Рабочий ход поршня и холостой ход двигателя

Двигатель внутреннего сгорания и по сей день является самым популярным изобретением. Он предназначен для приведения в действие самые различные механизмы. Вокруг этого изобретения крутится довольно серьезная терминология, которая понятна не всем водителям. Сегодня вы узнаете, что такое рабочий ход двигателя (рабочий ход поршня) и режим холостого хода.

Рабочий ход поршня ДВС

Чтобы узнать, что это такое, необходимо понимать принцип действия двигателя внутреннего сгорания. Рабочим ходом называется такое движение поршня, при котором мотор совершает полезную, а именно – преобразует тепловую энергию во вращающий момент.

Для начала разберем все такты работы двигателя и дойдет до того момента, когда поршень будет совершать эту самую полезную работу. Первым делом идет такт впуска. В это время поршень движется вниз, а клапан, обеспечивающий впуск топливовоздушной смеси, открывается. Она подается в определенном соотношении и полностью заполняет камеру сгорания. Это продолжается до тех пор, пока поршень не достигнет нижней мертвой точки.

Как только поршень пойдет вверх, клапана будут закрыты, в этот момент смесь сжимается и давление внутри камеры повышается. Как только поршень достигнет верхней мертвой точки, наступает момент рабочего хода поршня. На электродах свечи зажигания появится искра, которая воспламенит смесь и станет причиной небольшого взрыва, который заставит поршень пойти вниз. Пока поршень направляется в самую нижнюю точку цилиндра – этот отрезок будет считаться его рабочим ходом. Далее весь цикл повторяется за счет инерции коленчатого вала.

Стоит отметить, что именно рабочий ход является главным показателем эффективности работы двигателя, а значит, целиком определяем его коэффициент полезного действия.

В этом время, вся остальная работа, затрачиваемая на инерцию: сжатие смеси и ее подача – это все создает лишнюю нагрузку на коленвал, тем не менее, без этого работа двигателя невозможна. Многие автомастера увеличивают рабочий ход поршня и увеличивают объем цилиндра, чтобы добиться наибольшей эффктивности за счет увеличения рабочего хода и объема смеси подлежащего сгоранию.

Работа двигателя на холостом ходу

Холостым ходом любого двигателя внутреннего сгорания называют такой режим работы, при котором отсутствует передача вращающего момента на требуемый механизм. Данный режим характерен не только для ДВС, он также активно применяется и для многих других видов силовых установок, однако большее распространение получил именно в таких типах двигателей.

Данный режим обеспечивается за счет сцепления, которое может «разрывать» передачу вращающего момент от маховика к первичному валу, а также нейтральное положение рукоятки коробки передач, при котором отсутвует передача момента на приводной или карданный вал.

Работа двигателя на холостом ходу позволяет поддерживать его обороты на требуемом уровне без остановки. Дело в том, что при наличии нагрузки на коленчатом валу, ДВС всегда стремится остановиться, так кислород в этом случае потребляется в малом количестве. Такой режим также позволяет выполнить прогрев мотора, а на инжекторных двигателях создает работу, при которой содержание вредных веществ в выхлопном дыме сводится к минимуму.

Вокруг холостого режима ходит большое количество «легенд». Так, например, многие водители считают режим работы на холостом ходу самым экономичным. Однако это не так, скорее наоборот, холостой ход становится причиной самого максимального потребления топлива. Дело в том, что при полностью закрытой дроссельной заслонке, чтобы двигатель не остановился, система подачи топлива обеспечивает увеличение содержание бензина в камере сгорания, а при открытии дросселя, уровень бензина в смеси снижается, так как потребление кислорода увеличивается. В этом режиме двигатель скорее работает за счет вознкающей инерции после полезного хода поршня. Принято считать, что самым экономичным режимом работы ДВС является тот момент, когда обороты находятся на отметке в 3000 об/мин. В этот момент дроссельная заслонка открывается полностью, а уровень топлива в камере сгорания составляет минимум.

Устойчивость оборотов холостого хода поддерживает система подачи топлива. Именно от нее зависит то, как мотор будет работать себя, когда нагрузка на валу отсутствует, а дроссельная заслонка, при этом, закрыта.

Вот и все, что нужно знать о самых запутанных терминах теории двигателя внутреннего сгорания. Все это относится не только в автомобильным двигателям, ведь такой мотор устанавливается и на мотоциклы, бензопилы, лодки и даже самолеты. 

Причины нестабильности двигателя | Холостой ход двигателя

Запишись на первое бесплатное занятие в Москве
Написать в чат WhatsАpp

Неустойчивая работа мотора на малых оборотах и холостом ходу – незначительная, на первый взгляд, но неприятная неисправность, доставляющая водителю немало неприятностей. Приходится постоянно находиться в напряжении, ожидая, что в самый ответственный момент машина заглохнет, или, напротив, ускорится, что приведёт к дорожно-транспортному происшествию. Чтобы подобного не случилось, поломку следует устранять при появлении первых симптомов и дополнительно пройти курсы экстремального вождения.

Холостой ход – это режим, при котором двигатель функционирует без нагрузки на малых оборотах, потребляя минимальное количество горючего. Для машин, оборудованных системой впрыска, он является базовой точкой отсчёта, относительно которой прошитое в памяти электронных блоков управления (ЭБУ) программное обеспечение (ПО) вносит необходимые изменения в работу различных узлов и агрегатов. И если на этом этапе возникает сбой, проблемы растут как снежный ком:

• Возрастает расход топлива.
• Мотор начинает перегреваться.
• Увеличивается износ деталей ДВС.
• Повышается нагрузка на трансмиссию.
• Падает мощность.
• Появляются провалы при разгоне.

Самое досадное, что обнаружить источник неисправностей не всегда удаётся даже специалистам сервисного центра.

Существует множество причин, из-за которых обороты двигателя на холостом ходу становятся неустойчивыми. Многое зависит от конструкции систем зажигания и подготовки топливной смеси. В данном случае мы рассмотрим самый распространённый на сегодняшний день вариант оснащения современных машин – бензиновый ДВС с искровым зажиганием и распределённым впрыском.

На оборудованной подобным образом машине холостой ход двигателя изменяется под влиянием трёх основных факторов. Это происходит из-за:

1. Увеличения или уменьшения объёма поступающего в цилиндры воздуха.
2. Избытка или недостатка подаваемого форсунками топлива.
3. Повреждения электропроводки или некорректной работы ЭБУ.

Любая из перечисленных категорий поломок определяется при проведении компьютерной диагностики. Но, как известно, дьявол кроется в деталях.

Объём воздуха

Чувствительная электроника вносит изменения в состав горючей смеси, опираясь на показания нескольких датчиков. В данном случае их два:

1. MAF-сенсор (датчик массового расхода воздуха), расположенный на патрубке, идущем от воздушного фильтра к впускному коллектору. Штука дорогая, но надёжная, редко выходящая из строя.
2. MAP-сенсор (датчик абсолютного давления), подключённый к впускному тракту. Доступная по цене деталь, заменить которую не представляет проблемы.

Поскольку при полностью отпущенной педали газа дроссельная заслонка закрыта, за необходимые изменения отвечает регулятор холостого хода (РХХ). Он, как правило, и является наиболее уязвимым узлом.

Количество топлива

Данные о составе горючей смеси ЭБУ получает от лямбда-зонда (датчика кислорода). На машинах, соответствующих современным экологическим стандартам, таких устройств может быть два или более. Они вступают в дело, как только мотор наберёт рабочую температуру. Опираясь на ошибочные показания, передаваемые загрязнённым или неисправным датчиком, блок управления неверно регулирует количество топлива. Как следствие, холостые обороты на прогретом двигателе становятся неустойчивыми.

Повреждения проводки и сбои в работе ЭБУ

Такие поломки обнаружить трудно. Теоретически, блок управления должен сам сообщать о том, что он вышел из строя, сигнализируя об этом лампой CHECK ENGINE и информируя диагноста прошитыми в ПЗУ кодами. Но на практике это происходит не всегда. Ну а чтобы найти место, где повреждена изоляция или окислились контакты, приходится обследовать проложенные не в самых доступных местах разъёмы и провода. С точки зрения сложности обнаружения поломки это самый худший вариант.

Обнаружение и устранение неисправностей

Но не надо отчаиваться! Не всё так плохо, как может показаться на первый взгляд. Решить проблему можно, действуя методом последовательных исключений. Он помогает даже тогда, когда до ближайшей станции технического обслуживания десятки, а может, и сотни километров. Начинать следует с наиболее вероятных причин поломок.

Ослабление затяжки хомутов на воздуховодах

Проверьте, плотно ли затянуты хомуты на воздуховодах, идущих от воздушного фильтра и иных устройств к дроссельной заслонке и впускному коллектору. Если необходимо – подтяните. Воздух, поступающий в обход MAF-сенсора, частенько виноват в том, что плавают обороты на авто.

Проблемы с регулятором (клапаном) холостого хода

Деталь капризная, и из-за неё, чаще всего, глохнет машина на холостом ходу. Но не надо сразу отправляться в магазин за новой запасной частью. Попробуйте выполнить несколько простых действий:

1. Найдите, где установлен регулятор. В зависимости от типа системы впрыска, клапан холостого хода на двигателе может иметь разную конструкцию. В любом случае он находится на корпусе дроссельной заслонки или соединён с ним шлангами.
2. Скинув провода с аккумулятора, отключите разъём от РХХ и, открутив 2 – 3 винта, демонтируйте клапан.
3. Подсоедините разъём обратно, накиньте провода на АКБ и, повернув ключ зажигания в первое положение (лампы на приборной панели загорятся), убедитесь, что регулятор работает. Если никаких шевелений нет, деталь неисправна и её необходима замена.
4. Определив, что клапан исправен, не торопитесь прикручивать его назад. Прежде всего, осмотрите его прокладки и уплотнения. Повреждённые или задубевшие поменяйте. Некоторые РХХ состоят из двух скреплённых винтами частей, между которыми находится резиновая прокладка, через которую может подсасывать воздух.
5. Очистите деталь от загрязнений, уделив внимание движущимся частям. Для этих целей используйте аэрозольный очиститель карбюратора.
6. Действуя в последовательности, описанной в пункте 2, установите регулятор на место.
7. Заведите мотор и, не касаясь педали газа, дайте ему пару минут поработать.

Если дело было в этом узле, а вы всё сделали правильно, большой холостой ход двигателя постепенно снизится до нормальных оборотов и стабилизируется. Проблема будет решена.

Неисправность клапана рециркуляции выхлопных газов

Установленный на впускном коллекторе узел, снижающий содержание вредных веществ в выхлопных газах, часто выходит из строя. Если, после пережатия подходящих к нему трубок, обороты движка не меняются, клапан необходимо снять и очистить от загрязнений. В случае, когда чистка не дала желаемого результата, деталь необходимо заменить.

Помните, что это лишь наиболее вероятные неисправности, которые удаётся обнаружить, имея под рукой простейшие инструменты. Если проблема в чём-то другом, для диагностики понадобится специальное оборудование. Учтите, что вибрация двигателя на малых оборотах – это отдельная поломка, со своими причинами и следствиями. К проблемам с холостым ходом она не имеет прямого отношения.

Подобные проблемы вы всегда можете обсудить с педагогом, и для этого необязательно приезжать. У нас есть автошкола онлайн, где можно пройти теорию и проконсультироваться с опытными водителями по всем вопросам.

Услуги Автошколы

Обучение вождению

Обучении теории и практики во всех районах Москвы

Курсы экстремального вождения

Практика вождения в экстремальных условиях

Обучение вождению автомобиля

Полный курс категории Б: теория и практика

Обучение вождению мотоцикла

Полный курс категории А: теория и практика

Теория в автошколе

Полный курс теории по вождению категорий А и Б

Вождение для женщин

Обучение уверенному вождению для женщин

Что такое холостой ход автомобиля? | Samsara

Что такое холостой ход автомобиля?

Холостой ход транспортного средства — это когда двигатель транспортного средства остается включенным, когда оно не находится в движении. В автопарке стационарные коммерческие автомобили и строительная техника большой грузоподъемности обычно простаивают.

Холостой ход не всегда преднамеренный; многие люди простаивают каждый день, застряв в плотном потоке машин или ожидая в очереди на автостоянке. Водители грузовиков часто оставляют свои двигатели работать на холостом ходу, чтобы вырабатывать электричество для поддержания температуры в кабине, пока они спят. Школьные автобусы простаивают, ожидая, пока дети полностью сядут. Преднамеренно или нет, но работа на холостом ходу потребляет одинаковое количество топлива и производит одинаковое количество загрязняющих веществ.

Как долго автомобили могут простаивать?

Многие водители хотят знать, как долго они могут оставить свой автомобиль на холостом ходу, когда он припаркован. Краткий ответ: это зависит от состояния вашего автомобиля. Как долго ваш автомобиль может работать на холостом ходу, зависит от нескольких факторов.

Общее состояние автомобиля

Автомобили перестают работать на холостом ходу, когда что-то ломается в системе. Оставление автомобиля на холостом ходу в течение длительного времени вызывает нагрузку на автомобиль и увеличивает его износ. Термостаты, ремни вентилятора и шланги особенно уязвимы, если автомобиль не регулярно обслуживается. Кроме того, если некоторые детали неисправны или находятся на грани выхода из строя, автомобиль не будет долго работать на холостом ходу.

Количество бензина 

Как и в личных транспортных средствах, если в коммерческом автомобиле заканчивается бензин, он перестанет работать на холостом ходу и заглохнет.

Зарядка аккумуляторной батареи  

Работа автомобиля на холостом ходу приводит к разрядке аккумуляторной батареи. Водителям необходимо перезарядить или заменить его, прежде чем они смогут запустить двигатель.

Недостатки работы на холостом ходу

Хотя работа двигателя на холостом ходу может показаться безвредной, она оказывает негативное воздействие на окружающую среду и здоровье населения.

Расход топлива 

Большинство компаний ищут способы сократить расходы, а не создают их. В частности, предприятия с большим автопарком всегда стремятся сократить расходы на заправку своих транспортных средств. Однако, когда водители оставляют свой автомобиль на холостом ходу во время интенсивного движения или при длительной стоянке, это приводит к значительному расходу топлива. Приблизительно шесть миллиардов галлонов дизельного топлива и бензина вместе взятых тратятся впустую — даже без движения.

Работа транспортного средства на холостом ходу напрямую влияет на прибыль организации. Подсчитано, что на холостом ходу в течение одного часа может потребляться до галлона топлива. Галлон может показаться не таким уж большим, но увеличение потребления со временем — без каких-либо выгодных компромиссов — складывается. Поскольку цена на топливо продолжает расти, чрезмерная работа на холостом ходу приводит к растрате газа и может привести к уменьшению прибыли.

Повышенное техническое обслуживание

Длительная работа на холостом ходу вредна для двигателя автомобиля. Многие водители считают, что если оставить двигатель включенным на несколько минут, это сэкономит топливо и уменьшит износ двигателя, а не перезапустит его. Однако верно и обратное. Поскольку холостой ход повреждает двигатель, стоимость обслуживания или, что еще хуже, замены двигателя намного выше.

Когда ваш автомобиль работает на холостом ходу, он не работает при надлежащей температуре. Топливо не сгорает полностью и оставляет после себя осадок. Этот остаток вызывает повреждение ремней вентилятора, термостата и выхлопной системы, что обходится предприятиям дороже при ремонте или замене деталей.

Загрязнение окружающей среды

Когда водители оставляют свой автомобиль на холостом ходу в течение длительного времени, в атмосферу выбрасываются выбросы ископаемого топлива, что способствует загрязнению и изменению климата. По оценкам Аргоннской национальной лаборатории, работа на холостом ходу ежегодно приводит к выбросам в США около 11 миллионов тонн двуокиси углерода, 55 000 тонн оксидов азота и 400 тонн твердых частиц. Из-за ухудшения качества воздуха работа транспортных средств на холостом ходу запрещена во многих странах из-за его вредное воздействие на окружающую среду.

Государственные автопарки

Государственные автопарки имеют уникальные требования к управлению окружающей средой и устойчивостью, когда речь идет о сокращении или обязательных требованиях к выбросам парниковых газов. Цели перехода на электромобили и подключаемые гибридные автомобили, а также оптимизация парка транспортных средств напрямую связаны с государственными средствами и долларами налогоплательщиков. Государственные учреждения используют интеллектуальные инструменты для контроля за расходом топлива, холостым ходом и временем простоя , затратами на топливо и мониторингом ВОМ, электрификацией и переходом и мониторингом электромобилей. Холостой ход характерен для транспортных средств общего пользования, и его может быть сложно контролировать, особенно транспортные средства для общественных работ, когда включена коробка отбора мощности (ВОМ). Усовершенствованные телематические инструменты могут помочь проанализировать холостой ход и ВОМ, чтобы определить потери для оптимизации.

Здоровье водителя 

Поскольку работа на холостом ходу напрямую способствует загрязнению воздуха, на водителей негативно влияет близость. Бензин состоит из канцерогенных компонентов и химических веществ. Вдыхание воздуха, окружающего автомобиль, работающий на холостом ходу, может привести к сердечным заболеваниям, повреждению легких, астме или другим респираторным заболеваниям.

Подвергает краже парк автомобилей Потенциальные воры могут сесть в автомобиль и уехать. Благодаря современным решениям по управлению автопарком с GPS-трекингом шансы на восстановление автомобиля выше, чем когда-либо. Однако воровство по-прежнему вызывает неудобства и приводит к неожиданным дорогостоящим простоям.

Законы и инициативы по борьбе с холостым ходом в США

В настоящее время федеральных законов, регулирующих холостой ход, не существует. Однако тридцать один штат и Вашингтон, округ Колумбия, ограничивают время простоя некоторых или всех транспортных средств. В некоторых штатах действуют более строгие правила, чем в других. Государственные пороги, допуски и суммы штрафов различаются, и многие местные муниципалитеты принимают собственное законодательство о борьбе с холостым ходом. Это отсутствие согласованности и несоответствия требует, чтобы путешествующие дальнобойщики знали местные законы, что вызывает путаницу и жалобы.

Несмотря на отсутствие федерального надзора за сокращением холостого хода, несколько федеральных агентств занимаются исследованиями по борьбе с холостым ходом, экономическими стимулами и образованием. Министерство энергетики США спонсирует программы, которые исследуют технологии, препятствующие холостому ходу, как часть более широкой цели по внедрению технологий, снижающих холостой ход, на сборочные линии автомобилей. Точно так же Агентство по охране окружающей среды также реализовало программы по содействию сокращению простоев, такие как Транспортное партнерство SmartWay и Кампания «Чистый школьный автобус».

Что такое технологии сокращения холостого хода?

Технологии снижения холостого хода (IRT) сокращают холостой ход транспортного средства за счет использования альтернативной технологии, установленной на транспортном средстве. Эти технологии представляют собой источники энергии, обеспечивающие такие функции, как кондиционирование воздуха или электричество, позволяющие водителям выключать двигатели в экстремальных погодных условиях.

Агентство по охране окружающей среды (EPA) проверило пять типов IRT для снижения выбросов на большегрузных грузовиках.

1. Вспомогательные силовые установки и генераторные установки (ВСУ/ГС) . Устройство APU/GS содержит сертифицированный EPA двигатель, обеспечивающий охлаждение, нагрев и подачу электроэнергии.

2. Топливные обогреватели (FOH) . FOH — это небольшие нагреватели, которые сжигают топливо из основного источника топлива двигателя или отдельного резерва топлива.

3. Аккумулятор системы кондиционирования воздуха (BAC) . Система BAC использует батареи для питания независимой электрической системы охлаждения. Иногда эти системы интегрируют FOH для подачи тепла.

4. Системы накопления тепла (TSS) : TSS собирает тепловую энергию во время движения грузовика и использует ее для кондиционирования воздуха.

5. Электрифицированные парковочные места (EPS) / Электрификация остановок для грузовиков (TSE) . Технологии EPS/TSE позволяют грузовикам дальнего следования обогревать, охлаждать и питать дополнительные вспомогательные устройства на стоянках грузовиков, не останавливая двигатели на холостом ходу.

Посмотрите видео ниже, чтобы узнать, как All Aboard America использует Samsara для сократить расход топлива на 3 %, что позволило сэкономить 140 000 долларов США за один год.

5 причин прекратить работу автомобиля на холостом ходу

СОВЕТЫ ВЛАДЕЛЬЦУ АВТОМОБИЛЯ

1 мая 2019 г.

Одной из худших привычек водителей является длительное бездействие. Вы можете этого не осознавать, но работа на холостом ходу может привести к ряду негативных последствий, в том числе к проблемам с окружающей средой, сроком службы автомобиля и общим состоянием здоровья.

Ознакомьтесь с пятью причинами, по которым вам следует перестать работать на холостом ходу:

Запрещено

В Торонто действует закон, запрещающий водителям работать на холостом ходу дольше одной минуты в течение шестидесятиминутного периода. Пойманным грозит штраф до 500 долларов, так что это может стоить больше, чем дополнительные деньги за бензин.

В некоторых других крупных канадских городах, таких как Оттава и Ванкувер, действуют аналогичные ограничения.

Это вредно для здоровья

Выхлопные газы на холостом ходу могут привести к ряду серьезных проблем со здоровьем, поскольку они связаны с астмой, общим снижением функции легких, сердечными заболеваниями и даже раком. Проще говоря, ими ужасно дышать.

Забота об окружающей среде

Во время простоя вы не только теряете газ, но и наносите вред окружающей среде. За каждые 10 минут работы на холостом ходу в атмосферу выбрасывается один фунт углекислого газа.

Это вредно для вашего двигателя

Если заботы об окружающей среде и здоровье в целом недостаточно, работа на холостом ходу в течение длительного времени может отрицательно сказаться на сроке службы вашего двигателя.

Поскольку ваш двигатель не работает при максимальной температуре на холостом ходу, топливо не сгорает полностью, оставляя остатки, которые в конечном итоге могут повредить вашу выхлопную систему.

Многие ошибочно полагают, что выключение и включение двигателя хуже для автомобиля, чем работа на холостом ходу. Хотя это влияет на срок службы вашей батареи, износ, который он вызывает, очень минимален и вряд ли должен рассматриваться как причина для простоя.

Вы подвергаете себя краже

Если вы из тех людей, которые заводят машину, чтобы прогреть ее, а затем возвращаются внутрь, вы подвергаете себя риску того, что ее украдут прохожие. В течение трех месяцев, начавшихся в ноябре прошлого года, только в районе Ватерлоо было украдено 25 простаивающих автомобилей.

Кроме того, многие считают, что в холодные месяцы нужно потратить несколько минут на прогрев автомобиля, хотя на самом деле это всего лишь миф. Ваш автомобиль прогревается намного быстрее, когда вы едете, чем на холостом ходу. Пока на зеркалах/окнах нет инея, все в порядке.

Правило 10 секунд

Вопреки распространенному мнению, выключение двигателя и его повторное включение не расходует больше топлива, чем работа на холостом ходу (если вы работаете на холостом ходу в течение 10 секунд или более).