стамбульском университете . Его исследовательские интересы включают статистику и искусственный интеллект.

Орхан Торкул — профессор кафедры промышленной инженерии инженерного факультета Университета Сакарья, Турция . Он получил степень магистра и доктора философии в Йылдызском техническом университете и Крэнфилдском технологическом институте, Англия . Его исследовательские интересы включают планирование и контроль производства, управление, информационные системы, дистанционное обучение, искусственный интеллект, цифровую трансформацию и индустрию 4.0.

Мерве Шиши является научным сотрудником кафедры промышленной инженерии инженерного факультета Университета Сакарья, Турция . Она получила степень магистра в Думлупинарском университете . Его исследовательские интересы включают информационные системы и искусственный интеллект.

Автор, ответственный за переписку

Халит Яшар.

Декларации этики

Конкурирующие интересы

Авторы заявляют, что у них нет конкурирующих интересов.

Права и разрешения

Открытый доступ Эта статья находится под лицензией Creative Commons Attribution 4.