В каком случае газ в цилиндре
Добавил пользователь Владимир З. Обновлено: 05.10.2024
Про ГБО
Нашел на одном форуме очень интересную информацию. Возможно кому пригодится.
Хочу прояснить некоторые моменты в плане физики и практики эксплуатации авто на газе:
1) вопреки расхожим заблуждениям газ ничего в двигателе "сушить " не может. Наоборот, ввиду газообразного фазового состояния газ НЕ РАСТВОРЯЕТ И НЕ СМЫВАЕТ масляную плёнку со стенок цилиндров. Как следствие, улучшается смазываемость ЦПГ.
2) о том, что газ якобы "сушит клапана": сушить он опять же ничего в принципе не может по прчине нулевой гигроскопичности ввиду своей газообразной фазы. Но при работе ДВС на газе на такте впуска топливо-воздушной смеси температура тарелки клапана будет НА НЕСКОЛЬКО ГРАДУСОВ выше, нежели при работе на бензине. За счет того, что облако микрокапель бензина из форсунки дополнительно охлаждает открытый клапан на такте впуска. А как известно, теплодинамика клапанов распределяется примерно 30:70 — седло клапана : направляющая втулка. В технической литературе охлаждением тарелки клапана облаком микрокаплей бензина пренебрегают изза малости и незначительности величины. В уравнениях термодинамики для ДВС этот параметр ВООБЩЕ отсутствует.
Заблуждение об "осушении" газом клапанов берет своё начало в давние советские времена. Когда делались первые попытки внедрения ГБО в таксопарках и автоколоннах. По сравнению с ЭТИЛИРОВАННЫМ бензином (а НЕэтилированного в те времена просто не было), газо-воздушная смесь дйствительно немного ухудшала условия смазки седел клапанов. Так как этилирующие присадки содержали СВИНЕЦ, который в некоторой мере и выполнял функцию смазки седел клапанов.
Нынче же выпуск этилированного бензина прекращен. И газ НИКАК не может ухудшить условия смазки седла клапана по сравнению с бензином, выпущенным по современным нормам.
3) в сравнении с бензином "октановое" (не совсем корректое для газа название) число газа составляет примерно 102-105-110 единиц. Этим обусловлены некоторые особенности и последствия работы ДВС на газо-воздушной смеси:
— чем выше степень сжатия (а соосветственно и компрессия), тем быстрее распространяется в камере сгорания фронт пламени, тем выше температура окисленной смеси, тем выше конечное (рабочее) давление над поршнем.
— соответственно для достижения идеальных условий для работы ДВС на газе его степень сжатия должна быть выше, чем при работе на бензине.
При проектировании ДВС исходят из определённой скорости сгорания бензовоздушной топливной смеси. Соответственно подбираются и настраиваются фазы газораспределния. Они подбираются с определённым запасом. Т.е. В ПЕРИОД СГОРАНИЯ топливной смеси оба глапана закрыты. И только ПОСЛЕ ПОЛНОГО СГОРАНИЯ топливной смеси и образования над поршнем перегретого газа в соответствии с адиабатными процессами этот перегретый газ начинает толкать поршень вниз, постепенно расширяясь и соответственно охлаждаясь. В итоге на выходе из камеры сгорания температура составляет примерно 800-980 градусов.
Так как октановое число газа выше, а фазовая структура иная (газ вместо капель-облачной структуры) то и скорость его сгорания значительно медленнее. Соответственно увеличивается время горения газо-воздушной смеси. Помимо того, что температура перегретого газа над поршнем меньше, меньше его давление и пр., при некоторых режимах работы ГАЗОВОЗДУШНАЯ СМЕСЬ ПРОДОЛЖАЕТ ДОГОРАТЬ ПОСЛЕ ОТКРЫТИЯ ВЫПУСКНОГО КЛАПАНА. Соответственно, температура на выходе из камеры сгорания кратковременно может повыситься до 1500-1800 градусов! Что очень быстро может привести к перегреву и термическим необратимым деформациям клапанов ( "прогару" ). В исключительных случаях это растянутое горение газовоздушной смеси приводит к тому, что теплодинамика поршня становится обусловлена не адиабатными процессами, а постоянным нагревом от не успевающей сгорать газо-воздушной смеси. И начинается необратимая тепловая деформация поршня.
Как с эти бороться и так ли это страшно?
Фишка в том, что примерно то же самое произойдет, если в классику залить 98й бенз, или тем более 102й (оказывается в европе и такой есть, не помню как обозначается, у нас на нем некоторые особо фанатичные пацыки по ночам устраивают гонки).
Для борьбы с этой бякой (прогарами клапанов и цилиндров) что при работе что на бензине, что на газе можно использовать два метода: увеличение опережения зажигания и увеличение степени сжатия.
Увеличение угла опережения на современных ЭБУ проблемантично. Нужно перешивать контроллер под специальную "газовую" программу! Программ таких мало. Тем более мало специалистов, которые грамотно это сделают. В идеале этот путь предусматривает установку ДВХХ контроллеров, бензинового и газового. И систему их коммутирования. Это сложно и дорого. Поэтому на ГБО 4 поколения для управления газовой форсункой используется сигнал, приходящий на форсунку бензиновую. Косяк в том, что НИКАК нельзя изменить карту зажигания. Так как эта карта зашита в штатном УБУ, которы и продолжает на самом деле управлять подачей газа. Но фишка в том, практически большинство современных автомобилей имеют так называемую "адаптивную" систему управления. Т.е. блок САМ, естественно в определенных пределах, может корректировать карты зажигания. Если нет детонации (а на газе ввиду его повышенной антидетонационной стойкости она отсутствует), то очень скоро блок выводит карту зажигания на максимально возможно ранне зажигания на любом режиме работы двигателя. Это во-первых.
А во-вторых, современные ДВС имеют высокую степень сжатия, которая исключает возникновение вышеописанных мной негативных последствий работы на газо-воздушной смеси.
В итоге, учитывая всё вышесказанное:
Не нужно бояться газа. Нужно просто знать некоторые особенности. И соответственно их учитывать.
Не нужно тулить газ на древние моторы с низкой степенью сжатия и ожидать после этого бешенного ресурса и суперэкономичности. Чем выше степень сжатия двигателя и лучше его общее техническое состояние (в частности компрессия), тем оправданнее установка газового оборудования. Тем меньше будет разница в расходе газа и бензина. Тем выше экономический эффект.
НИ В КОЕМ СЛУЧАЕ НЕЛЬЗЯ ДУШИТЬ РАСХОДОМ ГАЗА СОВРЕМЕННЫЕ ИНОМАРОЧНЫЕ ДВИГАТЕЛИ (особенно большеобъемные) ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ГБО 4 ПОКОЛЕНИЯ!
Сгорание обеднённой газо-воздушной смеси будет проходить жестко, что будет воспринято датчиками, как ДЕТОНАЦИЯ! А при том, что лямбда-зонд будет продолжать показывать "обеднённую смесь" (по причине того, что газ при сгорании не дает столько гав…на, сколько бензин), то контроллер начнёт резко заваливать угол опережения зажигания. Соответственно позднее зажигание — и ГВС начинает стабильно догорать в коллекторе. Очень быстро настает пи…сец клапанам и ГОТОВЬТЕ ДЕНЕЖКИ НА НОВУЮ ГОЛОВУ!
Если вам дорого ваш автомобиль, вы на самом деле экономны и дальновидны и если это не слишком затруднительно для вас в плане возьни и не представляет конструктивных трудностей в плане авто, НЕ ПОМЕШАЕТ СНЯТЬ ГОЛОВУ И НЕМНОГО ЕЁ ШЛИФАНУТЬ. Заодно проверить притертость клапанов и износ втулок.
Эффект значительный!
Так на 99 ВАЗке шлифовка головы на 0,5 мм с последующим точным выставление фаз газораспределения с помощью регулируемой шестерни снизила расход газа примерно на 15%. Динамика возросла значительно. Правда бензин после этого использовался только 95 и 98.
По поводу проблем с зажиганием: как правильно было подмечено одним из форумчан, температура вспышки газовоздушной смеси несколько выше, чем у бензо-воздушной. Соответственно капризы запущеной системы зажигания будут гораздо заметнее при работе двигла на газе.
ПОэтому не будет лишним просто почаще её проверять и содержать в исправном обслуженном состоянии.
+ из собственного опыта, относящегося не только к эксплуатации машин с ГБО:
— при установке свечей проверять их омметром на сопротивление. Чемменьше внутреннее сопротивление, тем лучше. Чем меньше разброс сопротивлений, тем ровнее работа двигателя! — На 8клапанных вазах огромный эффект даёт применение многоконтактных свечей! Искра-то будет всегда ТОЛЬКО ОДНА. Но вот искровой промежуток будет ВСЕГДА открыт и направлен в камеру сгорания. Следовательно во всех 4х цилиндрах фронт пламени будет распространяться в более одинаковых условиях. Более ровная работа двигателя.
— искровой зазор свечи нужно немного уменьшить. Примерно на 15-20%.
— поставить высоковольные провода, сделанные на заказ. В некоторых торговых точках вам сделают провода любой длины. А провода можно попросить подобрать с наименьшим внутренним удельным сопротивлением и при конструктивной возможности желательно сделать их все одинаковой длины.
Поверьте, эффект вас поразит даже при езде на бензине.
Если у Вас не гидрокомпенсаторы, то обратитесь на сервис, чтобы зазоры клапанов вам выставили несколько большие.
И проверяйте регулировку немного чаще, чем вы делали это раньше.
Эта мера сведет вероятность влияния газа на прогар клапанов практически к нулю.
Для пущей уверенности при установке и настройке ГБО 4 поколения можно попросить мастеров настроить блок управления подачей газа на автоматическое переключение на бензин при работе двигателя на высоких оборотах, превышающих определённый порог.
Почему и зачем…
Уже писал, что период сгорания порции газо-воздушной смеси несколько больше, нежели у бензина в силу ряда причин. Поэтому при работе на высоких оборотах кратковременно может возникнуть режим, когда догорание смеси будет происходить уже ПОСЛЕ открытия выпускного клапана. Например, при возникновении резкой нагрузки в период, когда двигатель будет работать на больших оборотах, ЭБУ значительно уменьшает угол опережениязажигания. Пождиг смеси происходит позднее.
Относительно всего времени работы двигателя эти экстремальные режимы очень кратковременны. И практически не влияют на снижение ресурса системы газораспределения.
Но можно исключить и их.
Например, Ваша машина оборудована автоматической коробкой передач. Переключение передач при спокойной манере езды происходит примерно на 3200 оборотах. ПОпросите мастера отрегулировать Вам автоматический переход на бензин при оборотах свыше 3800-4000. И соответственно — на газ при снижении оборотов ниже этого порога. Рывка вы не заметите. Расход бензина при резких обгонах, когда у автомата срабатывает кик-даун, будет незначительным, так как основное время машина будет работать на газе.
Зато такое переключение исключит даже саму вероятность возникновения неблагоприятных режимов работы двигателя.
Зачем отработавшие газы направляются обратно в цилиндры двигателя
Система рециркуляции отработавших газов (EGR – Exhaust Gas Recirculation) предназначена для снижения в выхлопных газах оксидов азота за счет возврата части отработавших газов во впускной коллектор и далее в цилиндры двигателя.
Отработавшие газы, образующиеся при сгорании топливовоздушной смеси в двигателе внутреннего сгорания, содержат загрязняющие вещества, такие как оксид углерода (CO), оксиды азота (NOx), углеводороды (HC) и твердые частицы (PM), которые очень вредны для человека и окружающей среды.
Особо токсичны оксиды азота, которые образуются при высокой температуре и избытке кислорода. Оба эти условия присутствуют в процессе сгорания топлива в любом двигателе, но особенно много их образуется в высокофорсированном дизеле, поскольку воздух, поступающий в его цилиндры, не дросселируются и всегда имеется его избыток. Кроме того, в камерах сгорания возникает высокая температура, а чем она выше, тем больше образуется оксидов азота. По этим причинам дизельный двигатель выбрасывает намного больше оксидов азота в выхлопных газах по сравнению с бензиновым.
Возврат части отработавших газов (ОГ) во впускной коллектор позволяет снизить температуру сгорания топливовоздушной смеси и тем самым уменьшить образование оксидов азота. При этом соотношение компонентов в смеси остается прежними и мощностные характеристики двигателя изменяются незначительно.
Система рециркуляции отработавших газов (EGR) применяется в основном на дизельных двигателях, реже - на бензиновых.
В зависимости от требований стандарта токсичности ОГ, на дизельных двигателях применяются различные схемы системы рециркуляции ОГ: высокого давления, низкого давления и гибридная (комбинированная) система рециркуляции.
Данная система имеет высокие показатели быстродействия газового контура рециркуляции. Кроме того, поскольку выхлопной газ смешивается с всасываемым воздухом после турбокомпрессора, твердые частицы не попадают на колесо компрессора и не разрушают его. Однако охладитель EGR при этом должен выдерживать разрушительное воздействие высокого давления и высокой температуры выхлопных газов.
В такой системе для осуществления процесса перепуска имеется специальный клапан рециркуляции, который оснащен пневматическим или электрическим приводом.
Количество перепускаемых газов регулируется с помощью системы управления двигателем, которая одновременно управляет дроссельной заслонкой и клапаном рециркуляции. EGR не работает на холостом ходу, при холодном двигателе, а также при полностью открытой дроссельной заслонке.
На отдельных двигателях в EGR применяется охлаждение ОГ путем прохождения их через специальный радиатор. Вследствие этого дополнительно снижается температура сгорания в цилиндрах и, тем самым, уменьшается образование оксидов азота.
Стандарт Euro 6 повысил требования, снизив лимит выбросов NOx до 0,08 г/км по сравнению со 0,18 г/км для Euro 5. Реализация более жестких условий потребовала создания системы рециркуляции низкого давления.
Такая система обеспечивает меньшую температуру ОГ, отсутствие частиц сажи и, в конечном счете, меньшее содержание оксидов азота в выхлопе. Помимо этого, все отработавшие газы проходят через турбину компрессора, поэтому давление наддува не снижается ни на каком режиме.
Из-за более низких температур EGR низкого давления более эффективна в снижении выбросов NOx по сравнению с системой высокого давления. Но у нее есть и недостаток - более высокая инерционность выхлопных газов, поскольку все воздуховоды и компоненты расположены относительно далеко от двигателя и не могут быстро реагировать на изменение скорости рециркуляции ОГ.
Гибридная (комбинированная) EGR объединяет в одном двигателе систему рециркуляции ОГ высокого и низкого давления. Иногда такой тип называют двухконтурной системой EGR.
Гибридная EGR сочетает в себе преимущества обоих систем, переключаясь между ними в зависимости от частоты вращения и крутящего момента, а также позволяет турбонагнетателю работать с высоким КПД на любом режиме.
Недостаток двухконтурной EGR - большая стоимость, сложность и для нее требуется большее пространство для размещения (обусловленные большим количеством компонентов), а также потенциальными проблемами с управлением скоростью рециркуляции ОГ в зависимости от режима работы двигателя. Алгоритм управления становится довольно сложным, поскольку необходимо управлять несколькими исполнительными механизмами (клапаном рециркуляции ОГ высокого/низкого давления, дроссельной заслонкой на впуске/выпуске и лопатками турбины/перепускным клапаном) для подачи необходимого количества воздуха и ОГ в цилиндры на различных режимах.
Как проверить идут ли газы в систему охлаждения
Как проверить идут ли газы в систему охлаждения когда система начинает некорректно работать. И из расширительного бачка выбивает жидкость. Происходить это может по разным причинам.
При прорыве газов из камеры сгорания в систему охлаждения происходит аналогичное действие. Газы скапливаются . образуют полости. Полости не позволяют правильно циркулировать жидкости. Образуются пробки которые не позволяют помпе создавать циркуляцию. Охлаждающая жидкость застаивается перегревается и закипает. В результате выбивает антифриз из расширительного бачка
Газы в системе охлаждения двигателя признаки
Симптомы прорыва газов и закипания жидкости одинаковы. Но все таки суествуют небольшие различия. Именно на начальном этапе необходимо увидеть признаки прорыва газов.
- Газы прорвавшиеся из камеры сгорания в первую очередь скапливаются в самой верхней точке камеры сгорания. Как правило, это радиатор отопителя салона. То есть нарушается циркуляция жидкости в радиаторе отопителя салона. Поэтому постепенно будет снижаться температура воздуха подаваемая из отопителя. Причем во всём остальном. Изменений происходить не будет. Температура системы охлаждения при этом в норме. Жидкость из расширительного бачка выбиваться не будет. Единственное при открытии крышки расширительного бачка сбрасывается небольшое давление. Но определить это как прорвавшиеся газы не получится. Потому что при нагреве пары расширяются и создают небольшое избыточное давление в системе.
- Если внимательно присмотреться внутрь расширительного бачка. Будут видны небольшие пузырьки. Пузырьки эти могут появляться по разному. Они могут возникать на еще не прогретом двигателе. Могут появиться позднее, когда двигатель начнет прогреваться.
Отказ отопителя и появление пузырьков уже говорят о наличии проблемы. В результате выброса газов. Увеличивается давление системы. Из за повышенного давления увеличивается температура закипания жидкости. По принципу скороварки. То есть из за нарушения циркуляции увеличивается температура. а закипания не происходит. В результате резкого снижения давления по причине открывания крышки бачка или лопнувшего патрубка. Происходит мгновенное закипание. Жидкость под большим давлением выбрасывается наружу. Это и является причиной ожогов когда пытаются открыть крышку бачка или радиатора. при возникновении проблем с системой охлаждения. Если обнаружено повышение температуры. Не нужно сразу глушить двигатель. Необходимо дать ему остыть на холостых оборотах. Что бы клапан в крышке бачка справился со сбросом давления постепенно.
Тяжело определить почему закипела жидкость. От прорыва газов или из за неисправностей системы охлаждения. Как проверить идут ли газы в систему охлаждения на самом раннем этапе прорыва. Пока клапан крышки расширительного бачка ещё срабатывает и справляется с повышенным давлением.
При наличии самых первых признаков и нужно бить тревогу. Потому что количество прорывающихся газов будет только увеличиваться.
На первых этапах жидкость не будет поступать в камеру сгорания в местах прорыва газов. Или её поступать будет, но в небольших количествах. Тем более возможно, что при остывании двигателя прорыв вообще устранится до следующего нагрева. На работу двигателя это не окажет практически ни какого влияния. Со временем жидкость будет накапливаться в камере сгорания в больших объемах. И если е накопится достаточно для того чтобы заполнить объём камеры сгорания произойдет гидроудар. Жидкость не сжимается. Поэтому произойдут разрушения гильзы поршня и шатуна.
Повторюсь что на начальном этапе прорыв газов можно определить по наличию пузырьков в расширительном бачке. Нарушениям в работе отопителя. Может быть возникнет подтекание жидкости между головкой и блоком цилиндров. При нагреве в этих местах будет наблюдаться парение жидкости.
Можно использовать механический способ проверки прорыва газов. Если подвести поршень в ВМТ такта сжатия. В свечное отверстие при помощи переходника подать давление воздуха от компрессора. То в случае прорыва газов именно в этом цилиндре. Начнет подниматься уровень жидкости в расширительном бачке. Таким образом, необходимо проверить каждый цилиндр.
На окончательной стадии неисправности. Сомнений не возникает. При увеличении оборотов на не прогретом двигателе жидкость сильно выбивает из расширительного бачка. До этого доводить нельзя.
Единственный эффективный способ как проверить идут ли газы в систему охлаждения на начальном этапе. Это использовать специальную жидкость катализатор. Через неё пропускают газы скопившиеся в расширительном бачке. В случае наличия прорыва газов из камеры сгорания катализатор поменяет цвет. Жидкость катализатора заливается в специальную колбу.
Она имеет две полости. Одну для поступающих газов из расширительного бачка. Другую для заливки катализатора. Газы пропускаются через катализатор. И в случае изменения цвета с уверенностью можно судить о наличии повреждения.
Где прорываются газы в систему охлаждения
Прогорание прокладки гбц
Прогорание прокладки ГБЦ самая распространенная причина прорыва газов в систему охлаждения. В результате перегрева происходит либо ослабление крепежных болтов. Либо проседание прокладки. Или проседание посадочных мест болтов. Возникают ослабленные места . Через которые начинают прорываться газы. Сначала незначительное количество. Этого хватает для того чтобы создать пробки в системе. Появляются незначительные выделения пузырьков газов в расширительном бачке. Раскаленные газы постепенно начинают прожигать прокладку. А иногда даже и поверхность прилегании головки блока. В результате увеличивается объём газов попавших в систему. Это вызывает более бурное выдавливание охлаждающей жидкости. Возникает вероятность проникания жидкости в камеру сгорания уже при неработающем двигателе. Это и приводит к серьёзным разрушениям двигателя.
Трещины в гильзах
В гильзе может образоваться трещина. Которая также разрастается и увеличивает прорыв газов.
Трещины образуются в основном из за местного перегрева. Который происходит из за нарушения подачи топлива. Или от неправильно выставленного угла опережения зажигания. Так же причина может возникнуть из за некачественного топлива. Топливо полностью не сгорает в камере в такте расширения. Продолжает догорать в последующих тактах работы двигателя. При поступлении нового количества топлива его становится больше. Температура повышается. Образуется местный перегрев. Так же он вызывает и прогорание прокладки ГБЦ. И клапанов и поршней.
Проседание гильз
На многих автомобилях в основном грузовых. Гильзы съёмные. Они проседают на своих посадочных местах неравномерно по отношению друг к другу.
Это ослабляет затяжку ГБЦ. И как результат сначала небольшой прорыв газов, потом прогорание прокладок. Эта проблема особенно актуальна на двигателях ЯМЗ
Прорыв газов из под головки двигателя Камаз
Самый курьёзный прорыв газов приходилось наблюдать на автомобиле Камаз. На двигателе головки раздельные. Они прижимаются к гильзам при помощи компрессионного кольца. Система охлаждения между головкой и блоком уплотняется при помощи резиновых присосок.
При прорыве через кольцо газы попадали на это уплотнение. Продавливали его и проникали под давлением в систему охлаждения. Хотя течи жидкости в этом месте не наблюдалось. В результате жидкость выдавливалась из расширительного бачка под большим давлением.
Поэтому методы как проверить идут ли газы в систему охлаждения лучше всего применять на начальном этапе их прорыва. Что бы не вывести из строя двигатель.
Про ГБО забудьте: 9 причин не переводить машину на газ
Про багажник фактически придется забыть — там будет храниться баллон. Соответственно, канистры, щетки, тряпки и другая багажная утварь переедет в салон — не самое приятное соседство.
Конечно, можно поставить тороидальный баллон в нишу запасного колеса. Но куда девать запаску? Кроме того, такой баллон имеет более скромный заправочный объем — значит, и проезжать на газе будете меньше, и заправляться чаще.
2. В машине трансформируемый салон
Поскольку баллон займет свое место как монолит, о трансформациях салона придется забыть. Во всяком случае, ограничены эти возможности будут очень сильно. Ни велосипед не перевезти, ни комод, ни даже большую детскую коляску.
3. Автомобиль стоит в подземном гараже
Перед многими подземными парковками висят таблички, запрещающие въезд «газовым» машинам. В непроветриваемом помещении такие автомобили представляют опасность. Газ в случае утечки скапливается внизу (он тяжелее воздуха) — угроза взрыва вполне реальна.
4. Машина на гарантии
Производитель запрещает несанкционированное вмешательство в конструкцию автомобиля. Вы можете лишиться гарантии на двигатель, электропроводку и даже на кузов. И это справедливо: топливо у вас нештатное, в кузове насверлили отверстий, в электрику тоже вмешивались.
5. У вас аллергия
Жизнь аллергика и так нелегка, а потому неразумно изводить себя запахами одорантов, которые добавляют в газ на случай утечки. Запах проникает в салон при каждой заправке. Именно поэтому во время заправки рекомендуется высаживать пассажиров, а после нее — проветривать салон.
6. Ваши пробеги невелики
При скромных пробегах типа «с дачи — на дачу» сильно сэкономить на газе не получится. ГБО нужно купить, установить и узаконить (каждая процедура потребует денег). Прибавьте сюда стоимость обслуживания на определенном сервисе — опрессовку, замену фильтров, регулировку редукторов.
При расходе 10 л/100 км и пробеге 25–30 тыс. км/год ГБО окупится лишь через 4–5 лет. Так что газ выгоден только при очень солидных расходах топлива. Таксист затраты отобьет, дачник — вряд ли.
7. Вы часто меняете машины
Продать автомобиль с ГБО сложно. Покупатели знают, что на газовое топливо переходят только при космических пробегах и суровой эксплуатации машины. А значит, автомобиль, скорей всего, изношен. Покупатель будет придираться к каждой мелочи и сбивать цену.
8. Вам важна динамика
Двигатель, разработанный под бензин, никогда не выдаст паспортных характеристик на газе. О прежней динамике придется забыть. Кроме того, при работе на газе в двигателе чаще прогорают седла и клапаны.
Не забывайте, что нормально запускаться в любую погоду переделанный мотор все равно будет только на бензине, так что на него в любом случае придется тратиться.
9. Вы живете в глубинке
Без ясного представления о том, где заправлять машину, про газ лучше не думать. Даже на федеральных трассах число газовых заправок очень скромное, а на периферии газа может не быть вообще. Особенно тяжко придется тем, кто решил перейти на метан. Федеральные программы есть, а вот заправок пока что очень мало.
Экономия или лишние расходы?
Газовое топливо выгодно для коммерческого транспорта с его большими пробегами. А вот удастся ли сэкономить автолюбителю — большой вопрос. Ведь расходы на машину не ограничиваются расходами на топливо. Обслуживать и ремонтировать «газовый» автомобиль сложнее и дороже, чем бензиновый. Газовое оборудование ограничивает доступ ко многим системам, а это сказывается на стоимости работ.
Да и износ даже при одинаковом пробеге у «переделанной» машины может оказаться больше, чем у машины на штатном топливе.
Минус один: лёгкие способы найти причину троения мотора
Это «бу-бу-бу» неспроста!
Теории сегодня будет очень мало. Троение мотора – это когда на четырёхцилиндровом моторе по какой-то причине в одном из цилиндров начинаются пропуски зажигания. Хотя как-то в Интернете мне встретилась забавная теория о том, что троение – это когда в четырехтактном моторе отсутствует один из тактов. Что ж, бывает. Комментировать это научное открытие не буду.
Каждый, кто начинал свой путь автомобилиста с «девятки» или чего-то подобного духовного и скрепного, сразу засучит рукава и в большинстве случаев найдёт причину неисправности. Тем, кто недавно сел на руль инжекторного автомобиля и путает ДПКВ (про который мы не так давно писали) и кислородный датчик, приходится сложнее. Кажется, что тут слишком много умных вещей, блоков, датчиков и прочих «компухторов», и разобраться в таком моторе сложно. Часть правды в этом есть. Гибель того же ДПКВ может привести и к неуверенному пуску мотора, и к его троению. Но давайте смотреть правде в глаза: не так уж часто эти датчики умирают сами по себе, и причина троения гораздо чаще намного проще. И найти её самостоятельно не только просто, но и приятно.
Само троение не заметить невозможно. Мотор работает неровно, вместо равномерного «тррррр» из выхлопной трубы слышится какое-то неровное «трр-бу-трр-бу», а иногда может и довольно громко хлопнуть (если бензин скопится в выпуске, испарится и шарахнет от нагревающегося железа). Иногда (но не всегда) будет мигать или гореть лампочка Check Engine. И это уже хороший повод заняться диагностикой.
Хочу сразу предупредить: сама по себе компьютерная диагностика – вещь нужная и хорошая, но не стоит надеяться, что кто-то за 500 рублей подключит к вашей машине свой китайский сканер ELM 327 и тут же поставит диагноз. Скорее всего, результатом такой диагностики будет фраза «пропуск зажигания в таком-то цилиндре», и на этом – всё. Почему пропуск, откуда пропуск, что с ним делать – всё это ставит такого горе-диагноста в тупик. В ответ вы увидите его взгляд, каким смотрит пенсионер-затворник на Элджея, и услышите невнятное блеяние. Так что если нет денег или желания ехать сразу к хорошему, но дорогому диагносту, есть смысл разобраться с мотором самому. Для примера будет разбирать самый простой атмосферный четырёхцилиндровый бензиновый мотор, коих на современных бюджетных машинах большинство.
Подход к решению проблемы предлагаю не совсем стандартный. Мы пойдём не от причин к последствию, а наоборот – так, как мы с этим сталкиваемся в жизни. То есть сначала внимательно разберём, при каких условиях возникает троение, а уже исходя из этой информации, будем думать, почему оно может появиться. Начнём с самого простого случая – троения после утреннего пуска во влажную погоду.
Утро, дождь, нет искры
Ситуация: в тёплую и сухую или достаточно морозную погоду мотор утром заводится легко, а во влажную или в дождь – трудно. После пуска мотор троит, по мере прогрева начинает работать ровно. Это самый простой и классический случай, побороть который довольно просто.
Почти всегда в этом случае виновата система зажигания – высоковольтные провода или катушка зажигания. За ночь они могут отсыреть, и по их влажной поверхности начинает гулять убежавшая через пробой искра. По мере прогрева и высыхания проблема исчезает сама по себе, а утром появляется снова. В сухую погоду, конечно, значительно реже.
Разумеется, лучше всего было бы иметь на этот случай сканер: он позволил бы точно установить, в каком именно цилиндре начались пропуски. Дальше было бы проще: знаете, куда смотреть. Но если его нет, можно пойти по старинке: запустить мотор, дать ему чуть-чуть потроить, потом поочерёдно выкрутить свечи. Мокрая от бензина свеча укажет на тот цилиндр, который в сырую погоду ленится работать. Заодно, кстати, можно посмотреть и свечи. Замена свечей в этой ситуации помогает редко, но если они плохие – это повод поставить новые (только качественные и подходящие мотору, а не первые попавшиеся).
Теперь надо выяснить, в чём причина отсутствия искры. Только не смейтесь, но старый дедовский способ работает не только на Жигулях и Москвичах, но и на вполне современных инжекторных моторах: нужно посмотреть на троящий мотор в темноте, утром или вечером. Ну или ночью, если троение не даёт спокойно спать. Пробитый высоковольтный провод видно сразу по красивым искрам, которых на нём быть не должно. Если по какой-то причине он не может «дотащить» искру до свечи, эта искра всё равно где-то вылезет. Скорее всего, в том месте, где от старости износилась или потрескалась изоляция провода. Ремонтировать провода пока так и не научились, так что его придётся заменить. Лучше – все сразу, потому что ресурс у всех проводов одинаковый, и если умер один, скоро умрут и все остальные.
Вторая причина – это пробой катушки зажигания. Есть несколько моторов, у которых это практически родовая болезнь – катушка «шьёт» на массу из-за пробоя корпуса. Например, этим любят баловаться очень популярные моторы Рено К7М/К4М или фордовские Duratec 16V Sigma (например, на вторых Фокусах) и некоторые другие. Что поделать: у этих агрегатов корпус катушки стоит так близко к мотору, что постоянно перегревается и с возрастом начинает трескаться. Сверхэкономные люди в этом случае катушки не меняют, а ремонтируют. Например, обливают корпус эпоксидкой. Конечно, это хороший диэлектрик, но всё-таки лучше катушку заменить.
И тут переходим к главному вопросу: всё-таки виноваты провода или катушка? Что менять в первую очередь? Если способ проверки в темноте не помог, то можно проверить и то, и другое мультиметром. Можно осмотреть внешне: если есть участки, отличающиеся по цвету с непонятными тёмными точками, то это и есть те места, где катушка или провод «шьёт» искрой. Ну а самый надёжный способ – выпросить у кого-нибудь заведомо исправные провода или катушку и поменять их со своими.
Реже в троении в сырую погоду виновата свеча. Установить её вину несложно: нужно переставить свечи местами. Если вместе со свечой в другой цилиндр перейдут и пропуски зажигания, то вина свечи доказана. Перестановка поможет найти и неисправную индивидуальную катушку – ту, которая ставится на каждую свечу отдельно.
Есть ещё несколько методов, которыми можно найти пробой катушки или провода. Они сводятся к тому, чтобы прислонить выкрученную свечу к «массе» и покрутить мотор стартером или немного снять наконечник провода со свечи и посмотреть, появится ли искра между проводом и свечой. Методы рабочие, но я бы не рекомендовал ими злоупотреблять. Во-первых, если взяться на провод (даже не обязательно пробитый), может здорово тряхнуть током, а это неприятно. Во-вторых, если на свежем воздухе между электродами свечи искра проскакивает исправно, это не значит, что она будет возникать во время работы мотора. Там мощности искры может не хватать для пробоя между электродами, и она будет уходить на изолятор или вообще пробивать побитую жизнью изоляцию высоковольтного провода. Ну, и в-третьих, так можно спалить ещё вполне рабочую катушку зажигания. Так что точность этого метода условная. Нет искры – однозначно плохо, а если она есть, то это не означает, что она есть там всегда.
Мотор троит под нагрузкой
Вот тут всё намного сложнее. Если троение начинается на больших оборотах и на высокой скорости, в первую очередь смотреть нужно именно свечи. Особенно если троение отмечается в каком-то определённом цилиндре. Если свечи на автомобиле недорогие, то их проще заменить. Прошла беда – хорошо, нет – нужно копать дальше. А копать без опыта в этом случае можно долго. Причин для троения на больших оборотах великое множество, и найти верную довольно сложно. Тут могут быть и неисправности датчиков, и пробой тех же катушек или проводов (но в этом случае, как я и говорил выше, неприятность более характерна для влажной погоды), и капризы бензонасоса или дроссельной заслонки. Бывает, что на высоких оборотах зависает клапан из-за нагара, сломанной или уставшей пружинки или мёртвого гидрокомпенсатора, или ЭБУ не может определиться с количеством подаваемого бензина из-за некорректных данных умершего лямбда-датчика. Одним словом, без опыта и инструментов найти причину неисправности будет сложно, и лучше сразу поехать в сервис.
Если хочется сделать хотя бы что-то самому, можно проверить, нет ли подсоса воздуха на впуске. Делать это имеет смысл в том случае, если страдают все цилиндры попеременно, а не какой-то один, а цвет бокового электрода свечи неестественно светлый, вплоть до бледного. Неучтённый ДАДом или ДМВРом воздух приводит к слишком бедной смеси, и наиболее заметно это как раз под нагрузкой. Если попытки что-то сделать самому не увенчались успехом, лучше не затягивать визит в автосервис: езда на слишком бедной смеси приводит сильному перегреву, прогару клапанов и калильному зажиганию.
Утром троит, после прогрева перестаёт, после нажатия на газ опять троит
Звучит сложно, но ситуация весьма распространённая. Чаще всего в ней виновато не зажигание, а питание. Первым делом выкручиваем свечи и смотрим на них. Скорее всего, одна из них будет в тёмном нагаре. Причина в этом случае – текущая форсунка. Чаще её проще поменять, но кто-то предпочитает форсунки чистить или проводить с ними другие реанимационные процедуры разной степени результативности. На многих машинах проверить исправность форсунки несложно: достаточно снять рампу с них и включить зажигание. Закапало из форсунки – она не держит давление и переливает. Отсюда и троение из-за слишком богатой смеси в цилиндре с такой форсункой. И не забудьте во время замены форсунки поставить новое уплотнительное колечко, иначе результаты ремонта радовать не будут. Вообще, конечно, снимать рампу самостоятельно захотят не все, но на некоторых машинах это сделать действительно несложно.
Похожие симптомы и при недостаточной эффективности работы бензонасоса. Свечи при этом отличаться нагаром не будут, но симптомы аналогичные. Пока обороты небольшие, топлива хватает, но если поддать газу – его будет уже недостаточно. К сожалению, для самостоятельной проверки бензонасоса нужен хотя бы манометр, чтобы замерить давление на топливной рампе. Характерная особенность – пропуски зажигания будут не в одном и том же цилиндре, а во всех. С неисправной форсункой, особенно при использовании сканера, перепутать сложно.
После пуска работает хорошо, троит по мере прогревания
В жизни такое случается редко, а поиск причины может затянуться. Скорее всего, без минимального набора инструментов найти причину будет сложно. Электрика в этом случае виновата редко, наиболее вероятная причина – чисто механическая. В первую очередь стоит проверить компрессию и регулировку клапанных зазоров. Скорее всего, где-то нарушен клапанный зазор. Впрочем, проверить свечи, провода и катушку лишним не будет – чем чёрт не шутит. Но потом всё равно придётся ехать в сервис для более серьёзной диагностики.
Я у мамы инженер!
Разумеется, многие причины троения мотора мы рассматривать не стали принципиально. Низкая компрессия, ошибки датчиков, расхождение фаз и многое другое я пропустил намеренно. Всё это сложно диагностировать без оборудования и без опыта. Да и встречаются такие неприятности намного реже пробитых проводов и полумертвого бензонасоса. Но методы элементарного поиска причины троения, описанные выше, могут помочь в очень многих случаях. Ну а чтобы не доводить ситуацию до необходимости искать убежавшую искру, достаточно только вовремя менять свечи и провода, проводить ТО и не забивать на мелкие недочёты в работе мотора.
Даже незначительные пропуски зажигания из-за «почти» исправной свечи зажигания могут привести к пробою провода, а ещё хуже – катушки, которая может стоить уже довольно дорого. Езда с троением тоже до добра не доведёт. Ладно бы, только расход бензина повысился да динамика упала, так ведь нет – последствия могут быть намного более разнообразными и очень неприятными. Например, повышенная вибрация мотора убивает и опоры, и слабо закреплённые элементы проводки. А ещё может сходить с ума электроника АКП, которая не понимает, по какой причине обороты коленвала постоянно резко прыгают вверх и вниз.
В общем, много может быть всяких последствий, хотя всего этого можно было бы избежать ценой покупки какой-нибудь свечи за 300 рублей. Так что, если не получается сделать что-то самостоятельно, лучше сразу отдать машину в руки профессионалов. Иногда так выходит значительно дешевле.
В каком случае газ в цилиндре
При нагревании воздуха в трубке давление его увеличивается, он расширяется и выталкивает пробки.
При выстреле порох сгорает, образуются раскаленные газы, производящие огромное давление. Энергия химической реакции передается образовавшимся в ее результате газам, которые совершают работу по увеличению кинетической энергии летящей пули и кинетической энергии отдачи винтовки. Часть этой энергии идет на нагревание ствола, на образование звуковой волны; остальная часть энергии остается в нагретых газах, вылетающих вслед за пулей, и в конце концов передается молекулам окружающего воздуха.
При такой форме крышки легко прогибаются наружу и вовнутрь банки. А это будет происходить, когда при изменении температуры меняется объем жидкости и газа, заключенных в банке.
Работа по сжатию воды близка к нулю, так как она при этом практически не изменяет своего объема. Работа по сжатию воздуха будет отлична от нуля.
Начальная температура газа в обоих случаях одинакова. Трением поршня о стенки цилиндра пренебречь.
При нагревании газ расширяется. Если цилиндр находится в положении В, то газ при расширении совершает работу, идущую на поднятие поршня (на увеличение потенциальной энергии поршня) и на увеличение потенциальной энергии самого газа. Эта работа совершается за счет подводимого к газу количества теплоты. Если же цилиндр находится в положении А, то поршень опускается. Работа, ведущая к уменьшению потенциальных энергий газа и поршня, совершается внешней силой тяжести. В этом случае для нагревания газа до температуры t потребуется меньшее количество теплоты.
Кипятильник является тепловым двигателем, так как периодически колеблется, причем его шарики поочередно погружаются в воду. Объясните явление.
Шарик К, в котором эфира больше, перевешивает и, соприкасаясь с теплой водой, нагревается. В нем возрастает давление паров эфира. В шарике М, находящемся в контакте с окружающим холодным воздухом, давление паров эфира будет меньше. Поэтому эфир из шарика К вытесняется в шарик М, последний перевешивает и погружается в воду. Затем процесс повторяется.
Объясните принцип работы двигателя.
Пусть в начальный момент эфир целиком заполняет шарик B1 Попав в теплую воду, эфир в нем нагревается, закипает и давлением паров перегоняется в шарик B4. За время движения шарика B1, внутри теплой среды (вал вращается по ходу часовой стрелки) из него вытекает максимально возможное количество эфира так, что шарик B4 пройдя вертикальную плоскость, становится тяжелее шарика B1 (см. состояние шариков В3-В6). Аналогичное происходит со всеми шариками, находящимися в воде. Итак, за счет энергии теплой воды эфир перетекает из шариков B3 B2 B1, в шарики B6 B5 В4.
В какую сторону вращается барабан?
В результате этого правая сторона вала двигателя оказывается все время тяжелее, и он вращается по ходу часовой стрелки.
Будет ли работать двигатель, если все шесть его шариков погружены в воду?
Система является тепловым двигателем. Если все шарики погрузить в воду, вал вращаться не будет, потому что температура эфира во всех шариках будет одинакова и он не будет перетекать из одного шарика в другой.
С увеличением числа цилиндров возрастает масса подвижных деталей, (это способствует увеличению инерционности заданного вращения), что позволяет уменьшить массу махового колеса.
В первом случае, так как за счет своей внутренней энергии газ во время рабочего хода совершает полезную работу.
Так как во время работы двигателя поршень имеет температуру большую, чем цилиндр. При точной подгонке размеров поршня и цилиндра произойдет заклинивание цилиндра, и двигатель может выйти из строя.
В верхней части поршень должен иметь меньший диаметр, чем в нижней.
При плохой теплопроводности поршень расплавился бы, а изготовленный из металла с большим тепловым расширением заклинивался бы в цилиндре.
Отработанные газы при выпуске из цилиндра имеют значительно большее давление, чем атмосферный воздух. Расширяясь с большой скоростью, они создают шум. Смысл работы глушителя состоит в уменьшении скорости выхода газа из цилиндра двигателя.
Так как колена вала расположены под углом в 180 °С, то при рабочем ходе в первом цилиндре в четвертом будет впуск - поршни идут одновременно вниз. В одном из средних цилиндров - сжатие, а в другом - выпуск, потому что поршни идут вверх.
Выпускной клапан работает в более жестком режиме (при больших температурах), чем впускной, поэтому его изготовляют из жаропрочной стали.
Вследствие разреженности воздуха и недостатка в нем кислорода.
При слишком большом опережении в двигателе возникают стуки: расширяющиеся газы оказывают воздействие на поршень раньше, чем тот оказался в верхней мертвой точке. При позднем зажигании смесь не успевает сгореть и выбрасывается в глушитель вместе с отработанными газами. Возможны взрывы этих остатков горючей смеси в сильно нагретом глушителе. В том и другом случае кпд двигателя снижается.
Чтобы обеспечить подъем пароводяной смеси и создать условия для естественной циркуляции воды в котле.
Надо создать искусственную тягу. Например, введя трубку, через которую пропускается струя пара. Пар, увлекая за собой дым и газы, усиливает тягу в топке котла.
Поршневые машины при той же мощности имеют большие размеры и вес и меньший кпд. В ряде случаев это технически неудобно и экономически невыгодно.
Чтобы улучшить теплопроводность стенок котла и этим поднять его КПД.
Слой накипи ухудшает теплопроводность стенок котла, приводит к появлению выпучин, трещин и в конце концов к порче котла.
Заряд смеси в цилиндре бензинового двигателя
Заряд смеси в цилиндре бензинового двигателя представляет собой массу смеси, оставшейся в цилиндре после закрытия впускных клапанов. Заряд состоит из топливно-воздушной смеси, поступившей в цилиндр до закрытия впускных клапанов, и остаточных отработавших газов.
Свежая топливовоздушная смесь
 |  |
Остаточные отработавшие газы в цилиндре бензинового двигателя
К остаточным отработавшим газам, входящим в состав заряда, относятся:
Количество остаточных отработавших газов в цилиндре определяется циклом заряда. Они не оказывают прямого вклада в процесс сгорания топлива, но оказывают влияние на процессы зажигания и сгорания топлива в целом. При полностью открытой дроссельной заслонке количество остаточных отработавших газов должно быть как можно меньшим, чтобы обеспечить максимальную массу свежего воздуха и выходную мощность двигателя.
В то же время при частичной нагрузке присутствие остаточных отработавших газов желательно для снижения расхода топлива. Это достигается посредством более благоприятного цикла, за счет изменения состава смеси, а также снижения потерь на прокачивание, поскольку для подачи такого же заряда свежего воздуха требуется более высокое давление во впускном трубопроводе. Специально введенное количество остаточных отработавших газов может снизить содержание в отработавших газах оксидов азота (NOх) и несгоревших углеводородов (НС).
Регулирование заряда воздуха
Для двигателей с искровым зажиганием, с наружным и внутренним смесеобразованием и гомогенным зарядом смеси в цилиндре крутящий момент двигателя определяется величиной заряда воздуха. В отличие от этого, в случае внутреннего смесеобразования с избыточным количеством воздуха крутящий момент двигателя можно регулировать, изменяя количество впрыскиваемого топлива (работа с послойным распределением заряда топлива).
Дроссельная заслонка
На двигателях с электронной системой регулирования положения дроссельной заслонки (ЕТС) требуемый заряд воздуха вычисляется, исходя из желаемого значения крутящего момента двигателя (положения педали акселератора), в зависимости от которого дроссельная заслонка открывается на соответствующий угол.
В механических системах водитель сам изменяет степень открытия дроссельной заслонки, нажимая педаль акселератора.
Цикл подачи заряда смеси в цилиндр
Цикл подачи свежего заряда топливно-воздушной смеси и остаточных отработавших газов регулируется открытием и закрытием впускных и выпускных клапанов. Критичными факторами являются продолжительность открытого и закрытого состояния клапанов и характеристика подъема клапана.
Изменение фаз газораспределения
Период перекрытия клапанов, когда впускной и выпускной клапаны одновременно открыты, оказывает решающее влияние на массу отработавших газов, оставшихся в цилиндре. Количество свежей топливно-воздушной смеси и остаточных отработавших газов в цилиндре можно регулировать, изменяя характеристику подъема клапанов во времени (внутренняя рециркуляция отработавших газов).
Большой угол перекрытия клапанов (при раннем открытии впускного клапана) позволяет увеличить внутреннюю рециркуляцию отработавших газов и поэтому может помочь в снижении выбросов NОx. Однако, т. к. рециркулирующие отработавшие газы вытесняют свежую топливно-воздушную смесь, раннее открытие впускного клапана также ведет к уменьшению максимального крутящего момента. Кроме того, чрезмерная рециркуляция отработавших газов, особенно при работе двигателя на холостом ходу, может стать причиной перебоев в зажигании, что, в свою очередь, приводит к увеличению выбросов углеводородов (НС). При наличии системы регулирования фаз газораспределения, такое регулирование в зависимости от рабочей точки двигателя позволит оптимизировать количество выбросов.
Посредством регулирования фаз газораспределения можно регулировать массовый расход воздуха и, следовательно, крутящий момент двигателя без использования дроссельной заслонки. Посредством регулирования фаз газораспределения также можно регулировать количество остаточных отработавших газов.
В современных системах клапаны приводятся в действие механически от распределительного вала. В некоторой степени этот процесс можно регулировать при помощи дополнительных систем (например, системы регулирования положения распределительного вала). Однако, эти механические системы не могут полностью исключить необходимость в дроссельной заслонке.
Рециркуляция отработавших газов (EGR)
Снижение расхода топлива
Рециркуляция отработавших газов вызывает увеличение давления во впускном трубопроводе. Это увеличение давления вызывает уменьшение работы, совершаемой в процессе цикла подачи заряда смеси в цилиндр, что способствует снижению расхода топлива.
Снижение выбросов NOx
Системы рециркуляции отработавших газов применяются на автомобилях с бензиновыми двигателями с прямым впрыском топлива, работающими на обедненной смеси (в режиме послойного распределения заряда) для снижения содержания NOx в отработавших газах. Рециркуляция отработавших газов является основным способом свести к минимуму количество выбросов оксидов азота и таким образом увеличить продолжительность работы двигателя на обедненной смеси, которая ограничивается состоянием каталитического нейтрализатора NOx аккумуляторного типа.
Увеличение температуры горения топлива вызывает непропорциональное увеличение количества выбросов NOx. Поскольку рециркуляция отработавших газов (EGR) вызывает снижение этой температуры, она представляет собой особенно эффективный способ снижения количества выбросов NOx.
Наддув бензинового двигателя
Величина создаваемого крутящего момента пропорциональна поступающему в цилиндры заряду топливно-воздушной смеси. Это позволяет повысить максимальный крутящий момент за счет увеличения заряда воздуха в цилиндрах это может быть достигнуто динамическим наддувом, механическим наддувом или турбо наддувом с использованием энергии отработавших газов (см. «Наддув»)
Компоненты электронной системы управления дроссельной заслонкой (ЕТС)
Основные компоненты регулирования заряда воздуха показаны на рис. 1. Наиболее важным компонентом в современных системах является дроссельная заслонка.
Команда водителя считывается датчиком положения педали акселератора и передается на блок управления двигателем. Блок управления двигателем вычисляет требуемую величину заряда смеси в зависимости от рабочей точки двигателя и регулирует угол открытия дроссельной заслонки, используя для этого привод и датчик положения дроссельной заслонки.
Дублирование работы модуля педали акселератора и дросселирующего устройства является частью концепции мониторинга ЕТС, позволяющей уменьшить вероятность сбоев.
Читайте также: